ATI Radeon HD 4000 系列，其顯示核心代號 Radeon R700，由 AMD（ATI）研發並推出。Radeon HD 4000 系列的第一款產品是 RV770 顯示核心，採用此晶片的顯示卡名為 Radeon HD 4850，有 800 個流處理器。而核心頻率更高的 HD 4870 及 HD 4890 緊隨其後，更率先採用 GDDR5 作為顯示記憶體。最高階顯示卡採用 R700 核心，是一款雙晶片顯示卡產品，名為 HD 4870 X2。 背景 與之前的系列不同，首發的 Radeon R700 顯示卡只是中端產品。這與 AMD 調整策略有關。過往，AMD 往往在高階市場落後於 NVIDIA。此次，AMD 在中端市場主動出擊，原因是該市場佔用家群一個較大的比例，利潤亦會較高。而對手 NVIDIA 方面，雖然推出了效能比較強的 GTX 200 系列顯示卡，但價效比明顯比 R700 不足。以往的顯示卡開發，是先研製旗艦級產品，再將此功能削減，成為中端和低端顯示卡。面對著顯示核心的架構愈來愈複雜，研發的成本和時間亦愈來愈高。另外，高階產品的市場比較細，產品往往只是技術的演示。而 ATI 在過往與 NVIDIA 競爭的過程中，經常錯過適當的釋出時間，不只輸掉高階市場，亦減慢了中低端顯示卡的釋出。 在 AMD 收購 ATI 後，市場策略亦開始調整。今次，公司只會研發針對主流市場的顯示卡，高階顯示卡則由雙核心顯示卡補上，例如 Radeon HD 4870 X2。 架構 整體的架構與上一代相約，但作出了多方面的微調。與上一代顯示卡系列一樣，支援 DirectX 101 及 Shader Model 41。RV770 核心有 956 億個電晶體，採用 55 nm 製程製造。 SIMD Single Instruction Multiple Data 同樣是 SIMD 架構，核心擁有多個 SIMD 核心。每一個 SIMD 核心有 16 個流處理器、獨立的紋理單元和 L1 快取。 由於取消了共用快取，各核心可以透過 Global DataShare Unit 互相溝通。而每個流處理器有 5 個 ALU，換言之一個 SIMD 核心有 80 個 ALU。與上一代不同，本次所有的 ALU 單元都可以作整數位元運算，可大大提升 GPGPU 應用的效能。RV770 顯示核心有 10 個 SIMD 核心，合共擁有 800 個流處理器。 流處理器 Stream Processing Unit RV770 顯示核心擁有 800 個流處理器，是上一代 RV670 的 25 倍。流處理器的結構並沒有任何改變，只是數量上有所上升。每個流處理器有 5 個 ALU，所有的 ALU 單元都可以作整數位元運算。流處理器的架構依然是 4D1D 的結構，相對 NVIDIA 的全 1D 結構，雖然效率沒有那麼高，但架構簡單，可以輕易提升流處理器的數量。AMD 方面，每一個流處理器內的 5 個 ALU 會共用一個指令發射埠；NVIDIA 方面，一個 ALU 需要獨立的埠，難以有效提升流處理器的數量。 紋理單元 Texture Unit 每一個 SIMD 核心都擁有 1 組紋理單元，換言之 RV770 擁有 10 組紋理單元。每組紋理單元內有 4 個紋理定址單元，16 個 32 位元浮點紋理取樣單元和 4 個紋理過濾單元。 快取 Cache 上一代的顯示核心，快取（Cache）是被所有的 SIMD 核心共享的。在 R700 顯示核心中，每一個 SIMD 核心都擁有獨立的 Cache。這樣做可以降低延遲，提高效率。上一代 SIMD 可透過共用快取互相溝通，由於採用了獨立快取，所以 AMD 為每一個核心加裝了 Global DataShare Unit，作 SIMD 互相溝通之用。 片內互聯 AMD 放棄了 Ring Bus 架構連結顯示記憶體，改用回傳統的 Crossbar 架構。因為縱使 Ring Bus 架構的結構簡單且可以最佳化，但延遲率高，亦要用更多的電晶體。最重要的是 R600 顯示 Ring Bus 架構對效能的幫助不明顯， 記憶體 RV770 的記憶體頻寬是 256bit，但使用 GDDR5 的話仍可以保持高速率。 光柵單元 Render BackEnds AMD 重新設計了光柵單元，用來改善 AA 效能。亦取消了針對透明及霧化效果的運算單元。而 AA 演算法仍然會交由 Shader 處理，憑著流處理器的數量是上一代的 25 倍，AA 的效能亦有所提升。 CrossFire Sideport 這一代的雙顯示核心設計仍使用 PCI Express 橋接晶片。