TECHNIKA MIKROKOMPUTEROWA

Temat referatu: Przegląd układów graficznych ATI.

Autor: Rafał Dawidczyk, I5X1S0

Wstęp.

O firmie ATI słów kilka...

Kanadyjska firma ATI Technologies Inc., producent układów scalonych, została założona w roku 1985, pełna nazwa firmy brzmi Array Technoligies Incorporated. Jest to jeden z dwóch liczących się obecnie na świecie producentów układów graficznych.

Firmie udało się przełamać prowadzenie firmy NVidia w wyścigu o najszybszy akcelerator graficzny wprowadzając na rynek karty graficzne serii Rage jako konkurencję dla kart GeForce. W 1998 ATI przejęła firmę Tseng Labs. Seria Rage została w roku 2000 zastąpiona dużo wydajniejszą rodziną układów graficznych Radeon. Sześć lat później, w lipcu roku 2006 ATI zostało przejęte przez firmę AMD. Niemniej nazwa ATI nadal funkcjonuje, jako że AMD nie może pozwolić sobie na obojętne potraktowanie jaki wypracował przez lata działalności kanadyjski producent kart graficznych. Dlatego, mimo iż firma formalnie nie istnieje, produkty firmowane logiem ATI nieprędko znikną z rynku układów graficznych.

O czym jest ta praca?

Tematem pracy jest przegląd układów graficznych firmy ATI. Pisząc tę pracę postanowiłem prócz przeglądu tych urządzeń zarysować historie ich rozwoju, zaczynając od pierwszych układów graficznych tej firmy, kończąc zaś na dzisiejszych rozwiązaniach. Starałem nie skupiać się na danych technicznych wszystkich kart graficznych kiedykolwiek wyprodukowanych przez ATI, ponieważ doszedłem do wniosku, iż mija się to z celem - dane te z łatwością dostępne są w sieci, a praca zapełniona przeglądem stałaby się nieczytelna i niezrozumiała. Zamiast tego przedstawiam rozwój funkcjonalności układów graficznych kanadyjskiego producenta i funkcje mające w zamyśle projektantów zwiększyć wydajność urządzenia.

Przedstawienie poszczególnych rodzin układów graficznych ATI.

Mach

Pierwszymi układami graficznymi firmy ATI zaprezentowanymi na rynku były karty graficzne z serii MachX, gdzie X jest liczbą zawartą w nazwie karty. Pierwszym przedstawicielem tej rodziny jest układ graficzny ATI Mach8, zaprezentowany w roku 1991. Był to układ zgodny ze standardem Video Graphics Array(VGA) firmy IBM - 8514. Karta komunikowała się z komputerem poprzez magistralę ISA, natomiast 8 bitowy procesor graficzny GPU umożliwiał następujące tryby pracy: rozdzielczości od 640x480 przy częstotliwości odświeżania rzędu 60Hz, poprzez 800x600, do rozdzielczości 1024x768 (częstotliwość odświeżania 43,5Hz). Paleta wyświetlanych kolorów ograniczała się do 256 barw.

Następcą układu Mach8 był wprowadzony w roku 1992 ATI Mach32. Jako wersja rozwojowa poprzednika, karta ta pozostała kompatybilna ze standardem IBM 8514/A. 32 bitowy GPU obsługiwał 1 lub 2 MB pamięci typu DRAM lub VRAM poprzez 64 bitowy interfejs. Obsługiwała w pełni przerwania graficzne DOS 10h, jak również (choć w ograniczonym stopniu) alternatywny VESA VGA. Tego typu karty komunikowały się z komputerem prócz interfejsu ISA, również poprzez łącza EISA, VLB jak i PCI.

