Radeon R600

 
Graafikaprotsessor (GPU) koodnimega Radeon R600 oli alus Radeon HD 2000/3000 seeria videokaartidele ja FireGL 2007 seeria kaartidele. HD 2000 kaardid konkureerisid NVIDIA GeForce 8000 seeriaga ning HD 3000 kaardid GeForce 9. seeriaga.
R600 on tõenäoliselt kõige suurem tehnoloogiline hüpe Radeoni poolt peale R300 graafikaprotsessorit Radeon 9700. Seda sellepärast, et R600 on disainitud töötama kooskõlas Microsoft DirectX 10 graafilise kasutajaliidesega, mis annab rohkem ning paindlikumalt võimalusi.
Arhitektuur.
Ühendatud varjutajad (Unified Shaders).
"R600" on esimene personaalarvutitele mõeldud graafikaprotsessor ATI poolt, mis kasutab ühendatud varjutajate arhitektuuri. See on ATI ühendatud varjutajate disaini teine põlvkond ning põhineb Xenose graafikaprotsessoril, mida on rakendatud ka mängukonsooli Xbox 360 juures. Eelnevad graafikaprotsessorite arhitektuurid kasutasid igat tüüpi graafilise funktsiooni jaoks eraldi protsessorit. See aga ei kasuta protsessorit selle võimaluste piires. Uus ühendatud arhitektuur mõjutas suuresti graafikaprotsessorite produktiivsust, sest oli võimalik panna üht protsessorit täitma mitme erineva varjutaja ülesandeid.
Uus ühendatud varjutajate funktsionaalsus põhineb VLIW (Very Long Instruction Word) arhitektuuril, mis sisaldab kuni kuut instruktsiooni protsessorile korraga, viis matemaatilist ning ühte harngnemisüksusele. Mis soodustab protsessori produktiivsemat kasutust, kui et üks käsk korraga. Märkimisväärselt muudab VLIW arhitektuur protsessorite tööd tekitades neile optimaalse käskude voolu. Kuigi osad instruktsioonid on eelnevatest sõltuvad ning ei saa neid samaaegselt täita. Seetõttu sõltub graafikaprotsessori jõudlus suuresti kasutatava programmi käskudest ning sellest, kui hästi reaalajakompilaator draiverites suudab neid organiseerida.
Ülikõrge-hargtöötlusega protsessor.
Olgugi et R600 on suur hüpe AMD poolt, jagab see nii mõndagi omadust oma eelkäija Radeon R520-ga. Võimalus samaaegselt mitut programmiharu ehk lõime käivitada on väga oluline osa R600 südamiku juures. See protsessor tegeleb reaalajas kolme eraldiseisva lõimu töötlemisega (Vertexid, geomeetria ja piksli varjutajad) ning vahetab nende vahel vastavalt vajadusele. Samaaegselt mitme lõimu töötlemisega suudab protsessor neid vastavalt ka organiseerida, et kasutada maksimaalselt varjutajaid. Teisisõnu protsessori dispetšer analüüsib, missugune käsk kuhu saata ning püüab hoida töötluse võimalikult kõrgel.
Lähemalt uurides on ka igal 80 voogprotsessoril olemas järjendihaldur ja arbiiter. Arbiiter otsustab, mida järgmisena töödelda, samal ajal kui jadahaldur püüab paigutada käske ümber kõige kiirema tulemuse saavutamiseks.
Tekstuurid ja sakisilumine ("antialiasing").
R600 on varundatud nelja, tuumast eraldiseisva, tekstuuriplokiga. Väljundi viimistlusega seotud plokid Radeon HD 2000 seerias kasutavad Multi-sämple sakitõrje protsessi läbiviimiseks programmeeritavaid sämplivõrgustikke kuni kaheksa sämplipunktiga. Lisaks uut R600 sakitõrje juures, peale võimaluse sooritada 8xMSAA ("Multi-Sample Antialiasing") 6xMSAA asemel, mis oli maksimum R300 kuni R580 protsessoritel, on R600-l lisaks veel CFAA ("custom filter antialiasing" – tavafiltreerimisega sakitõrje), mis analüüsib piksleid ümber töödelava piksli, et siis leida selle lõppvärv ning silumise tulemus. CFAA on läbi viidud varjutajate poolt, mitte väljundi viimistlus plokis. See annab aga võimaluse luua kohandatud filtreid, kuid samas võib mõjutada ka jõudlust, kuna varjutajatele tekib rohkem ülesandeid.
Mälu kontroller.
Mälu kontrollerid on omavahel ühendatud välise kahesuunalise ringsiiniga ümber GPU. Radeon HD 2900-s on see 1024-bitine ringsiin (512-biti lugemine ja 512-biti kirjutamine), koos 8x64-bitise mälu kanaliga 2900 XT-s. Radeon HD 3800-s on see 512-bitine ringsiin. Radeon HD 2600-s ja HD 3600-s on see 256-bitine ringsiin. Alamklassi kaartides (HD 2400 ja HD 3400) ei ole ringsiini.
