Radeon HD 4000系列

ATI Radeon HD 4000系列，其显示核心代号Radeon R700，由AMD（ATI）研发并推出。Radeon HD 4000系列的第一款产品是RV770显示核心，采用此芯片的显卡名为Radeon HD 4850，有800个流处理器。而核心频率更高的HD 4870及HD 4890紧随其后，更率先采用GDDR5作为显示内存。最高端显卡采用R700核心，是一款双芯片显卡产品，名为HD 4870 X2。

## 背景

与之前的系列不同，首发的Radeon R700显卡只是中端产品。这与AMD调整策略有关。过往，AMD往往在高端市场落后于NVIDIA。此次，AMD在中端市场主动出击，原因是该市场占用家群一个较大的比例，利润亦会较高。而对手NVIDIA方面，虽然推出了性能比较强的GTX 200系列显卡，但性价比明显比R700不足。以往的显卡开发，是先研制旗舰级产品，再将此功能削减，成为中端和低端显卡。面对着显示核心的架构愈来愈复杂，研发的成本和时间亦愈来愈高。另外，高端产品的市场比较细，产品往往只是技术的演示。而ATI在过往与NVIDIA竞争的过程中，经常错过适当的发布时间，不只输掉高端市场，亦减慢了中低端显卡的发布。

在AMD收购ATI后，市场策略亦开始调整。公司只研发针对主流市场的显卡，而高端显卡则由双核心显卡补上，例如Radeon HD 4870 X2。

## 架构

整体的架构与上一代相约，但作出了多方面的微调。与上一代显卡系列一样，支援DirectX 10.1及Shader Model 4.1。RV770核心有9.56亿个晶体管，采用55 nm制程制造。

### SIMD(Single Instruction Multiple Data)

同样是SIMD架构，核心拥有多个SIMD核心。每一个SIMD核心有16个流处理器、独立的纹理单元和L1快取。

由于取消了共用快取，各核心可以透过Global DataShare Unit互相沟通。而每个流处理器有5个ALU，换言之一个SIMD核心有80个ALU。与上一代不同，本次所有的ALU单元都可以作整数位元运算，可大大提升GPGPU应用的效能。RV770显示核心有10个SIMD核心，合共拥有800个流处理器。

### 流处理器(Stream Processing Unit)

RV770显示核心拥有800个流处理器，是上一代RV670的2.5倍。流处理器的结构并没有任何改变，只是数量上有所上升。每个流处理器有5个ALU，所有的ALU单元都可以作整数位元运算。流处理器的架构依然是4D+1D的结构，相对NVIDIA的全1D结构，虽然效率没有那么高，但架构简单，可以轻易提升流处理器的数量。AMD方面，每一个流处理器内的5个ALU会共用一个指令发射端口；NVIDIA方面，一个ALU需要独立的端口，难以有效提升流处理器的数量。

### 纹理单元(Texture Unit)

每一个SIMD核心都拥有1组纹理单元，换言之RV770拥有10组纹理单元。每组纹理单元内有4个纹理寻址单元，16个32位元浮点纹理采样单元和4个纹理过滤单元。

### 快取(Cache)

上一代的显示核心，快取（Cache）是被所有的SIMD核心共享的。在R700显示核心中，每一个SIMD核心都拥有独立的Cache。这样做可以降低延迟，提高效率。上一代SIMD可透过共用快取互相沟通，由于采用了独立快取，所以AMD为每一个核心加装了Global DataShare Unit，作SIMD互相沟通之用。

### 片内互联

AMD放弃了Ring Bus架构链接显示内存，改用回传统的Crossbar架构。因为纵使Ring Bus架构的结构简单且可以优化，但延迟率高，亦要用更多的晶体管。最重要的是R600显示Ring Bus架构对效能的帮助不明显。

### 内存

RV770的内存带宽是256-bit，但使用GDDR5的话仍可以保持高速率。

### 光栅单元(Render Back-Ends)

AMD重新设计了光栅单元，用来改善AA性能。亦取消了针对透明及雾化效果的运算单元。而AA算法仍然会交由Shader处理，凭着流处理器的数量是上一代的2.5倍，AA的性能亦有所提升。

### CrossFire Sideport

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这一代的双显示核心设计仍使用PCI Express桥接芯片。此次使用的是PLX出品，功耗为3.8瓦的PEX 8647芯片，这块芯片支援PCIe 2.0，允许两颗GPU运作在相同的PCIe插槽但拥有两倍于前代产品（Radeon HD 3870 X2）的带宽。但AMD在此代显示核心上还内建了一个新的“CrossFire X Sideport”，用来协调多个显示核心之间的通讯，提供额外5GB/s且全双工的GPU间资料传送带宽，增进图形效能。如此一来两个GPU间的总带宽达到了21.8GB/s。籍此AMD利用两颗显示核心，组成一张显卡，用作对抗NVIDIA的高端产品。所以增加CrossFire的效能和效率就变得重要。在这一点上，CrossFire X Sideport内联器从未被启用，在任何支援CrossFire的驱动程式上。