Rok 1994 to premiera ostatniego układu z tej serii - ATI Mach64. Jak nazwa wskazuje, procesor graficzny tego układu zaprojektowano do pracy w trybie 64 bitowym, zachowując pełną obsługę przerwań graficznych DOS i (nadal w ograniczonym stopniu) VESA VGA. Interfejs pamięci pozostał 64 bitowy, natomiast sama pamięć, w zależności od wersji układu, to 1, 2, 4 lub 8 MB DRAM, VRAM lub SGRAM. Magistrale: ISA, VLB i PCI (ostatecznie zrezygnowano z łącza EISA). Był to pierwszy układ graficzny ATI, oferowany różnych wersjach, były to:

• ATI Mach64 CT - układ graficzny ze zintegrowanym kontrolerem RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter);

• ATI Mach64 VT - układ z rozszerzoną funkcjonalnością związaną z obsługą odtwarzania video

• 3D Rage I - układ otwierający nową rodzinę kart ATI, zaprezentowany w roku 1995.

Rage

Układ graficzny ATI Rage I, mimo że przedstawiany przez firmę jako pierwszy przedstawiciel serii Rage, był tak naprawdę układem ATI Mach64. Nową kartę graficzna stworzono poprzez uzupełnienie istniejącego układu 2D o nowe funkcje graficzne związane z trybem 3D i nowo powstałym standardem MPEG-1. Premiera tego układu przypada na rok 1995.

Następnym krokiem firmy ATI był układ 3D Rage II, zaprezentowany w roku 1996. Ponownie sercem układu jest (ciągle rozwijany i uzupełniany) GPU układu Mach64, mimo tego był to duży skok jakościowy kart graficznych kanadyjskiego producenta. Druga generacja układów z serii Rage oferowała dwukrotnie wyższą wydajność 3D, i niemal ćwierć większą w przypadku grafiki dwu wymiarowej, mimo że chip GPU pod względem pinów został nie różnił się od oryginalnego GPU układu Mach64 i, jak poprzednik, wyposażony był po jednej jednostce Pixel Shader, mapującej i renderującej. Producent dołączył do urządzenia bardzo bogaty, jak na tamte czasy, zestaw sterowników. Obsługiwane systemy operacyjne to m.in.: Windows 95, Windows NT, Linux jak i Mac OS - kartę tę firma Apple wykorzystała w konstrukcji komputerów Macintosh G3, Power Mac 6500 oraz iMac G3. Dodatkowo rozbudowano funkcjonalność poprzez dodanie obsługi standardu MPEG-2. Zostały również stworzone dodatkowe sterowniki mające na celu zwiększenie funkcjonalności układu w zastosowaniach profesjonalnych. Sam układ komunikował się z komputerem poprzez magistralę PCI, mógł być wyposażony do 4MB pamięci typu EDO lub szybszych SGRAM. Podobnie jak poprzednik, układ 3D Rage II zgodny był z bibliotekami graficznymi DirectX 5. Dodatkowo karty te wyposażano w adapter telewizyjny w postaci układu ImpacTV.

W roku 1997 miała miejsce premiera układu graficznego ATI 3D Rage Pro. Układ ten wniósł wiele zmian w stosunku do poprzednika, m.in.: nowy engine modelowania, poprawiona korekta perspektywy, implementacja i obsługa efektów graficznych mgły i cześciowej przeźroczystości, obsługa trybu Specular Lightning oraz zwiększona wydajność związana z odtwarzaniem Video. Przede wszystkim jednak, był to pierwszy układ ATI współpracujący z nową magistralą AGP. Był również zgodny z bibliotekami DirectX 6, ale również OpenGL 1.1, wyposażony (zlaeżnie od wersji) w 8 MB pamięci SGRAM lub 16 MB pamięci WRAM. Układ ten konkurował z kartami NVidia Riva 128 i akcelatorami 3Dfx Voodoo. W porównaniu z tą konkurencją jednak, układ był zbyt słaby i zbyt drogi.