此次使用的是 PLX 出品，功耗為 38 瓦的 PEX 8647 晶片，這塊晶片支援 PCIe 20，允許兩顆 GPU 運作在相同的 PCIe 插槽但擁有兩倍於前代產品（Radeon HD 3870 X2）的頻寬。但 AMD 在此代顯示核心上還內建了一個新的「CrossFire X Sideport」，用來協調多個顯示核心之間的通訊，提供額外 5GBs 且全雙工的 GPU 間資料傳送頻寬，增進圖形效能。如此一來兩個 GPU 間的總頻寬達到了 218GBs。籍此 AMD 利用兩顆顯示核心，組成一張顯示卡，用作對抗 NVIDIA 的高階產品。所以增加 CrossFire 的效能和效率就變得重要。在這一點上，CrossFire X Sideport 內聯器從未被啟用，在任何支援 CrossFire 的驅動程式上。 UVD2 Unified Video Decoder 2 相對第一代的 UVD，UVD2 可以解碼更高位元速率和解析度的影片。另外，與 NVIDIA 的新 PureVideo 一樣，可以支援兩段影片同時解碼，方便提供畫中畫功能。新增 Dynamic Contrast 技術，用來提升影片的光暗對比。另外，顯示核心依然集成了音效卡，支援聲道由 51 升級到 71，支援 AC3 和 DTS，亦追加對 LPCM 的支援。 Radeon HD 45504350 會支援 UVD 22。 提高對高畫質影片格式的相容性，支援新一代的影像輸出。 AVT Accelerated Video Transcoding 利用 AVT 技術，使用者可以利用 R700 顯示核心，編碼 1080p 的高畫質影片，這相當於 GPGPU 的一種應用。 其他技術 GPGPU AMD 選擇了開放標準，例如蘋果電腦推廣的 OpenCL，以至 DirectX，或者 AMD 自家的 Brook 。AMD 認為 NVIDIA 的 CUDA 是閉源標準，最終都會失敗。 物理引擎 AMD 宣佈與 Havok 合作共同最佳化在 AMD 四核心處理器下的遊戲物理運算的表現，並表示會共同研究將來讓顯示卡支援 Havok 物理引擎。有第三開發者聲稱，PhysX 物理引擎可以在 R700 核心上實現。而 NVIDIA 就盡全力幫助那一位程式員，讓 R700 核心支援 CUDA 技術，藉此讓核心支援 PhysX 物理引擎。 GDDR5 Radeon HD 4870 將會利用 GDDR5 作為顯示記憶體，是業界首次採用 GDDR5 裝備顯示卡。相對而言，NVIDIA 就顯得比較保守，只採用 GDDR3 記憶體，但可以保證產品釋出順利，亦提供足夠的頻寬。對上一次，ATI 亦率先採用 GDDR4 作為 X1950 XTX 顯示卡的記憶體，但由於頻率提升有限，並未能為新產品提供更大的頻寬。而 GDDR5 的頻寬更大，功耗更低，亦符合 AMD 對節能的要求。 但由於 GDDR5 始終是新技術，所以開始的時候不能大量上市，亦耽誤了 HD 4870 顯示卡的釋出。而 AMD 放棄了 Ring Bus 記憶體架構，採用 GDDR5 記憶體是迫不得已的做法。 PowerPlay 這是一個電源管理技術，RV670 將它首次引入到桌面市場中。而在 R700 顯示核心中，有關的技術亦得到升級。例如，顯示核心可以自行關閉不在工作中的處理單元，亦可以調整核心的電壓和頻率。顯示記憶體方面，就只有頻率可以調整。 產品 Radeon HD 4800 最先推出的是 Radeon HD 4850 顯示卡，於 2008 年 6 月 25 日推出，目標是中端市場，擁有 800 個流處理器，採用 GDDR3 顯示記憶體。比較高階的 Radeon HD 4870 亦在其後推出，除核心頻率有所提升，更採用 GDDR5 顯示記憶體。另外，由於 RV770 的核心頻率還有提升的空間，預計有廠商會推出超頻版本的 RV770 顯示卡，用來與 GTX 280 顯示卡競爭。 旗艦型號 Radeon HD 4870 X2 已於 2008 年 8 月 12 日推出，採用雙顯示核心設計，對手是 NVIDIA 的 GeForce GTX 280，而實際效能比 NVIDIA Geforce GTX 280 顯示卡更強，後來 NVIDIA 推出 GeForce GTX 295 方能戰勝之。顯示核心亦集成了 CrossFire Sideport 元件，兩個顯示核心可以雙向 5GBs 的頻寬互相連結。 橋接晶片方面，採用了 PEX8647，支援 PCIE 20。 