### UVD2(Unified Video Decoder 2 )

相对第一代的UVD，UVD2可以解码更高码率和分辨率的影片。另外，与NVIDIA的新PureVideo一样，可以支援两段影片同时解码，方便提供画中画功能。新增Dynamic Contrast技术，用来提升影片的光暗对比。另外，显示核心依然集成了声卡，支援声道由5.1升级到7.1，支援AC3和DTS，亦追加对LPCM的支援。

Radeon HD 4550/4350会支援UVD 2.2。提高对高清影片格式的兼容性，支援新一代的影像输出。

### AVT(Accelerated Video Transcoding)

利用AVT技术，使用者可以利用R700显示核心，编码1080p的高清影片，这相当于GPGPU的一种应用。

## 其他技术

### GPGPU

AMD选择了开放标准，例如苹果电脑推广的OpenCL，以至DirectX，或者AMD自家的Brook +。AMD认为NVIDIA的CUDA是闭源标准，最终都会失败。

### 物理引擎

AMD宣布与Havok合作共同优化在AMD四核心处理器下的游戏物理运算的表现，并表示会共同研究将来让显卡支援Havok物理引擎。有第三开发者声称，PhysX物理引擎可以在R700核心上实现。而NVIDIA就尽全力帮助那一位程式员，让R700核心支持CUDA技术，借此让核心支援PhysX物理引擎。

### GDDR5

Radeon HD 4870将会利用GDDR5作为显示内存，是业界首次采用GDDR5装备显卡。相对而言，NVIDIA就显得比较保守，只采用GDDR3内存，但可以保证产品发布顺利，亦提供足够的带宽。对上一次，ATI亦率先采用GDDR4作为X1950 XTX显卡的内存，但由于频率提升有限，并未能为新产品提供更大的带宽。而GDDR5的带宽更大，功耗更低，亦符合AMD对节能的要求。

但由于GDDR5始终是新技术，所以开始的时候不能大量上市，亦耽误了HD 4870显卡的发布。而AMD放弃了Ring Bus内存架构，采用GDDR5内存是迫不得已的做法。

### PowerPlay

这是一个电源管理技术，RV670将它首次引入到桌面市场中。而在R700显示核心中，有关的技术亦得到升级。例如，显示核心可以自行关闭不在工作中的处理单元，亦可以调整核心的电压和频率。显示内存方面，就只有频率可以调整。

## 产品

### Radeon HD 4800

最先推出的是Radeon HD 4850显卡，于2008年6月25日推出，目标是中端市场，拥有800个流处理器，采用GDDR3显示内存。比较高端的Radeon HD 4870 亦在其后推出，除核心频率有所提升，更采用GDDR5显示内存。另外，由于RV770的核心频率还有提升的空间，预计有厂商会推出超频版本的RV770显卡，用来与GTX 280显卡竞争。

旗舰型号Radeon HD 4870 X2已于2008年8月12日推出，采用双显示核心设计，对手是NVIDIA的GeForce GTX 280，而实际效能比NVIDIA Geforce GTX 280显卡更强，后来NVIDIA推出GeForce GTX 295方能战胜之。显示核心亦集成了CrossFire Sideport元件，两个显示核心可以双向5GB/s的带宽互相连结。桥接芯片方面，采用了PEX8647，支援PCI-E 2.0。

这个系列最低端的是Radeon HD 4830，它有640个流处理器，对手是GeForce 9800 GT。

AMD于2009年4月2日（原为4月6日，之后推迟到9日，最后由于产品提早在3月底发售，所以正式的官方发布时间定为4月2日）推出使用RV790核心的Radeon HD 4890，规格与Radeon HD 4870相似，但运作频率更高。对手是NVIDIA的GeForce GTX 275。RV790核心并不是单纯的RV770核心超频版本，还额外增加了300万个晶体管。

AMD于中国内地市场推出Radeon HD 4860，使用RV790核心，只拥有640个流处理器，采用512MB GDDR5显示内存，由于以高时脉运作，所以效能与Radeon HD 4870接近。

### Radeon HD 4700

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Radeon HD 4770于2009年4月推出，使用AMD首款40nm绘图核心RV740，拥有640个流处理器，128bit显示内存界面，但采用GDDR5显示内存，以免内存频宽不足。核心时脉750MHz，内存时脉3200MHz。效能较Radeon HD 4830优胜，部分测试成绩甚至与Radeon HD 4850相近。由于需求高加上台积电的40nm芯片前期生产良率欠佳，造成市面上长期缺货，相同级别需要由Radeon HD 4850降价接替。本产品可视为半年后推出的Radeon HD 5000系列的实验品。

### Radeon HD 4600

- Radeon HD 4670 - 核心频率为750MHZ，采用GDDR3显示内存，频率为1800MHz（容量是512/1024 MB）。核心拥有320个流处理器，但显示内存频宽仅有128bit，规格参数与HD3850 128-bit(HD3690)相似。
- Radeon HD 4650 - 核心频率比4670慢，采用GDDR2显示内存。

### Radeon HD 4550

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- Radeon HD 4550 - 有80个流处理器，采用GDDR3显示内存，带宽只有64-bit。

