라데온 R400 시리즈

ATI 테크놀로지스가 개발한 R420 GPU는 회사의 3세대 DirectX 9.0/OpenGL 2.0 지원 그래픽 카드의 기반이었다. 라데온 X800에 처음 사용된 R420은 0.13 마이크로미터(130 nm) 로우-K 포토리소그래피 공정으로 생산되었으며 GDDR-3 메모리를 사용했다. 이 칩은 AGP 그래픽 카드용으로 설계되었다.

이 코어의 드라이버 지원은 카탈리스트 9.4를 마지막으로 중단되었으며, 그 결과 X700 - X850 제품 중 윈도우 7을 공식적으로 지원하는 제품은 없다.

개발
섬네일|upright|라데온 X550 칩
지원되는 DirectX 기능 측면에서 R420(코드명 Loki)은 R300과 매우 유사했다. R420은 기본적으로 이전 아키텍처에 "더 넓을수록 좋다"는 접근 방식을 취했으며, 다양한 방식으로 개선하기 위한 몇 가지 작은 조정이 추가되었다. 이 칩에는 라데온 9800 XT의 R360(R350의 사소한 진화)에 비해 두 배 이상의 픽셀 및 정점 처리 리소스가 장착되었으며, 16개의 DirectX 9.0b 픽셀 파이프라인과 16개의 ROP가 있었다. X800 XT를 기본적으로 한 쌍의 라데온 9800 코어가 연결되어 약 30% 더 높은 클럭 속도로 실행되는 것으로 보는 것도 크게 틀리지 않을 것이다.

R420 설계는 4개의 "쿼드" 배열(쿼드당 4개의 파이프라인)이었다. 이 조직은 ATI가 결함 있는 "쿼드"를 비활성화하고 12, 8 또는 심지어 4개의 픽셀 파이프라인이 있는 칩을 판매할 수 있도록 해주었다. 이는 라데온 9500/9700 및 9800SE/9800에 사용된 기술의 진화였다. "쿼드"로 분리함으로써 ATI는 전체 칩의 효율성을 최적화하는 시스템을 설계할 수 있었다. "쿼드 디스패치 시스템"이라고 불리는 이 시스템은 화면을 타일링하고 작업을 개별 "쿼드"에 고르게 분산하여 처리량을 최적화했다. R300 시리즈 칩도 이러한 방식으로 작업을 수행했지만, R420은 더 미세한 수준의 입자성으로 작업 흐름을 제어하기 위해 프로그래밍 가능한 타일 크기를 허용함으로써 이를 개선했다. 분명히 타일 크기를 줄임으로써 ATI는 다양한 삼각형 크기에 최적화할 수 있었다.

ATI가 픽셀 파이프라인의 수를 두 배로 늘렸을 때, 그들은 또한 버텍스 셰이더 엔진의 수를 4개에서 6개로 늘렸다. 이는 픽셀/버텍스 셰이더의 비율을 2:1(R300)에서 8:3으로 변경했는데, 이는 ATI가 2004년 이후 게임의 작업 부하가 지오메트리 기반보다 픽셀 셰이더 및 텍스처링 지향적이라고 믿었음을 보여준다. 법선 및 시차 매핑은 모델 디테일에 대한 순수한 기하학적 복잡성을 대체하고 있었으므로 의심할 여지 없이 그것이 그 이유 중 일부였다. 이상하게도 X700 메인스트림 카드(RV410)는 2개의 쿼드만 장착되었음에도 6개의 버텍스 셰이더를 가지고 있었다. 따라서 이 칩은 텍스처링보다 더 많은 지오메트리 로드를 위해 설계되었으며, 아마도 파이어GL 칩으로서의 역할에 맞춰졌을 것이다. RV410은 또한 지오메트리 처리량에서 엔비디아의 지포스 6600GT(3개의 버텍스 셰이더)를 훨씬 능가했다. R420 및 RV410의 6개의 버텍스 셰이더가 이전 세대보다 더 높은 클럭 속도와 결합되어 ATI는 9800XT의 지오메트리 처리 능력을 두 배 이상 높일 수 있었다.

