Radeon HD 2000: Uudet ominaisuudet ja arkkitehtuuri
Uudet ominaisuudet
AMD muistuttaa, että R600 on jo toisen sukupolven grafiikkapiiri, joka perustuu Unified Shader -arkkitehtuuriin. Microsoftin Xbox 360 -pelikonsoliin kehitetty Xenos-grafiikkapiiri oli ATIn ensimmäisen sukupolven tuotos, mutta yrityksen mukaan se kuitenkin muistutti DirectX 9.0 -grafiikkapiiriä, jonka jotkut ominaisuudet oli viety pidemmälle.
ATI esitteli Radeon X1000 -sarjan näytönohjaimissa uuden Ring Bus -muistiohjaimen, jossa muistiväylä kiertää grafiikkapiirin ympärillä. NVIDIAn näytönohjaimissa sekä aikaisemmissa Radeoneissa on käytössä Crossbar-arkkitehtuuri, jossa muistiväylän johtimet ovat yhteydessä suoraan grafiikkapiiriin. AMD:n mukaan Crossbar-muistiohjain täytyy suunnitella uudelleen jokaiseen uuteen grafiikkapiiriin ja mitä enemmän muistikanavia on käytössä, rakenteesta tulee sitä monimutkaisempi. Radeon HD 2000 -sarjan näytönohjaimissa käytettävä Fully Distributed -tekniikka mahdollistaa muistikanavien lisäämisen tai poistamisen ilman suurempaa lisätyötä.
Radeon HD 2900 XT -näytönohjaimen muistiohjain on 512-bittinen ja sen avulla muistiväylän kaistanleveydeksi saadaan 825 MHz:n kellotaajuudella (1,65 GHz DDR) toimivien GDDR3-muistien kanssa yli 100 Gt/s. Radeon HD 2900 XT:n muistiohjain sisältää yhteensä kahdeksan 64-bittistä muistikanavaa. Muistipiirit toisiinsa yhdistävä Ring Bus -väylä on sisäisesti 1024-bittinen, joka tarkoittaa käytännössä 512-bittistä lukua ja kirjoitusta.
AMD:n mukaan muistiväylän kasvattaminen 512-bittiseksi ei ollut yksinkertainen toimenpide. Tätä varten yrityksen insinöörit suunnittelivat uudet kompaktit ja pinotut I/O-liitännät, joiden avulla liitäntöjen tiheys saatiin tuplattua. Näin R600:n I/O-liitännät saatiin ahdettua samalle alalle, kuin edellisen sukupolven 256-bittisen muistiväylän liitännät.
512-bittinen muistiväylä tuo nykymuisteilla mukanaan enemmän kaistanleveyttä, haluttu kaistanleveys saavutetaan alhaisemmalla muistikellotaajuudella ja hinta/kaistanleveyssuhde on entistä parempi. Ring Bus -väylän hyödyiksi AMD listaa yksinkertaisemman johdotuksen, johtimien viiveen vähemisen ja sen kanssa tarvitaan vähemmän toistimia.
Kaikissa Radeon HD 2000 -sarjan grafiikkapiireissä on uusi tessellointiyksikkö, jonka avulla saadaan vähäisestä polygonimäärästä luotua yksityiskohtaisia pintoja, hahmoja ja animaatioita. Kyseinen ominaisuus on sisällytetty Xbox 360:n Xenos-grafiikkapiiriin. Käytännössä tessellointiyksikön tuomat hyödyt jäävät PC-ympäristössä vähäisiksi. Pelikehittäjät tuskin ottavat ominaisuutta laajemmin käyttöön, sillä ainoastaan Radeon HD 2000 -sarjan näytönohjaimet tukevat sitä. Ominaisuus toimii paremmin suljetussa konsoliympäristössä, jossa pelikehittäjä tietää tarkalleen minkälainen laitteisto on käytössä. Ominaisuutta tukee tällä hetkellä Microsoftin Viva Pinata Xbox 360 -peli, mutta PC-puolelle ei ole toistaiseksi luvassa ainuttakaan peliä. Tessellointiyksiköstä saattaa olla hyötyä sovelluskehittäjälle, joka tarvitsee ominaisuutta tiettyyn tarkoitukseen (lääketieteen tai teollisuuden alat) ja alustaksi valitaan Radeon HD 2000 -sarjan näytönohjain. Uudessa Ruby-demossa vuoristo renderöidään reaaliajassa tessellointiyksikön avulla.
Radeon HD 2000 -sarjan grafiikkapiireihin on integroitu myös natiivi CrossFire-tuki, joka nähtiin jo Radeon X1950 Pron RV570-grafiikkapiirissä. Master-näytönohjaimelle ja ulkoisella liitäntäjohdolle ei ole enää tarvetta, vaan näytönohjaimien piirilevyt kytketään toisiinsa kahdella sillalla. AMD:n mukaan Radeon HD 2000 -sarjan CrossFire-tuki on suunniteltu tukemaan useampaa kuin kahta näytönohjainta. Valitettavasti toistaiseksi ylikellotus CrossFire-konfiguraatiolla ei toimi.