### Radeon HD 4350

- Radeon HD 4350 - 与HD 4550同样有80个流处理器，但只采用GDDR2显示内存。对手是GeForce 9400 GT。

### FireStream 9000

GPGPU产品方面，AMD会推出基于RV770核心的FireStream 9250。它支援双精度和64位元浮点运算。

## 显示核心规格列表

### 桌上型

#### 独立显示核心

型号｜发布日期｜开发代号｜制程 (nm)｜晶体管数量 (百万)｜芯片面积 (mm2)｜总线界面｜显示内存容量 (MiB)｜时钟频率｜核心布置｜填充率｜显示内存类型｜运算效能GFLOPS｜热设计功耗 (W)｜GFLOPS/W单精度浮点运算能效｜API支援 (版本)｜发售价格 (美元)

核心 (MHz)｜内存 (MHz)｜像素 (GP/s)｜材质 (GT/s)｜内存带宽 (GB/s)｜总线类型｜内存位宽 (位元)｜单精度浮点数｜双精度浮点数｜空载｜满载｜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 统一渲染单元数量 : 纹理对映单元数量 : 渲染输出单元数量2GDDR5显示内存的资料传送速率是其时钟频率的4倍，而非其它DDR内存的两倍3热设计功耗（TDP）数值来源于超微官方资料。不同厂商的非公版显卡电路板设计会使得实际TDP数值和官方资料的有所不同。

4全部型号带有UVD2、ATI PowerPlay功能

#### 整合式显示核心

这一列表是Radeon HD 4000中内建于AMD芯片组系列的型号，整合这些型号的芯片组有700系列、800系列以及900系列（980G，实际是880G的更名版本）。这些型号全部支援DirectX 10.1以及OpenGL 3.3。

型号｜发布日期｜开发代号｜图形核心｜制程 (nm)｜晶体管数量 (百万)｜芯片面积 (mm2)｜总线界面｜内存容量3 (MiB)｜核心时脉2 (MHz)｜核心布置1｜填充率｜显示内存类型｜运算效能GFLOPS｜特性/备注

像素 (GP/s)｜材质 (GT/s)｜FP32 (GP/s)｜内存带宽 (GB/s)｜总线类型｜有效时脉 (MHz)｜内存位宽 (位元)

Radeon HD 4200 Graphics (785G芯片组)｜2009年8月｜RS880｜RV620｜55｜>205｜~73 (~9 × 8.05)｜HT 3.0｜最高可从系统内存占用512 + 可选的专用128（即板载显存）｜500｜40:4:4｜2｜2｜1｜20.8 (系统内存) + 2.6 (专用)｜HT (系统) + DDR2-1066 DDR3-1333 (专用)｜1333 (专用)｜16 (专用)｜40｜UVD2

Radeon HD 4250 Graphics (880G芯片组、980G芯片组)｜2010年3月（880G）、2011年9月（980G）｜RS880｜560｜2.24｜2.24｜1.12｜HT (系统) + DDR3-1333 (专用)｜44.8

Radeon HD 4290 Graphics (890GX芯片组)｜RS880D｜最多占用系统内存512 + 专用128｜700｜2.8｜2.8｜1.4｜56

1 统一渲染单元数量 : 纹理对映单元数量 : 渲染输出单元数量2在ATI PowerPlay节电技术生效时，核心时脉在不同的使用场合时会有所不同。这个列表列出的时脉数值是官方预设的时脉值参数3整合显示核心的专用内存采用特别的sideport总线，用作显示内存

### 行动型显示核心

这个列表除了独立显示核心以外，还包括整合于北桥芯片内的整合式显示核心。

型号｜发布日期｜型号代号｜开发代号｜制程 (nm)｜总线界面｜内存容量 (MiB)｜时钟频率 (MHz)｜内存时脉 (MHz)｜核心布置1｜填充率｜内存｜API相容性 (版本)｜运算能力 GFLOPs｜备注

像素 (GP/s)｜材质 (GT/s)｜带宽 (GB/s)｜总线类型｜总线位宽 (位元)｜DirectX｜OpenGL

Mobility Radeon HD 4200｜2009年9月10日｜RV620｜55｜内建PCIe x16 1.1｜可最多从系统内存中占用512｜500｜800(系统内存)｜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｜内建PCIe x16 1.1｜可最多从系统内存中占用512｜380｜800(系统内存)｜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｜内建PCIe x16 1.1｜可最多从系统内存中占用512｜500｜800(系统内存)｜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｜内建PCIe x16 1.1｜可最多从系统内存中占用512｜590｜800(系统内存)｜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双GPU解决方案

1 统一渲染单元数量 : 纹理对映单元数量 : 渲染输出单元数量2GDDR5显示内存的资料传送速率是其时钟频率的4倍，而非其它DDR内存的两倍

## 外部链接

- ATI Radeon™ HD 4800 Series – Overview

## 基本资料

- 日语原文：Radeon HD 4000 系列
- 代号：Wekiva
- 发布日期：2008年6月
- 入门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
- 继任：ATI Radeon HD 5000
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