R420 기반 칩은 R300 기반 코어와 근본적으로 유사하지만, ATI는 픽셀 셰이더 유닛을 더 유연하게 만들기 위해 조정하고 개선했다. 새로운 픽셀 셰이더 버전(PS2.b)은 일반 PS2.0보다 약간 더 큰 셰이더 프로그램 유연성을 허용했지만, 여전히 완전한 PS3.0 기능에는 미치지 못했다. PS2.0에 대한 이 새로운 수정은 픽셀 셰이더 프로그램에 사용할 수 있는 최대 명령어 및 레지스터 수를 증가시켰다.

ATI는 칩이 지원하는 새로운 안티앨리어싱 기술인 시간 안티앨리어싱(Temporal Anti-Aliasing)을 공개했다. 초당 60프레임 이상의 프레임 레이트의 프레임-아이 효과를 활용하여, GPU는 프레임 간에 안티앨리어싱 샘플링 패턴을 회전시켜 앨리어싱된 가장자리를 더 잘 부드럽게 만들 수 있었다. 2X 소프트웨어 설정은 지각적으로 4X와 동등하게 되었다. 불행히도, 이는 시스템이 최소 60프레임/초를 유지할 수 있어야 했고, 그렇지 않으면 시간 안티앨리어싱은 눈에 띄는 깜박임을 유발했는데, 사용자가 교대로 나타나는 AA 패턴을 볼 수 있었기 때문이다. 프레임 레이트를 유지할 수 없으면 드라이버는 시간 AA를 비활성화한다. 그러나 이 성능 수준을 유지할 수 있는 게임에서는 시간 AA가 ATI의 뛰어난 안티앨리어싱 옵션에 좋은 추가 기능이었다. 참고로, ATI의 "Temporal AA"는 사실 공간 AA를 위한 시간 디더링 필터였으며, 실제 시간 안티앨리어싱(연속적인 화면에서 시간 서브샘플의 제어된 블렌딩을 포함해야 함)은 아니었다.

코어에 추가된 또 다른 주목할 만한 기능은 "3Dc"라고 불리는 새로운 종류의 법선 맵 압축이었다. 텍스처 압축이 수년 동안 Direct3D 사양의 일부였고 일반 텍스처 압축에 사용되었던 것과 유사하게, 법선 맵 압축은 이러한 새로운 유형의 표면 디테일 레이어를 압축했다. DirectX 텍스처 압축(DXTC)은 블록 기반이며 법선 맵의 다른 데이터 속성에 맞게 설계되지 않았기 때문에, 디테일 손실 및 기타 아티팩트를 방지하기 위해 새로운 압축 방법이 필요했다. 3Dc는 수정된 DXT5 모드를 기반으로 했으며, 이는 3Dc를 지원하지 않는 하드웨어의 대체 옵션이었다. 법선 매핑을 많이 사용하는 소프트웨어는 3Dc를 사용함으로써 필레이트 및 대역폭 절약으로 상당한 속도 향상을 얻을 수 있었다. ATI는 프로모션 실시간 데모인 Ruby: The Doublecross에서 칩의 많은 새로운 기능을 선보였다.

나머지 대부분의 GPU는 R300과 매우 유사했다. 메모리 컨트롤러와 메모리 대역폭 최적화 기술(HyperZ)은 동일했다.