這個系列最低端的是 Radeon HD 4830，它有 640 個流處理器，對手是 GeForce 9800 GT。 AMD 於 2009 年 4 月 2 日（原為 4 月 6 日，之後推遲到 9 日，最後由於產品提早在 3 月底發售，所以正式的官方釋出時間定為 4 月 2 日） 推出使用 RV790 核心的 Radeon HD 4890，規格與 Radeon HD 4870 相似，但運作頻率更高。對手是 NVIDIA 的 GeForce GTX 275。RV790 核心並不是單純的 RV770 核心超頻版本，還額外增加了 300 萬個電晶體。 AMD 於中國內地市場推出 Radeon HD 4860，使用 RV790 核心，只擁有 640 個流處理器，採用 512MB GDDR5 顯示記憶體，由於以高時脈運作，所以效能與 Radeon HD 4870 接近。 Radeon HD 4700 Radeon HD 4770 於 2009 年 4 月推出，使用 AMD 首款 40nm 繪圖核心 RV740，擁有 640 個流處理器，128bit 顯示記憶體介面，但採用 GDDR5 顯示記憶體，以免記憶體頻寬不足。核心時脈 750MHz，記憶體時脈 3200MHz。效能較 Radeon HD 4830 優勝，部份測試成績甚至與 Radeon HD 4850 相近。由於需求高加上臺積電的 40nm 晶片前期生產良率欠佳，造成市面上長期缺貨，相同級別需要由 Radeon HD 4850 降價接替。本產品可視為半年後推出的 Radeon HD 5000 系列的實驗品。 Radeon HD 4600 Radeon HD 4670 核心頻率為 750MHZ，採用 GDDR3 顯示記憶體，頻率為 1800MHz（容量是 5121024 MB）。核心擁有 320 個流處理器，但顯示記憶體頻寬僅有 128bit，規格引數與 HD3850 128bit HD3690 相似。 Radeon HD 4650 核心頻率比 4670 慢，採用 GDDR2 顯示記憶體。 Radeon HD 4550 Radeon HD 4550 有 80 個流處理器，採用 GDDR3 顯示記憶體，頻寬只有 64bit。 Radeon HD 4350 Radeon HD 4350 與 HD 4550 同樣有 80 個流處理器，但只採用 GDDR2 顯示記憶體。對手是 GeForce 9400 GT。 FireStream 9000 GPGPU 產品方面，AMD 會推出基於 RV770 核心的 FireStream 9250。它支援雙精度和 64 位元浮點運算。 顯示核心規格列表 桌上型 獨立顯示核心 型號 發布日期 開發代號 製程 nm 電晶體數量 百萬 晶片面積 mm2 匯流排介面 顯示記憶體容量 MiB 時脈頻率 時脈頻率 核心佈置 填充率 填充率 顯示記憶體型別 顯示記憶體型別 顯示記憶體型別 運算效能 GFLOPS 運算效能 GFLOPS 熱設計功耗 W 熱設計功耗 W GFLOPSW 單精度浮點運算能效 API 支援 版本 API 支援 版本 API 支援 版本 發售價格 美元 型號 發布日期 開發代號 製程 nm 電晶體數量 百萬 晶片面積 mm2 匯流排介面 顯示記憶體容量 MiB 核心 MHz 記憶體 MHz 核心佈置 畫素 GPs 材質 GTs 記憶體頻寬 GBs 匯流排型別 記憶體位寬 位元 單精度浮點數 雙精度浮點數 空載 滿載 GFLOPSW 單精度浮點運算能效 DirectX OpenGL OpenCL 發售價格 美元 Radeon HD 4350 2008 年 9 月 30 日 RV710 55 242 73 PCIe 20 x16PCIe 20 x1AGP 8x 2565121024 575 500 8084 23 46 64 DDR2 64 92 20 46 101 33 10 Radeon HD 4550 2008 年 9 月 30 日 RV710 55 242 73 PCIe 20 x16 2565121024 600600 600800 8084 24 48 64128 DDR2GDDR3 64 96 25 384 101 33 10 Radeon HD 4650 2008 年 9 月 10 日 RV730 PRO 55 514 146 PCIe 20 x16AGP 8x 2565121024 600650 400500500700 320328 4852 192208 128160160224 DDR2GDDR3GDDR4 