Radeon HD 4000系列

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。最高端顯示卡採用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往往在高端市場落後於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，雖然推出了性能比較強的GTX 200系列顯示卡，但性價比明顯比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，高端產品的市場比較細，產品往往只是技術的演示。而ATI在過往與NVIDIA競爭的過程中，經常錯過適當的發佈時間，不只輸掉高端市場，亦減慢了中低端顯示卡的發佈。

在AMD收購ATI後，市場策略亦開始調整。公司只研發針對主流市場的顯示卡，而高端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 10.1及Shader Model 4.1。RV770核心有9.56億個電晶體，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2.5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4D+1D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個紋理尋址單元，16個32位元浮點紋理採樣單元和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架構鏈接顯示記憶體，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優化，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256-bit，但使用GDDR5的話仍可以保持高速率。

### 光柵單元(Render Back-Ends)

AMD重新設計了光柵單元，用來改善AA性能。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2.5倍，AA的性能亦有所提升。

### CrossFire Sideport

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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3.8瓦的PEX 8647晶片，這塊晶片支援PCIe 2.0，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5GB/s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21.8GB/s。籍此AMD利用兩顆顯示核心，組成一張顯示卡，用作對抗NVIDIA的高端產品。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可以解碼更高碼率和解析度的影片。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5.1升級到7.1，支援AC3和DTS，亦追加對LPCM的支援。

Radeon HD 4550/4350會支援UVD 2.2。提高對高畫質影片格式的兼容性，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合作共同優化在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核心支持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，但可以保證產品發佈順利，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顯示卡的發佈。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。比較高端的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5GB/s的頻寬互相連結。橋接晶片方面，採用了PEX8647，支援PCI-E 2.0。

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，所以正式的官方發佈時間定為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

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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。由於需求高加上台積電的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512/1024 MB）。核心擁有320個流處理器，但顯示記憶體頻寬僅有128bit，規格參數與HD3850 128-bit(HD3690)相似。
- Radeon HD 4650 - 核心頻率比4670慢，採用GDDR2顯示記憶體。

### Radeon HD 4550

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- Radeon HD 4550 - 有80個流處理器，採用GDDR3顯示記憶體，頻寬只有64-bit。

### 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)｜時鐘頻率｜核心佈置｜填充率｜顯示記憶體類型｜運算效能GFLOPS｜熱設計功耗 (W)｜GFLOPS/W單精度浮點運算能效｜API支援 (版本)｜發售價格 (美元)

核心 (MHz)｜記憶體 (MHz)｜像素 (GP/s)｜材質 (GT/s)｜記憶體頻寬 (GB/s)｜匯流排類型｜記憶體位寬 (位元)｜單精度浮點數｜雙精度浮點數｜空載｜滿載｜DirectX｜OpenGL｜OpenCL