R420은 사실 ATI의 두 번째 4세대 프로젝트였으며, 원래 R400 계획은 내부적으로 "크레욜라"라고 불렸지만 폐기되었다. R400은 통합 셰이더 모델 3 셰이더 지원 및 기타 개선 사항과 함께 더 많은 기능이 있었겠지만, ATI는 R400이 사용 가능한 애플리케이션에 비해 불필요하게 복잡하고 당시 사용 가능한 반도체 제조 공정에서 개발하기에 잠재적으로 위험하다고 판단한 것으로 보인다. 따라서 R400 아키텍처는 엑스박스 360 비디오 게임 콘솔에 사용된 제노스 칩에만 구현되었으며, 퀄컴 아드레노 200 모바일 GPU(원래는 AMD Z430이라고 불림)의 기반이 되었다. 라데온 라인에서는 Direct3D 9.0c 기능 지원이 R500 아키텍처를 기반으로 하는 다음 세대로 넘어갔고, 4세대에서는 R300에서 파생된 R420이 사용되었다.

R420 및 주요 아키텍처 수정 없는 다음 ATI GPU 출시

섬네일|기가바이트 라데온 X800 XT PE
섬네일|사파이어 라데온 X800 프로
초기 라데온 X800 시리즈 카드는 R420 코어를 기반으로 했다. 라인에는 라데온 X800 XT 플래티넘 에디션과 라데온 X800 프로가 포함되었다. X800 XT PE는 520MHz 코어 클럭과 560MHz RAM 클럭으로 출시되었으며, 16개의 파이프라인이 활성화되었다. X800 Pro는 475/450MHz로 클럭되었으며 하나의 쿼드가 비활성화되어 12개의 픽셀 파이프라인이 작동했다. 본질적으로 X800 Pro는 반결함 R420 코어로 제작되었다. X800 Pro VIVO(비디오 입출력)도 출시되었으며, 비활성화된 쿼드를 일반적으로 활성화할 수 있어 저렴한 비용으로 완전히 작동하는 X800 XT PE를 얻을 수 있었기 때문에 오버클럭커들에게 인기가 있었다.

라데온 X700 (RV410) 시리즈는 2004년 9월에 X600을 대체했다. X700 Pro는 425MHz 코어 클럭으로, 0.11 마이크로미터 공정으로 생산되었다. RV410은 4개의 ROP에 연결된 8개의 픽셀 파이프라인(GeForce 6600과 유사)으로 구성된 레이아웃을 사용했으며 X800의 6개의 버텍스 셰이더를 유지했다. 110nm 공정은 높은 클럭 속도가 아닌 다이 크기를 줄이면서 높은 수율을 유지하도록 설계된 비용 절감 공정이었다. X700 XT가 생산 계획에 있었고 다양한 하드웨어 웹사이트에서 검토되었지만, 출시되지 않았다. X700 XT는 ATI가 수익성 있게 생산하기에는 너무 높은 클럭 한계를 설정했다고 믿어졌다. X700 XT는 또한 엔비디아의 인상적인 GeForce 6600GT와 적절하게 경쟁하지 못했다. ATI는 대신 X800 시리즈의 카드를 생산하여 경쟁하게 되었다.

섬네일|파워컬러 라데온 X850 XT
라데온 X800 "R430" 기반 110나노미터 시리즈는 ATI의 새로운 X850 카드와 함께 2004년 말에 도입되었다. X800은 X700 XT가 확보하지 못한 위치를 대체하도록 설계되었으며, 12개의 파이프라인과 256비트 RAM 버스를 갖추고 있었다. 이 카드는 GeForce 6800과 유사한 성능으로 6600GT를 능가했다. 가까운 친척인 새로운 X800 XL은 더 높은 메모리 속도와 성능 향상을 위한 전체 16개의 파이프라인으로 엔비디아의 GeForce 6800 GT를 능가하도록 배치되었다. R430은 GPU당 비용을 줄이는 데 주로 설계되었기 때문에 높은 클럭 속도에 도달할 수 없었으므로 새로운 최고급 코어가 여전히 필요했다. 새로운 고급 R4x0-세대인 X850 시리즈는 "R420" 기반 X800 시리즈보다 약간 더 높은 성능을 위해 다양한 코어 조정을 거쳐 도착했다. "R480" 기반 X850 라인은 X850 Pro, X850 XT, X850 XT 플래티넘 에디션의 세 가지 형태로 제공되었으며, 신뢰할 수 있는 고성능 130nm Low-K 공정으로 제작되었다.