Videotöötlus, kuvar ja muud karakteristikud.
Kõik videokaardid peale Radeon HD 2900 seeria sisaldavad ka ATI ühendatud videodekoodrit (Unified Video Decoder) et dekodeerida MPEG-4, VC-1 ja H.264 videovooge, mis on oluline osa AVIVO HD-tehnoloogiast. HDTV kodeerimistugi on realiseeritud integreeritud AMD Xilleon kodeerimisseadmega, mis lubab ka VIVO ("Video In Video Out" – video sisendi ja väljundi) võimalusi.
Kõik videokaardid sisaldavad kahte kahekordset minimaalse üleminekuprotsessiga diferentsiaalse signaaliedastusega (TMDS) saatjat, peale HD 2400 ja HD 3400, mis sisaldavat ühte ühekordset ja ühte kahekordset TMDS saatjat. Iga DVI-väljund sisaldab omakorda kahekordset lüli HDCP-koodriga koos kiibi pealse dekodeerimis võtmega. HDMI-d tutvustati kuni 1920x1080 resolutsioonilise toega, integreeritud HD audio 5.1 kontrolleriga koos LPCM ja AC3 kodeerimistoega. Heli saadetakse läbi DVI-pordi koos spetsiaalselt konstrueeritud DVI-to-HDMI pordilukuga, mis saadab nii heli kui ka videot.
Kõik kaardid on CrossFireX tehnoloogia toega. CrossFire tehnoloogia efektiivsust parandati ning jõudlus suurenes teoreetiliselt kaks korda sellest, mis ühe kaardiga (testi tulemused näitavad, et ligikaudu 170%).
Videokaardid.
R600 põlvkonna videokaarte kutsutakse Radeon HD 2000 seeriaks. Tavakasutajatele mõeldud kaardid Radeon HD 2600 ja Radeon HD 2400 seeria videokaardid avaldati 28. juunil 2007. Algselt ei olnud HD 2000 seeria tooteid pakutud jõudluse turul, kuna üritati varasemate generatsioonide mudelitega seda turu nõudlust täita. Situatsioon oli sama kuni erinevate Radeon HD 2900 seeria kaartide, Radeon HD 2900 Pro ja HD 2900 GT graafikakaartide väljalaskmiseni, mis täitsid mõningaks ajaks jõudluse nõudlust turul.
Radeon HD 2400.
Radeon HD 2400 seeria põhineb RV610 graafikaprotsessoril. Sinna on mahutatud 180 miljonit transistorit 65 nm tootmisprotsessi käigus, kasutades valmistamisel vormisuurust 85 mm2. Radeon HD 2400 kasutab 64-bitist mälusiini. Originaalis oli trükkplaadil ainult ilma ventilaatorita radiaator, voolutarve sel 25–35 W. Tuumal on 16 kiB ühendatud vertex/tekstuuri vahemälu, eraldi peamistest vertexi ja L1/L2 tekstuuri vahemäludest, mida kasutatakse siis tippmudelite puhul.
Radeon HD 3400.
Radeon HD 3400 seeria põhineb RV620 graafikaprotsessoril. Sinna on mahutatud 181 miljonit trainsistorit 55 nm tootmisprotsessi käigus ning sellel on 64-bitine mälusiini laius. Üks märkimisväärseid omadusi Radeon HD 3400 seerial (ka Mobility Radeon HD 3400) on, et need videokaardid toetavad ka ATI hübriidgraafikat.
Radeon HD 3450 ja Radeon HD 3470 väljalase toodi turule 23. jaanuaril 2008.
Radeon HD 2600.
Radeon HD 2600 seeria põhineb RV630 graafikaprotsessoril. Selle seeria protsessorile on mahutatud 390 miljonit transistori 65 nm tootmisprotsessi käigus. Radeon HD 2600 seeria videokaardid toetasid ka GDDR3-mälusid, sisaldavad 128-bitist mälu ringsiini ja 4-faasilist digitaalset pulsilaiusmodulatsiooni (PWM). GPU valmistamisel kasutati pressvormi suurusega 153 mm2.
Radeon HD 2600 X2.
Radeon HD 2600 X2 on kahe graafikaprotsessoriga kaart, millel on 2 RV630 tuuma ühendatud ühele trükkplaadile koos kaardi PCI Express sillaga, jagades PCI-E x16 ülekandekiiruse kaheks PCI-E x8 laiuseks (mõlemad 2,0 Gbit/s). Kaardil on 4 DVI väljundit või HDMI väljundit läbi pordiluku ja toetab ka CrossFireX tehnoloogiat. Tugi sellele kaardile tuli Catalyst 7.9 versioonis septembris 2007. AMD ei reklaaminud seda toodet eriti ning see oli edasimüüjate otsus, mis kujul seda müüa. Valikud olid kas 256 MiB, 512 MiB, 1 GiB videomälu. Paljud edasimüüjad otsustasid minna GDDR3 ja DDR2 valikutega, kuna tootmine on odavam ning üldiseks sihtgrupiks valiti tavakasutajad mitte jõudluse tagaajajad.