64128 384416 48 8087 101 33 10 Radeon HD 4670 2008 年 9 月 10 日 RV730 XT 55 514 146 PCIe 20 x16AGP 8x 5121024 750750 4005009001000 320328 60 240 128160288320 DDR2GDDR3GDDR4 128 480 59 814 101 33 10 Radeon HD 4730 2009 年 6 月 8 日 RV770 CE 55 956 256 PCIe 20 x16 512 700750 900900 640328 5660 224240 288 GDDR3 128 896960 110 815 101 33 10 Radeon HD 4770 2009 年 4 月 28 日 RV740 40 826 137 PCIe 20 x16 512 750 800 6403216 12 24 512 GDDR5 128 960 80 12 101 33 10 Radeon HD 4830 2008 年 10 月 21 日 RV770 LE 55 956 256 PCIe 20 x16 5121024 575 900 6403216 92 184 576 GDDR3GDDR4 256 736 95 775 101 33 10 Radeon HD 4850 2008 年 6 月 25 日 RV770 PRO 55 956 256 PCIe 20 x16 51210242048 625 993 8004016 10 25 6355 GDDR3GDDR4 256 1000 110 909 101 33 10 Radeon HD 4860 2009 年 9 月 9 日 RV790 GT 55 959 282 PCIe 20 x16 5121024 700 750 6403216 112 224 96 GDDR5 256 896 130 689 101 33 10 Radeon HD 4870 2008 年 6 月 25 日 RV770 XT 55 956 256 PCIe 20 x16 51210242048 750 900 8004016 12 30 1152 GDDR5 256 1200 150 8 101 33 10 Radeon HD 4890 2009 年 4 月 2 日 RV790 XT 55 959 282 PCIe 20 x16 10242048 850 975 8004016 136 34 1248 GDDR5 256 1360 190 716 101 33 10 Radeon HD 4850 X2 2008 年 11 月 7 日 R700 55 956x2 256x2 PCIe 20 x16 512x21024x2 625 993 8004016 2 2 10 2 25 2 6355 GDDR3 256x2 2000 250 8 101 33 10 Radeon HD 4870 X2 2008 年 8 月 12 日 R700 55 956x2 256x2 PCIe 20 x16 1024x2 750 900 8004016 2 2 12 2 30 2 1152 GDDR5 256x2 2400 286 839 101 33 10 1 統一渲染單元數量：紋理對映單元數量：渲染輸出單元數量 2GDDR5 顯示記憶體的資料傳送速率是其時脈頻率的 4 倍，而非其它 DDR 記憶體的兩倍 3 熱設計功耗（TDP）數值來源於超微官方資料。不同廠商的非公版顯示卡電路板設計會使得實際 TDP 數值和官方資料的有所不同。 4 全部型號帶有 UVD2、ATI PowerPlay 功能 整合式顯示核心 這一列表是 Radeon HD 4000 中內建於 AMD 晶片組系列的型號，整合這些型號的晶片組有 700 系列、800 系列以及 900 系列（980G，實際是 880G 的更名版本）。這些型號全部支援 DirectX 101 以及 OpenGL 33。 