Układy Rage LT oraz XL stworzone zostały na bazie układu Rage Pro, do zastosowań analogicznie: LT - jako układ graficzny komputerów przenośnych, XL - układ z podstawowymi tylko funkcjami graficznymi 2D nie pobierający dużej mocy. Układ LT wyposażono w funkcję Low Voltage Differential Signaling (LVDS) I zoptymalizowano do pracy z monitorami typu LCD. Układ XL stosowany był jako układ graficzny w rozwiązaniach serwerowych aż do roku 2004.

Kolejnym opisywanym układem graficznym jest ATI 3D Rage 128, zaprezentowany na rynku w roku 1998. Był to już układ graficzny 128 bitowy, tak naprawdę nazywał się ET6300 3D, został zaprojektowany i stworzony przez inżynierów firmy Tseng Labs. Prace nad tym układem rozpoczęto dwa lata przed wprowadzeniem jej do sprzedaży. Bardzo ambitne podejście przy projektowaniu stało się przyczyną kłopotów finansowych firmy Tseng, które w rezultacie doprowadziły do przejęcia tejże firmy przez ATI. Układ wszedł do sprzedaży po niewielkich tylko modyfikacjach. Nie zmienia to faktu, że skok jakościowy na rynku po premierze tego urządzenia był znaczący, podobnie jak w przypadku wcześniejszych projektów firmy Tseng Labs w branży desktopowych układów graficznych. Układ oferowany był w dwóch wersjach: GL oraz VR. Wersja VR różniła się od GL okrojoną funkcjonalnością, i oferowana była w niższej cenie. Mimo iż obydwa układy były urządzeniami o architekturze 128 bitowej, w tańszym układzie VR interfejs pamięci pozostał 64 bitowy. 3D Rage 128 komunikował się z komputerem poprzez magistrale AGPx2 i AGPx4, był to układ zgodny z bibliotekami Direct 6 oraz OpenGL 1.2. W układzie zastosowano po dwie jednostki Pixel Shader, mapujące i renderujące. Ciekawostką jest, że karty tej serii nie były wyraźnie szybsze w trybie 16 bitowej głębi kolorów, natomiast w trybie 32 bitowej palety były najlepszymi akcelatorami graficznymi dostępnymi na rynku. Opracowano również wersje dedykowane dla komputerów przenośnych: Rage Mobility 128, M3, M4.

Układ graficzny Radeon 3D Rage Fury MAXX

W roku 1999 zaprezentowano dwa układy będące następnikami układu ATI 3D Rage 128, stanowiące ostatnich przedstawicieli rodziny Rage. Były to kolejno 3D Rage 128 Pro oraz 3D Rage Fury MAXX. Pierwszy z tych układów był rozwinięciem funkcjonalności układu zamiast jego szybkości, poprzez zaawansowane funkcje graficzne i koder/dekoder TV Rage Theater. Drugi układ oparto na autorskiej technologii ATI Alternate Frame Rendering (AFR), mający na celu podwojenie wydajności oryginalnego układu 3D Rage 128. Układ ten zdolny był do renderowania dwóch klatek jednocześnie poprzez osobne GPU. Karta jednak pozbawiona była sprzętowej obsługi Transform and Lightning (T&L), była również nieco z byt droga i niewydajna w porównaniu z układami graficznymi konkurencji.

Radeon serii R100

Premiera układów graficznych z rodziny ATI Radeon R100 przypada na rok 2000. Początkowo układy te nosiły nazwę kodową Rage 6. Układy graficzne tej rodziny charakteryzują się pełną obsługą bibliotek graficznych DirectX 7.0 oraz OpenGL 1.3, jak i pełną sprzętową obsługą wspomnianego wcześniej standardu T&L. W kartach z tej rodziny po raz pierwszy firma ATI zaoferowała układy z więcej niż jednym wyjściem graficznym - umożliwia to podłączenie kilku monitorów. Układy graficzne tej serii wyposażone były w dwie jednostki Pixel Shader, sześć jednostek mapujących i również dwie jednostki renderujące. Umożliwiało to renderowanie dwóch pikseli na trzech różnych mapach bitowych podczas jednego taktu zegara procesora graficznego GPU. Firma ATI wprowadziła również technologię HyperZ, która znacznie zwiększała wydajność funkcji używanej do usuwania z procesu renderowania zaciemnionych obiektów. Włączenie tej funkcji zwiększało wydajność układu graficznego nawet do 30%.