2005년에 ATI는 "작동"하지만 X800 또는 X850 시리즈 카드에 사용하기에는 충분히 좋지 않은 많은 다이를 가지고 있었다. 그래서 새로운 SKU인 X800 GT가 만들어졌다. 이는 2개의 기능적 쿼드가 있고 475MHz로 실행될 수 있는 모든 "R480" X850 다이 또는 "R430" X800 XL 다이를 사용했다. 이들은 이전 "R430" 기반 X800 옆에서 GeForce 6600GT와 경쟁하기 위한 것이었다. ATI는 또한 "R480" 또는 "R430" 다이를 사용하여 400MHz로 클럭된 12개의 파이프라인 카드(3개의 쿼드)인 X800 GTO를 출시했다. 이 카드는 X800 GT와 X800 XL 사이의 성능을 보였다. 일반 GeForce 6800보다 빠르지만 GeForce 6800 GT보다 느렸다. 이 카드의 높은 판매량은 비교적 높은 성능과 X800 GT보다 약간 높은 가격 때문이었다. 오버클럭 커뮤니티는 R480 기반 GTO가 X850 XT에 가까운 클럭 속도에 도달할 수 있음을 발견했다.

마지막으로 또 다른 SKU는 다시 R480을 기반으로 한 X800 GTO²였다. X800 GTO와 마찬가지로 사파이어 테크놀로지에서 다시 제조되었다. 이 카드는 일반적으로 X800 GTO와 같은 3개의 쿼드 구성으로 제공되었다. GTO²는 BIOS 변경으로 거의 항상 완전한 4개의 쿼드 카드로 변환될 수 있었기 때문에 GTx 시리즈에서 독특했다. 일부 X800 GTO² 카드는 이미 4개의 쿼드가 모두 활성화된 상태로 출하되었지만, 이들 중 일부는 R480 대신 R430이었고 X850과 같은 클럭 속도에 도달할 수 없었다. GTO 시리즈의 최종 변형은 Powercolor의 "R430" 기반 X800 GTO-16과 같이 공식적으로 16개의 파이프라인이 활성화된 특수 GTO 보드였다.

모델 표

 AGP (X7xx, X8xx) 
 모든 모델에는 AGP 8배속이 포함된다.

1 픽셀 셰이더 : 버텍스 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치

 PCIe (X5xx, X7xx, X8xx 시리즈) 
 모든 모델에는 PCIe ×16이 포함된다.

1 픽셀 셰이더 : 버텍스 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치

 IGP (X2xx, 11xx 시리즈) 
 라데온 X300 기반

1픽셀 셰이더 : 버텍스 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치
 모바일 GPU 
이 GPU는 메인보드에 통합되거나 모바일 PCI 익스프레스 모듈(MXM)을 차지한다.
 모빌리티 라데온 시리즈 

1 버텍스 셰이더 : 픽셀 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치.

 모빌리티 라데온 X700, X800 시리즈 

1 버텍스 셰이더 : 픽셀 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치.

 각주 

 "Beyond3D: 3D Tables" by Beyond3D.Com, retrieved January 17, 2006
 "Radeon X850 XT Platinum Edition Review" by 데이브 바우만, Beyond3D.Com, December 1, 2004, retrieved January 17, 2006

 외부 링크 
 "Inside ATI's R420 (architectural analysis)" by aths, 3DCenter.Org, May 4, 2004
 ATI's X800 Pulls Off Another Coup in the Graphics Performance War — 라데온 X800의 기능, 아키텍처 및 벤치마크
 ATI's Radeon X700 XT graphics card — 미출시 X700 XT에 대한 심층 분석.
 techPowerUp! GPU 데이터베이스

분류:그래픽 카드
분류:ATI 테크놀로지스 제품