型號 發布日期 開發代號 圖形核心 製程 nm 電晶體數量 百萬 晶片面積 mm2 匯流排介面 記憶體容量 3 MiB 核心時脈 2 MHz 核心佈置 1 填充率 填充率 填充率 顯示記憶體型別 顯示記憶體型別 顯示記憶體型別 顯示記憶體型別 運算效能 GFLOPS 特性 備註 型號 發布日期 開發代號 圖形核心 製程 nm 電晶體數量 百萬 晶片面積 mm2 匯流排介面 記憶體容量 3 MiB 核心時脈 2 MHz 核心佈置 1 畫素 GPs 材質 GTs FP32 GPs 記憶體頻寬 GBs 匯流排型別 有效時脈 MHz 記憶體位寬 位元 運算效能 GFLOPS 特性 備註 Radeon HD 4200 Graphics 785G 晶片組 2009 年 8 月 RS880 RV620 55 205 73 9 805 HT 30 最高可從系統記憶體佔用 512 可選的專用 128（即板載視訊記憶體） 500 4044 2 2 1 208 系統記憶體 26 專用 HT 系統 DDR21066 DDR31333 專用 1333 專用 16 專用 40 UVD2 Radeon HD 4250 Graphics 880G 晶片組、980G 晶片組 2010 年 3 月（880G）、2011 年 9 月（980G） RS880 RV620 55 205 73 9 805 HT 30 最高可從系統記憶體佔用 512 可選的專用 128（即板載視訊記憶體） 560 4044 224 224 112 208 系統記憶體 26 專用 HT 系統 DDR31333 專用 1333 專用 16 專用 448 UVD2 Radeon HD 4290 Graphics 890GX 晶片組 2010 年 3 月（880G）、2011 年 9 月（980G） RS880D RV620 55 205 73 9 805 HT 30 最多佔用系統記憶體 512 專用 128 700 4044 28 28 14 208 系統記憶體 26 專用 HT 系統 DDR31333 專用 1333 專用 16 專用 56 UVD2 1 統一渲染單元數量：紋理對映單元數量：渲染輸出單元數量 2 在 ATI PowerPlay 節電技術生效時，核心時脈在不同的使用場合時會有所不同。這個列表列出的時脈數值是官方預設的時脈值引數 3 整合顯示核心的專用記憶體採用特別的 sideport 匯流排，用作顯示記憶體 行動型顯示核心 這個列表除了獨立顯示核心以外，還包括整合於北橋晶片內的整合式顯示核心。 型號 發布日期 型號代號 開發代號 製程 nm 匯流排介面 記憶體容量 MiB 時脈頻率 MHz 記憶體時脈 MHz 核心佈置 1 填充率 填充率 記憶體 記憶體 記憶體 API 相容性 版本 API 相容性 版本 運算能力 GFLOPs 備註 型號 發布日期 型號代號 開發代號 製程 nm 匯流排介面 記憶體容量 MiB 時脈頻率 MHz 記憶體時脈 MHz 核心佈置 1 畫素 GPs 材質 GTs 頻寬 GBs 匯流排型別 匯流排位寬 位元 DirectX OpenGL 運算能力 GFLOPs 備註 Mobility Radeon HD 4200 2009 年 9 月 10 日 RV620 55 內建 PCIe x16 11 可最多從系統記憶體中佔用 512 500 800 系統記憶體 4044 2 2 64128 DDR2 DDR3 64128 101 20 40 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4225 2010 年 5 月 1 日 RV620 55 內建 PCIe x16 11 可最多從系統記憶體中佔用 512 380 800 系統記憶體 4044 152 152 64128 DDR2 DDR3 64128 101 20 304 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4250 2010 年 5 月 1 日 RV620 55 內建 PCIe x16 11 可最多從系統記憶體中佔用 512 500 800 系統記憶體 4044 2 2 64128 DDR2 DDR3 64128 101 20 40 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4270 2010 年 5 月 1 日 RV620 55 內建 PCIe x16 11 可最多從系統記憶體中佔用 512 590 800 系統記憶體 4044 236 236 64128 DDR2 DDR3 64128 101 20 472 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4330 2009 年 1 月 9 日 M92 RV710 55 PCIe x16 20 512 450 600 8084 18 36 96 DDR2DDR3GDDR3 64 