W testach porównawczych karty graficzne tej rodziny nie były tak wydajne jak układy konkurencji (NVidia GeForce 2 i 3Dfx Voodoo 5 5500). Podobnie jak w przypadku późnych układów z rodziny Rage, w trybie 16 bitowej palety barw karty ATI pozostawały daleko w tyle za konkurencją, różnice te zacierały się przy 32 bitowej palecie barw. Nie miało to jednak większego znaczenia, ponieważ od roku 1999 32 głębia kolorów uznawana była już za standard.

Poza prezentacją nowego rdzenia akcelatora graficznego, wprowadzono znaczne ulepszenia w funkcjonalności wyświetlania Video. Układ graficzny ATI zgodny był ze standardem MPEG-2 HDTV, i w zastosowaniach wideo (wyświetlanie filmu formatu AVI lub DVD) układy te nie miały sobie równych na rynku.

Największą wadą układów z tej serii były sterowniki. Przykładem były możliwości wideo drzemiące w układzie, które były wykorzystywane tylko przez pojedyncze aplikacje. Karty graficzne sprawiały tez dużo kłopotów kompatybilności z teoretycznie zgodnymi peryferiami. Problemy te zostały skrzętnie wykorzystane przez konkurencję i nawet dziś nierzadko spotykaną opinią jest mniejsza „pewność” inwestycji związanej z kartami graficznymi firmy ATI.

Pierwsze wersje kart graficznych Radeon R100 oferowane na rynku od wiosny 2000 roku to karty Radeon R100 32/64 (zależnie od modelu w konfiguracji z 32 MB lub 64 MB pamięci DDR początkowo układy nosić miały nazwę Radeon 256, w ostatniej chwili zaniechano jednak tego pomysłu, aby produkt nie był mylony z konkurencyjnym układem GeForce 256. W roku 2001 zmieniono również nazwę R100 na Radeon 7200. Układy te produkowano w technologii 0.18 mikrometrów (180 nanometrów), interfejs z komputerem stanowiła magistrala PCI lub AGP - zależnie od wersji. Zarówno GPU jak i pamięci (128 bitowa magistrala) taktowane były synchronicznie z częstotliwości 167 lub 183 MHz. Stosowano pamięci DDR, początkowo w niektórych wersjach również SDR, o przepustowościach (zależnie od wersji 2.7, 2.9, 5.3 i 5.9 GB/s).

Układ graficzny ATI Radeon 7500

W roku 2001 zaprezentowano najmocniejszy układ graficzny ATI rodziny R100. GPU karty Radeon 7500 wykonany był w technologii 0.15 mikrometrów i nosił oznaczenie kodowe RV200. Do głównych zmian zaliczyć należy asynchroniczne taktowanie GPU i pamięci - odpowiednio 260-290MHz i 230-250MHz. Najmocniejsze układy wyposażano w 128MB pamięci o przepustowości sięgającej 7.4GB/s.

Wspomnieć należy o układach Radeon IGP 320M oraz MR 7000 IGP, dedykowane jako układy graficzne komputerów przenośnych. GPU stanowiło modyfikację R100 i RV200, nazwy kodowe to odpowiednio RS100 oraz RS250. Układy okrojono ze sprzętowej obsługi T&L oraz ograniczono się do połowy ilości jednostek Pixel Shader, mapujących i renderujących oryginalnych układów. Magistralę stanowiło wbudowane łącze AGP.