Radeon HD 4350｜2008年9月30日｜RV710｜55｜242｜73｜PCIe 2.0 x16PCIe 2.0 x1AGP 8x｜2565121024｜575｜500｜80:8:4｜2.3｜4.6｜6.4｜DDR2｜64｜92｜否｜20｜4.6｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4550｜2008年9月30日｜RV710｜55｜242｜73｜PCIe 2.0 x16｜2565121024｜600600｜600800｜80:8:4｜2.4｜4.8｜6.412.8｜DDR2GDDR3｜64｜96｜否｜25｜3.84｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4650｜2008年9月10日｜RV730 PRO｜55｜514｜146｜PCIe 2.0 x16AGP 8x｜2565121024｜600650｜400-500500700｜320:32:8｜4.85.2｜19.220.8｜12.8-16.016.022.4｜DDR2GDDR3GDDR4｜64128｜384416｜否｜48｜8.08.7｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4670｜2008年9月10日｜RV730 XT｜55｜514｜146｜PCIe 2.0 x16AGP 8x｜5121024｜750750｜400-5009001000｜320:32:8｜6.0｜24.0｜12.8-16.028.832.0｜DDR2GDDR3GDDR4｜128｜480｜否｜59｜8.14｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4730｜2009年6月8日｜RV770 CE｜55｜956｜256｜PCIe 2.0 x16｜512｜700750｜900900｜640:32:8｜5.66.0｜22.424.0｜28.8｜GDDR3｜128｜896960｜179.2192｜110｜8.15｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4770｜2009年4月28日｜RV740｜40｜826｜137｜PCIe 2.0 x16｜512｜750｜800｜640:32:16｜12｜24｜51.2｜GDDR5｜128｜960｜192｜80｜12｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4830｜2008年10月21日｜RV770 LE｜55｜956｜256｜PCIe 2.0 x16｜5121024｜575｜900｜640:32:16｜9.2｜18.4｜57.6｜GDDR3GDDR4｜256｜736｜147.2｜95｜7.75｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4850｜2008年6月25日｜RV770 PRO｜55｜956｜256｜PCIe 2.0 x16｜51210242048｜625｜993｜800:40:16｜10｜25｜63.55｜GDDR3GDDR4｜256｜1000｜200｜110｜9.09｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4860｜2009年9月9日｜RV790 GT｜55｜959｜282｜PCIe 2.0 x16｜5121024｜700｜750｜640:32:16｜11.2｜22.4｜96｜GDDR5｜256｜896｜179.2｜130｜6.89｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4870｜2008年6月25日｜RV770 XT｜55｜956｜256｜PCIe 2.0 x16｜51210242048｜750｜900｜800:40:16｜12｜30｜115.2｜GDDR5｜256｜1200｜240｜150｜8｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4890｜2009年4月2日｜RV790 XT｜55｜959｜282｜PCIe 2.0 x16｜10242048｜850｜975｜800:40:16｜13.6｜34｜124.8｜GDDR5｜256｜1360｜272｜190｜7.16｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4850 X2｜2008年11月7日｜R700｜55｜956x2｜256x2｜PCIe 2.0 x16｜512x21024x2｜625｜993｜800:40:16 ×2｜2× 10｜2× 25｜2× 63.55｜GDDR3｜256x2｜2000｜400｜250｜8｜10.1｜3.3｜1.0｜?

Radeon HD 4870 X2｜2008年8月12日｜R700｜55｜956x2｜256x2｜PCIe 2.0 x16｜1024x2｜750｜900｜800:40:16 ×2｜2× 12｜2× 30｜2× 115.2｜GDDR5｜256x2｜2400｜480｜286｜8.39｜10.1｜3.3｜1.0｜?

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鐘頻率的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 10.1以及OpenGL 3.3。

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｜顯示記憶體類型｜運算效能GFLOPS｜特性/備註

像素 (GP/s)｜材質 (GT/s)｜FP32 (GP/s)｜記憶體頻寬 (GB/s)｜匯流排類型｜有效時脈 (MHz)｜記憶體位寬 (位元)

Radeon HD 4200 Graphics (785G晶片組)｜2009年8月｜RS880｜RV620｜55｜>205｜~73 (~9 × 8.05)｜HT 3.0｜最高可從系統記憶體佔用512 + 可選的專用128（即板載顯存）｜500｜40:4:4｜2｜2｜1｜20.8 (系統記憶體) + 2.6 (專用)｜HT (系統) + DDR2-1066 DDR3-1333 (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｜560｜2.24｜2.24｜1.12｜HT (系統) + DDR3-1333 (專用)｜44.8

Radeon HD 4290 Graphics (890GX晶片組)｜RS880D｜最多佔用系統記憶體512 + 專用128｜700｜2.8｜2.8｜1.4｜56

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參數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)｜時鐘頻率 (MHz)｜記憶體時脈 (MHz)｜核心佈置1｜填充率｜記憶體｜API相容性 (版本)｜運算能力 GFLOPs｜備註