101 33 72 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4530 2009 年 1 月 9 日 M92 RV710 55 PCIe x16 20 512 500 700 8084 2 4 112 DDR2DDR3GDDR3 64 101 33 80 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4550 2010 年 1 月 1 日 M92 RV710 55 PCIe x16 20 512 550 700 8084 22 44 112 DDR2DDR3GDDR3 64 101 33 80 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4570 2009 年 1 月 9 日 M92 RV710 55 PCIe x16 20 512 680 800 8084 272 544 128 DDR2DDR3GDDR3 64 101 33 1088 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4650 2009 年 1 月 9 日 M96 RV730 55 PCIe x16 20 5121024 500550 600800 320328 444 16176 192256 DDR2DDR3GDDR3 128 101 33 320352 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4670 2009 年 1 月 9 日 M96XT RV730 55 PCIe x16 20 5121024 675 800 320328 54 216 128256 DDR2DDR3GDDR3 128 101 33 432 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4830 2009 年 3 月 3 日 M97 RV740 40 PCIe x16 20 5121024 400600400600 800900800900 6403216 64966496 128192128192 256288256288 GDDR3DDR3 128 101 33 512768512768 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4850ATI Device ID page Retrieved April 1 2008 2009 年 1 月 9 日 M98 RV770 55 PCIe x16 20 1024 500 850700 8004016 8 20 544896 GDDR3GDDR52 256 101 33 800 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4860ATI Mobility Radeon HD 4800 Series 2009 年 3 月 3 日 M97 RV740 40 PCIe x16 20 1024 650 1000 6403216 104 208 640 GDDR52 128 101 33 832 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4870 2009 年 1 月 9 日 M98XT RV770 55 PCIe x16 20 5121024 550 888700 8004016 88 22 56832896 GDDR3GDDR52 256 101 33 880 UVD2 PowerPlay 70 Mobility Radeon HD 4870 X2 2009 年 1 月 9 日 M98XT RV770 55 PCIe x16 20 2048 550 700 2x 8004016 2x 88 2x 22 2x 896 GDDR52 2x 256 101 33 2x 880 UVD2 PowerPlay 70 雙 GPU 解決方案 1 統一渲染單元數量：紋理對映單元數量：渲染輸出單元數量 2GDDR5 顯示記憶體的資料傳送速率是其時脈頻率的 4 倍，而非其它 DDR 記憶體的兩倍 參考文獻 參見 GeForce GTX 200 ATI 顯示核心列表 外部連結 ATI Radeon HD 4800 Series Overview CategoryATI 顯示卡