Radeon serii R200

Druga generacja układów graficznych ATI ustanowiło pozycję firmy jako głównego konkurenta firmy NVidia na rynku układów graficznych. Układy graficzne tej serii charakteryzowała kompatybilność z bibliotekami DirectX 8.0 oraz OpenGL 1.3. Magistrale poprzez które urządzenia te komunikowały się z komputerem to AGPx4 oraz AGPx8. Karty tej serii produkowane były w technologii 0.15 mikrometra. Klasycznym wyposażeniem GPU była konfiguracja dwóch jednostek Vertex Shader, czterech jednostek Pixel Shader, ośmiu jednostek mapujących i czterech renderujących. W tańszych układach ograniczano się do jednej jednostki Vertex Shader, czterech Pixel Shader, czterech jednostek mapujących i czterech jednostek renderujących. Układy dedykowane dla komputerów przenośnych nie były wyposażane w jednostki Vertex Shader, a jedynie pary jednostek Pixel Shader, mapujących i renderujących.

Pierwszym rynkowym przedstawicielem tej serii był układ graficzny ATI Radeon 8500, którego premiera przypadła na październik roku 2001. GPU i pamięci taktowane były synchronicznie z częstotliwością 250MHz. Początkowo karty graficzne dostępne były tylko z 64MB pamięci typu DDR, później dostępne były również wersje wyposażone w 128MB (DDR). Interfejs pamięci pozostał 128 bitowy, przepustowość sięgała 8.8 GB/s.

Uwagę zwraca brak wsparcia sprzętowego T&L, nie rozwijanej już od bibliotek DirectX w wersji 8.0, na rzecz technologii Pixel Shader. Standard Pixel Shader 1.4 był obsługiwany przez technologię Pixel Tapestry II. Dwie jednostki Vertex Shader nazwano technologią Charisma Engine II, która oferowała doskonałą wydajność dla nowych programów wykorzystujących te jednostki jak i dla aplikacji graficznych, opartych na Hardwired T&L (ostatnia wersja T&L, biblioteka DirectX 7.0). Omawianą wcześniej technologię HyperZ zastąpiono dużo wydajniejszą HyperZ II. Układ graficzny umożliwiał wyświetlanie obrazu na dwóch monitorach dzięki technologii Hydravision. Ostatecznie poprawiono również funkcjonalność trybu wideo, wprowadzając technologię Video Immersion II.

Inżynierowie firmy ATI wprowadzili również w tym układzie nowatorski sposób filtrowania anizotropicznego, nazwane funkcją mapowania RIP (RIP mapping). Implementacja ta zależała od kąta pod jakim znajdowała się poddawana filtracji tekstura względem kamery. Prowadziło to do błędów, w których tekstury sąsiadujące ze sobą w widoczny sposób oddawały inny efekt graficzny działania filtru. Nie mniej jednak, metoda ta miała dużo mniejszy wpływ na wydajność układu niż bardziej dokładny filtr anizotropiczny firmy ATI. Wprowadzono również „Truform Engine” - system polegający na dodawaniu wielokątów w modelu obiektów graficznych, aby te modele wygładzić. Szybko jednak zarzucono ten projekt. Powrócił on dopiero wraz z układami graficznymi z GPU R600.

Innymi kartami tej serii, będącymi okrojonymi wersjami układu 8500, są Radeon 9000 oparty na magistrali AGPx4, zastąpiony przez układ graficzny Radeon 9200 - niemal identyczny, przystosowany do komunikacji poprzez magistrale AGPx8. Wprowadzono również tańszą kartę Radeon 9200SE, wyposażoną jedynie w 64 bitowy interfejs pamięci. Na początku lata 2002 roku zaprezentowano również układ graficzny dedykowany do zastosowań w kartach graficznych komputerów przenośnych - Mobility Radeon 9000. Był to pierwszy układ graficzny stosowany w laptopach, który oferował obsługę bibliotek DirectX 8. Następca tego układu był Mobility Radeon 9200.