Radeon HD 2000 -sarja tuo mukanaan myös kaksi uutta reunojenpehmennystekniikkaa, jotka ovat kahdeksankertainen Multi-Sample AA sekä Custom Filter Anti-Aliasing (CFAA). Algoritmeja voidaan tarvittaessa päivittää ohjelmallisesti ajuripäivitysten mukana.
R600/RV630/RV610-arkkitehtuuri
R600-, RV630- ja RV610-grafiikkapiirien ominaisuudet esiteltiin päällisin puolin jo aiemmin, mutta seuraavaksi R600:n piirikaavio ja sen komponentit käydään läpi yksitellen. RV630- ja RV610 perustuvat R600:een, mutta ominaisuuksia on karsittu pois, kuten Stream-yksiköiden, tekstuuriyksiköiden ja renderöinnin taustaosien määrää. Lisäksi RV610-grafiikkapiiristä on jätetty L1- ja L2-tekstuurivälimuistit pois ja tekstuurivälimuisti on yhdistetty verteksivälimuistin kanssa.
Piirikaaviossa ylimmäisenä on käskyprosessori (Command Processor), joka vastaanottaa komentovirran näytönohjaimen ajurilta ja suorittaa tilojen validiointia siirtäen kuormaa pois prosessorilta.
Setup Engine valmistelee kolmen funktion avulla käsiteltävän datan Stream-yksikköjä varten. Data toimitetaan Dispatch-prosessorille Pixel, Vertex tai Geometry Shadererien komentojonoon.
Dispatch-prosessorissa Pixel, Vertex tai Geometry Shaderien komentojonot täytetään säikeillä, jotka jäävät odottamaan Stream-yksiköiden suoritusta. Arbiter-yksiköt määrittävät tiettyjen parametrien perusteella, mikä säie suoritetaan seuraavaksi. Jokaista SIMD-matriisia kohden on kaksi Arbiter-yksikköä ja lisäksi tekstuuri- ja verteksihauille on omat Arbiter-yksiköt. Shader-käsky- ja -vakiovälimuistit voivat säilöä rajattoman mittaisen Shaderin sekä vakioita. Dispatch-prosessori huolehtii siitä, että SIMD-matriisit eivät koskaan ole käyttämättöminä, vaan niillä on aina työstettävää.
Stream-yksiköt on jaoteltu viiden yksikön prosessoreiksi, jotka sisältävät Branch Execution -yksikön vuonohjaukseen sekä yleiskäyttörekisterit varastoimaan syöttö-, ulostulo- ja väliaikaistietoa. Stream-yksikkö suorittaa matemaattisia operaatioita sille syötetylle tietovirralle.
Radeon HD 2000 -sarjan grafiikkapiirit perustuvat VLIW-suunnitteluun (Very Large Instruction Word) ja superskalaariarkkitehtuuriin, joka mahdollistaa viisi käskyä per kellojakso. Aikaisemmat DirectX 9.0 -sukupolven Radeonit perustuivat vektori + skalaari -arkkitehtuuriin, jossa pystyttiin suorittamaan kaksi käskyä per kellojakso (3+1 tai 4+1 komponenteilla).
Radeon HD 2900 XT sisältää neljä tekstuuriyksikköä, joista jokaisessa on kahdeksan tekstuuriosoiteprosessoria, 20 tekstuurinäytteenotinta ja neljä FS Texture Filter -yksikköä. Radeon HD 2600- ja 2400-näytönohjaimien tekstuuriyksiköt toimivat identtisesti, mutta niiden lukumäärää on karsittu. Radeon HD 2900 XT ja 2600-näytönohjaimet käyttävät useampitasoista välimuistisuunnittelua, mutta Radeon HD 2400:ssa ne on yhdistetty yksitasoiseksi verteksi- ja tekstuurivälimuistiksi. R600:n L2-välimuisti on 256 kilotavun ja RV630:n 128 kilotavun suuruinen. Tekstuuriyksiköt pystyvät suorittamaan 64-bittisiä HDR-tekstuureita bilineaarisesti suodatettuna täydellä nopeudella (per kellojakso) ja 128-bittisiä liukulukutekstuureja puolella nopeudella (kaksi kellojaksoa). Lisäksi anisotrooppinen suodatus tapahtuu nykyään oletuksena High Quality -asetuksella.
Renderöinnin taustaosia (Render back-end) Radeon HD 2900:stä löytyy neljä kappaletta. Radeon HD 2600- ja 2400-näytönohjaimissa niiden lukumäärä on pudotettu yhteen. Radeon HD 2900 XT pystyy tuottamaan 16 pikseliä per kellojakso, mutta HD 2600 ja 2400 vain neljä pikseliä.