Radeon HD 3600.
Radeon HD 3600 seeria põhines RV635 graafikaprotsessoril. RV635 GPU-le on mahutatud 378 miljonit transistori 55 nm tootmisprotsessi käigus ning sellel oli 128-bitine mälusiini laius. Tugi HDMI- ja D-sub-portide jaoks on saavutatud läbi eraldi väljundiaukude. Peale selle on olemas veel kahte liiki kaarte, kas kahe DVI-väljundiga või ühe DVI- ja ühe D-sub-väljundiga.
Ainuke variant HD 3650-st anti välja 23. jaanuaril 2008.
Radeon HD 2900.
Radeon HD 2900 seeria põhines R600 graafikaprotsessoril, kus oli 700 miljonit transistori mahutatud 80 nm tootmisprotsessi käigus 420 mm2 pressvormiga. Radeon HD 2900 XT oli esimene graafikakaart, millele oli rakendatud digitaalne pulsilaiusmodulatsioon (PWM), täpsemalt 7-faasiline PWM, ning see oli ka esimene ATI graafikakaart, mis toetas DirectX 10. See oli ka esimene R600 arhitektuuriga toode. Graafikakaart toodi turule 14. mail 2007.
Radeon HD 2900 Pro taktsagedus langetati 600 MHz-ni tuumas ja 800 MHz-ni mälus (1600 MHz, aktiivne), mis oli koos 512 GiB või 1 GiB (GDDR3/GDDR4) videomäluga. Selles oli sama 512-bitine mälukontroller mis Radeon HD 2900 XT-l.
Radeon HD 2900 XT 1GB oli aga 1000 MHz GDDR4 videomälu.
Radeon HD 2900 GT oli 48-varjutaja klastriga kaart, mis oli viidud samale taktsagedusele kui HD 2900 Pro 256 MiB videomäluga, 256-bitise mälukontrolleriga.
Radeon HD 3800.
Radeon HD 3800 seeria põhines RV670 graafikaprotsessoril, kuhu 192 mm2 pressvormiga on pakitud 666 miljonit transistori 55 nm tootmisprotsessi käigus. Sama 64-varjutaja klastri arvuga kui R600 tuum, aga mälusiini laius oli vähendatud 256-bitini.
Radeon HD 3850 ja 3870 anti välja novembri keskel 2007.
Radeon HD 3800 X2.
Radeon HD 3870 (koodnimega R680) peal on 2xRV670 tuuma, maksimum mäluga 1 GiB GDDR3 SDRAM. See anti välja 28. jaanuaril 2008, ning sihtrühmaks olid arvutientusiastid. See suutis saavutada haripunkti 1060 ühekordse täpsusega ("single-precision floating point") ujukomatehet sekundis, mis muutis selle esimeseks trükkplaadiks, mis suutis ületada 1000 ujukomatehet sekundis.
Radeon HD 3870 X2 kasutas sama lähenemist kahe graafikaprotsessori vahel suhtlemiseks kui Sapphire Radeon X1950 Pro Dual ja Radeon HD 2600 X2. Protsessorid vahetavad omavahel andmeid andmesiini asemel läbi trükkplaadil oleva PCI-E kommutaatori , varustades mõlemat tuuma x8 (Radeon X1950 Pro Dual) kuni x16 (Radeon HD 2600 X2) PCI-E ülekandekiirusega. Radeon HD 3870 X2 kasutab PEX8547 PCI-E kommutaatorit, aga iga tuum jagab x16 PCI-E ülekandekiirust.
AMD teatas võimalikust 4 Radeon HD 3870 X2 kaardi võimalusest, mis siis lubaks kasutada kaheksat graafikaprotsessorit korraga mõningatel emaplaatidel, nt: MSI K9A2 Platinum ja Intel D5400XS, kuna nendel emaplaatidel on piisavalt palju ruumi PCI-E pesade vahel, et ära mahutada kahe pesased videokaardid jahutustega. Sel juhul oleks see tõenäoliselt kahe erineva riistvaralise CrossFire seadistusega koos tarkvaraga, mis tekitaks nende vahele silla.
Radeon HD 3690/3830.
Radeon HD 3690, mida toodeti ainult Hiina turule, sai seal nime HD 3830, millel oli samasugune südamik nagu Radeon HD 3800-l. Erinevusteks oli aga selle 128-bitine mälukontroller ja 256MiB GDDR3-mälu. Kõik ülejäänud riistvara tunnused jäid samaks.
Hiljem teatati, et tuleb ka Radeon HD 3830 variant, millel oleksid samasugused iseärasused nagu Radeon HD 3690-l, aga igaüks unikaalse seadme ID-ga, mis ei võimaldaks taastada kahe GPU võimalust.
Radeon HD 3690 anti välja veebruaris 2008.