Karty graficzne tej serii również nękane były problemami ze sterownikami. W dniu rynkowej premiery układu graficznego ATI Radeon 8500 sterowniki nawet nie obsługiwały w pełni wszystkich możliwości karty. Układ był niestabilny, a w aplikacjach graficznych często występowały błędy - głównie w wyświetlaniu, widoczności i przenikaniu tekstur.

Radeon serii R300

Układy graficzne z serii ATI Radeon R300 były pierwszymi na świecie układami graficznymi kompatybilnymi z ówcześnie najnowszymi bibliotekami DirectX 9 oraz OpenGL 2.0. Układy te były odpowiedzią firmy ATI na serię GeForce 4 Ti, którą okazała się wydajniejsza od dotychczas najszybszego układu Radeon 8500. Pierwszą kartą tej rodziny był ATI Radeon 9700 PRO, zaprezentowany w maju 2002 roku. Mimo iż nadal produkowany w technologii 0.15 mikrometra, podobnie jak poprzednik, był to układ diametralnie różny. Zastosowane nowe technologie produkcyjne pozwoliły na podwojenie liczby tranzystorów (do liczby 110 milionów) i znaczne zwiększenie częstotliwości taktowania. Taki efekt osiągnięto dzięki projektowi, który zakładał bardzo wydajne chłodzenie układu GPU oraz pamięci.

Układ graficzny Radeon 9700 komunikował się z komputerem poprzez magistralę AGPx8. Częstotliwość taktowania GPU to 325MHz, natomiast pamięci - 310MHz. Pamięci typu DDR wyposażono w 256 bitowy interfejs, ich przepustowość to 19.8 GB/s. Układy te wyposażano w 128MB pamięci, cztery jednostki Vertex Shader, oraz po osiem jednostek Pixel Shader, renderujących i mapujących. Architektura układu pozwalała na jednoczesne próbkowanie do 16 różnych tekstur. „R300” posiadała niemal dwukrotnie większa wydajności dotychczasowego lidera rynku - GeForce4 Ti 4600.

Układ graficzny charakteryzował się bardzo dobrym wykorzystaniem 256 bitowego interfejsu pamięci, dzięki opracowaniu zupełnie nowego kontrolera. Wprowadzono nową wersję technologii HyperZ, oznaczając ją symbolem III. Poza tym, firma ATI zaprezentowała filtr wygładzający krawędzie, pracujący w trybach 2X, 4X oraz 6X. Znaczenie poprawiono również filtr izotropowy względem poprzedniej serii.

Parę miesięcy po premierze tego układu, światło dzienne ujrzały karty graficzne Radeon 9500 oraz Radeon 9500 PRO. Były to oczywiście okrojone wersje układu 9700 PRO, oferowane w niższych cenach. Pozbawione były m.in.: nowej technologii HyperZ III oraz posiadały jedynie połowę jednostek graficznych. W końcówce tego samego roku Radeony serii 9500 zastąpione zostały układami Radeon 9600. W roku 2004 oferta układów graficznych serii R300 została uzupełniona o karty Radeon 9550.

W roku 2004 firma ATI zaprezentowała układy X300 oraz X600, niemal identyczne z układami odpowiednio Radeon 9550 i Radeon 9600. Główną różnica był fakt, iż nowe układy dedykowane były z myślą o współpracy z nową magistralą PCI-Express.

Radeon serii R400

Układy tej serii stanowiły kontynuację układów rodziny R300. Wyróżniały się kompatybilnością z bibliotekami DirectX 9.0b. Po raz pierwszy GPU tej rodziny został zastosowany w układzie graficznym Radeon X800. Taktowanie GPU: 475 MHz, pamięci: 490 MHz. Układ komunikował się z komputerem poprzez interfejs AGP, później wprowadzono układy wykorzystujące interfejs PCI-Express, został wyprodukowany w już w nowocześniejszej technologii 0.13 mikrometrów. GPU współpracował z pamięciami GDDR-3 poprzez 256 bitowy interfejs. Przepustowość nowo zastosowanych pamięci sięgała aż 31,36 GB/s. Ilość jednostek Vertex Shader sięgnęła liczby 6, natomiast jednostek renderujących, mapujących i Pixel Shader - 16.