像素 (GP/s)｜材質 (GT/s)｜頻寬 (GB/s)｜匯流排類型｜匯流排位寬 (位元)｜DirectX｜OpenGL

Mobility Radeon HD 4200｜2009年9月10日｜RV620｜55｜內建PCIe x16 1.1｜可最多從系統記憶體中佔用512｜500｜800(系統記憶體)｜40:4:4｜2｜2｜6.4/12.8｜DDR2 DDR3｜64/128｜10.1｜2.0｜40｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4225｜2010年5月1日｜RV620｜55｜內建PCIe x16 1.1｜可最多從系統記憶體中佔用512｜380｜800(系統記憶體)｜40:4:4｜1.52｜1.52｜6.4/12.8｜DDR2 DDR3｜64/128｜10.1｜2.0｜30.4｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4250｜2010年5月1日｜RV620｜55｜內建PCIe x16 1.1｜可最多從系統記憶體中佔用512｜500｜800(系統記憶體)｜40:4:4｜2｜2｜6.4/12.8｜DDR2 DDR3｜64/128｜10.1｜2.0｜40｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4270｜2010年5月1日｜RV620｜55｜內建PCIe x16 1.1｜可最多從系統記憶體中佔用512｜590｜800(系統記憶體)｜40:4:4｜2.36｜2.36｜6.4/12.8｜DDR2 DDR3｜64/128｜10.1｜2.0｜47.2｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4330｜2009年1月9日｜M92｜RV710｜55｜PCIe x16 2.0｜512｜450｜600｜80:8:4｜1.8｜3.6｜9.6｜DDR2DDR3GDDR3｜64｜10.1｜3.3｜72｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4530｜2009年1月9日｜M92｜RV710｜55｜PCIe x16 2.0｜512｜500｜700｜80:8:4｜2｜4｜11.2｜DDR2DDR3GDDR3｜64｜10.1｜3.3｜80｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4550｜2010年1月1日｜M92｜RV710｜55｜PCIe x16 2.0｜512｜550｜700｜80:8:4｜2.2｜4.4｜11.2｜DDR2DDR3GDDR3｜64｜10.1｜3.3｜80｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4570｜2009年1月9日｜M92｜RV710｜55｜PCIe x16 2.0｜512｜680｜800｜80:8:4｜2.72｜5.44｜12.8｜DDR2DDR3GDDR3｜64｜10.1｜3.3｜108.8｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4650｜2009年1月9日｜M96｜RV730｜55｜PCIe x16 2.0｜5121024｜500550｜600800｜320:32:8｜44.4｜1617.6｜19.225.6｜DDR2DDR3GDDR3｜128｜10.1｜3.3｜320352｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4670｜2009年1月9日｜M96-XT｜RV730｜55｜PCIe x16 2.0｜5121024｜675｜800｜320:32:8｜5.4｜21.6｜12.825.6｜DDR2DDR3GDDR3｜128｜10.1｜3.3｜432｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4830｜2009年3月3日｜M97｜RV740｜40｜PCIe x16 2.0｜5121024｜400/600400/600｜800/900800/900｜640:32:16｜6.4/9.66.4/9.6｜12.8/19.212.8/19.2｜25.6/28.825.6/28.8｜GDDR3DDR3｜128｜10.1｜3.3｜512/768512/768｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4850｜2009年1月9日｜M98｜RV770｜55｜PCIe x16 2.0｜1024｜500｜850700｜800:40:16｜8｜20｜54.489.6｜GDDR3GDDR52｜256｜10.1｜3.3｜800｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4860｜2009年3月3日｜M97｜RV740｜40｜PCIe x16 2.0｜1024｜650｜1000｜640:32:16｜10.4｜20.8｜64.0｜GDDR52｜128｜10.1｜3.3｜832｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4870｜2009年1月9日｜M98-XT｜RV770｜55｜PCIe x16 2.0｜5121024｜550｜888700｜800:40:16｜8.8｜22｜56.83289.6｜GDDR3GDDR52｜256｜10.1｜3.3｜880｜UVD2, PowerPlay 7.0

Mobility Radeon HD 4870 X2｜2009年1月9日｜M98-XT｜RV770｜55｜PCIe x16 2.0｜2048｜550｜700｜2x 800:40:16｜2x 8.8｜2x 22｜2x 89.6｜GDDR52｜2x 256｜10.1｜3.3｜2x 880｜UVD2, PowerPlay 7.0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鐘頻率的4倍，而非其它DDR記憶體的兩倍

## 外部連結

- ATI Radeon™ HD 4800 Series – Overview

## 基本資料

- 日語原文：Radeon HD 4000 系列
- 代號：Wekiva
- 發布日期：2008年6月
- 入門GPU：RV710（4300、4500）
- 中端GPU：RV730（4600）、RV740（4700）
- 高端GPU：RV770 （4850、4870）、R700（4850 X2、4870 X2）、RV790 （HD 4890）
- d3dversion：Direct3D 10.1、Shader Model 4.1
- 前任：ATI Radeon HD 3000
- 繼任：ATI Radeon HD 5000
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