Taka ilość Vartex Shader i Pixel Shader wprowadza różnicę w dotychczasowym stosunku ilościowym tych jednostek - dotychczasowe rozwiązanie Pixel:Vertex Shader 2:1 (np. rodzina R300) zostaje zastąpione poprzez 8:3. Inżynierowie zatrudnieni w firmie ATI wierzyli, że wyświetlanie grafiki w przyszłości będzie w znacznie większym stopniu oparte o procesowanie poszczególnych pikseli i tekstur, zamiast dotychczasowego nakładu mocy obliczeniowej układów graficznych na geometrię modeli trójwymiarowych.

Mimo że układy graficzne tej serii wydają się być bliźniaczo podobne do rodziny R300, ATI położyła nacisk na zwiększenie wydajności jednostek Pixel Shader. Rezultatem było zwiększenie ilości dostępnych instrukcji i rejestrów, co istotnie zwiększyło nie tylko wydajność, ale i możliwości układu.

Układ graficzny ATI Radeon X850 XT

Kolejną nowinką była nowa technologia TAA „Temnporial Anti-Aliasing” (częściowe wygładzanie krawędzi). Ograniczenia ludzkich narządów wzroku w odniesieniu do oglądania ruchomych obrazów wyświetlanych z szybkością większą niż 60 klatek na sekundę było bodźcem zastosowania tej technologii. GPU układów graficznych tej rodziny jest w stanie wytworzyć efekt wygładzenia krawędzi poprzez zastosowanie filtru w stosunku do wielu klatek, zamiast filtrować całą klatkę w całości. W ten sposób dotychczasowy ryb wygładzania 2X wydawał się wyglądać tak dobrze jak 4X uzyskany poprzez pełną filtracje wygładzania krawędzi. Jednak takie podejście wymaga stałego utrzymania prędkości wyświetlania obrazu powyżej 60 klatek na sekundką. Przy niższej prędkości wyświetlania obrazu użytkownik jest w stanie wychwycić regularni zmieniające się miejsca zastosowania filtru. Rozwiązaniem okazało się zaprojektowanie sterownika, który przełącza pomiędzy trybami AA i TAA w zależności od prędkości wyświetlania grafiki. Wprowadzono też nowy system kompresji tekstur, polegający na zastąpieniu dotychczasowego rozwiązania sięgającego bibliotek DirectX 5, które powodowało utratę dużej ilości detali w teksturach.

Radeon serii R500

Rodzina układów graficznych R500, czyli kart graficznych Radeon X1k (X1000) jest podobnym przełomem architektury wytwarzania układów graficznych przez tę firmę, co rodzina układów R300. GPU tej rodziną są wysoce zoptymalizowane w kierunku obsługi Shader Model 3.0 i biblioteki DirectX 9.0c oraz OpenGL 2.0. Wytwarzane w technologii 90 nanometrów, magistrala PCI-Express. Premiera serii X1000 wykorzystujących ten układ odbyła się 5 października 2005 roku.

Architektura GPU układów graficznych tej serii określana jest przez ATI jako „Ultra Threaded Dispatch Processor” - wielowątkowy przyśpieszony procesor (w wolnym tłumaczeniu). Pod tym enigmatycznym pojęciem kryje się pomysł zwiększenia wydajności GPU oprócz ograniczenia się do dodania nowych jednostek do układu karty graficznej. Dostępne jednostki układu graficznego są dzielone na wątki, obsługujące 16 pikseli (4x4). Gdy któryś z wątków kończy zadanie, arbiter (dispatch engine) przydziela zasoby do innego zadania, co teoretycznie wpływa na wydajność przy generowaniu obrazów. Krótko ujmując - arbiter zarządza wszystkim, co dzieje się w GPU układu graficznego. Układ wymagał od ATI stworzenia bardzo dużej tabeli rejestru ogólnego przeznaczenia, zdolnego do szybkiego odczytu i zapisu danych z poszczególnych wątków. W ten sposób otrzymany został bufor w którym stale oczekują zadania dla jednostek GPU.

Następną poważną zmianą była magistrala pamięci. O ile interfejs pamięci w rodzinie układów graficznych R300 i R400 były niemal identyczne, w rodzinie R500 zaszły zasadnicze zmiany. W architekturze tej magistrali duże wrażenie robi pierścieniowa wewnętrzna szyna komunikacyjna. Nowy kontroler jest w stanie wysyłać żądania do pamięci dużo szybciej, bez zwiększania częstotliwości taktowania pamięci. Nowa magistrala może również obsługiwać najnowsze pamięci graficzne GDDR4. Wprowadzono również nowy, ulepszony engine motion-video.

Najwydajniejszy układ tej serii to Radeon 1950 XTX. Układ wyposażony w 512 MB pamięci typu GDDR4 - interfejs poprzez 256 bitową magistralę. Pamięć ta taktowana jest z częstotliwością 1000MHz, natomiast GPU - 650 MHz. Przepustowość pamięci sięga 64 GB/s.

Radeon serii R600

Układy graficzne tej serii są najnowszymi i obecnie najwydajniejszymi produktami ATI oferowanymi na rynku kart graficznych - Radeon HD 2000/3000. Układy tej serii kompatybilne są z najnowszymi bibliotekami DirectX 10, Shader Model 4.0 oraz OpenGL 2.0. Pierwsza karta z tej rodziny, Radeon HD 2900 XT, zaprezentowany został 14 maja 2007 roku.

Jest to pierwszy układ graficzny firmy ATI, oparty na architekturze Unified Shaders - ujednoliconych jednostek obliczeniowych zdolnych do obróbki zarówno Pixel- jak i Vertex Shaderów, zastępujących specjalizowane jednostki. Pomysł ten sprawdził się w układzie graficznym Xenos konsoli Xbox 360, i jest to już drugi układ graficzny firmy ATI budowany w tej technologii.

Układ graficzny Radeon HD 2900 XT

Układ graficzny wyposażony jest aż w 320 jednostek obliczeniowych - 64 jednostki SPU (Streaming Processing Unit) po 5 jednostek obliczeniowych. Każdą z jednostek SPU można potraktować jako procesor, będący odpowiednikiem specjalizowanej jednostki graficznej, z jakimi mieliśmy styczność podczas omawiania wcześniejszych układów (Vertex/Pixel Szhader). Ponadto układ wyposażono w 16 jednostek renderujących i 16 jednostek mapujących.

Karta graficzna komunikuje się z komputerem oczywiście poprzez magistralę PCI-Express. GPU taktowany jest częstotliwością 743MHz, natomiast 512 wbudowanej pamięci GDDR3 pracuje z częstotliwością 828MHz - efektywnie 1,66GHz. Przepustowość pamięci: 105,6 GB/s. Podobnie jak układy z rodziny R500, wyposażona jest w doskonałą pierścieniową 512 bitową magistralę pamięci.

Układ HD 2900 XT produkowany jest w technologii 80 nanometrów, natomiast kolejne zaprezentowane karty to już nowa, 65 -nanometrowa technologia. Układ HD 2600 XT ograniczony został do liczby 24 SPU, 8 jednostek mapujących i czterech jednostek renderujących. Układ graficzny HD 2400 XT posiada jedynie 8 jednostek SPU oraz po 4 jednostki mapujące i renderujące. Mimo okrojonej funkcjonalności, cieszą się one dużym zainteresowaniem producentów sprzętu, szukających możliwości zaoferowana tańszej karty od topowego modelu Radeon HD 2900 XT, ale zgodnej ze standardem DirectX 10.

---