Кіріспе

Видеокарталар сериясы

2002 жылдың тамызында ұсынылған және ATI Technologies компаниясымен әзірленген R300 GPU, Radeon графикалық карталарында қолданылатын үшінші буын GPU болып табылады. Бұл GPU Direct3D 9.0 және OpenGL 2.0 негізінде 3D үдеуді қамтамасыз етеді, бұл алдыңғы R200 дизайнымен салыстырғанда мүмкіндіктер мен өнімділікте маңызды жақсарту. R300 – Direct3D 9 мүмкіндіктеріне толыққанды қолдау көрсететін тұтынушыларға арналған алғашқы графикалық чип. Процессорлар 2D GUI үдеуі, бейне үдеуі және көп дисплейлік шығыстарды да қамтиды. R300 негізінде шығарылған алғашқы графикалық карталар Radeon 9700 болды. ATI өзінің GPU-ін алғаш рет Визуалды Өңдеу Блогы (VPU) ретінде таныстырды. R300 және оның туындылары 3 жылдан астам ATI-нің тұтынушылар мен кәсіби өнімдерінің негізін құрады. R300 негізіндегі интеграцияланған графикалық процессор – Xpress 200.

Даму

ATI Radeon 8500-мен біраз уақыт көшбасшылықты сақтап келді, бірақ Nvidia GeForce 4 Ti сериясын шығарғаннан кейін өнімділікте алдыңғы орынды қайтарып алды. Жаңа, жоғары деңгейдегі жаңарту – 8500XT (R250) NVIDIA-ның жоғары деңгейдегі ұсыныстарымен, әсіресе Ti 4600 ең жоғары деңгейлі моделімен бәсекелесуге дайын болды. R250 чипі үшін 300 МГц ядролық және RAM сағаттық жиілігі көрсетілген. ATI, бұрын 3dfx Rampage процессорына назар аударғанда не болғанын еске түсіріп, мүмкін, оны тоқтатып, келесі буын R300 картасын аяқтауға көшті. Бұл дұрыс шешім болды, себебі ол ATI-ге NVIDIA-дан қалыспай, алғаш рет дамуда көшбасшылықты алуға мүмкіндік берді. R300 жаңа архитектурасының арқасында бұрын-соңды болмаған мүмкіндіктер мен өнімділікке ие болды, ол R250 жаңартуынан әлдеқайда жоғары болар еді. R3xx чипін ATI-дің Батыс жағалауындағы команда (бұрынғы ArtX Inc.) жасады, ал оны алғаш рет пайдаланған өнім – Radeon 9700 PRO (ATI-дің ішкі кодтық атауы: R300; ArtX-тің ішкі кодтық атауы: Khan) 2002 жылдың тамызында шығарылды. R300 архитектурасы Radeon 8500 (R200) алдыңғы моделінен барлық жағынан ерекшеленді. 9700 PRO өзегі Radeon 8500 сияқты 150 нм технологиясымен жасалды. Дегенмен, жақсартылған жобалау және өндіріс әдістері транзисторлардың санын екі есеге арттырып, сағаттық жиіліктің айтарлықтай өсуіне мүмкіндік берді. Өзекті өндірудегі маңызды өзгеріс – бұрын бейнекарталарда қолданылмаған флип-чип технологиясын пайдалану болды. Flip-chip технологиясы чипті кері бұрып, оны тікелей салқындату жүйесіне қою арқылы оны тиімді салқындатуға мүмкіндік береді. Осылайша ATI жоғары сағаттық жиіліктерге қол жеткізе алды. Radeon 9700 PRO бастапқыда күтілген 300 МГц-тен жоғары 325 МГц жиілікте жұмыс істеді. 110 миллион транзистордан тұратын бұл сол кездегі ең үлкен және күрделі графикалық процессор болды. Бірнеше айдан кейін 9700 чипі шығарылды, ол тек төмен ядролық және жад жиіліктерімен ерекшеленді. Дегенмен, Radeon 9700 PRO R300-ден бірнеше ай бұрын шығарылған және графикалық чиптер өндірісінің шегі деп саналған Matrox Parhelia 512-ден (80 миллион транзистор, 220 МГц) әлдеқайда жоғары жиілікте жұмыс істеді.

Сәулет

Чип 8 пикселдік конвейерден тұратын архитектураны қабылдады, әрқайсысында 1 текстуралық бейнелеу бірлігі бар (8x1 дизайн). Бұл ескі чиптердегідей, әр конвейерге 2 (немесе түпнұсқа Radeon үшін 3) текстуралық бірліктерді қолданғанмен салыстырылғанда, R300-дің көп текстуралауды тиімді орындай алмайтынын білдірмейді. Оның текстуралық бірліктері геометриялық өту кезінде 16 текстураға дейін үлгі алуға мүмкіндік беретін жаңа қайтару операциясын орындай алды. Текстуралар бір, екі немесе үш өлшемді болуы мүмкін, сондай-ақ билинейлік, трилинейлік немесе анизотроптық сүзгілеумен қолданылуы мүмкін. Бұл DirectX 9 спецификациясының жаңа бөлігі болды, сонымен қатар, жылжымалы нүктеге негізделген Shader Model 2.0+ пиксельдік және vertex шейдерлерін де қамтыды. 4 vertex шейдер бірлігімен жабдықталған R300, алдыңғы Radeon 8500 және GeForce4 Ti 4600-дың геометриялық өңдеу мүмкіндіктерін екі есе арттырды, сонымен қатар DirectX 8 шейдерлеріне қарағанда кеңейтілген мүмкіндіктер жиынтығын ұсынды. ATI пикселдік шейдер PS2.0 мүмкіндіктерінің бір бөлігін табиғи жарықпен көрсету демо-видеосы арқылы көрсетті. Демо 3D графика зерттеушісі Пол Дебевектің жоғары динамикалық диапазонды көрсету тақырыбындағы жұмысының нақты уақыттағы іске асырылуы болды. Бір ерекшелік – R300 ұрпағының барлық чиптері DirectX 9-дың максималды 128 биттік FP32 орнына, 96 биттік немесе FP24 максималды ауыспалы нүктелік дәлдікке арналған. DirectX 9.0 FP24-ті толық дәлдікке сәйкес келу үшін ең төменгі деңгей ретінде белгіледі. Сол кездегі өндіріс процесі үшін транзисторларды пайдалану мен бейне сапасының ең жақсы үйлесімін қамтамасыз ету үшін осы дәлдіктің төмендеуіне келісім берілді. Бұл ауыспалы нүктелік дәлдіктің төмендеуі ауыр араластыру кезінде көзге көрінбейтіндей сапаның жоғалуына әкелді. ATI-дің Radeon чиптері R520-ге дейін FP24-тен аспады. R300 256 биттік жад шинасын толыққанды пайдаланған алғашқы карта болды. Matrox бірнеше ай бұрын Parhelia 512-ді шығарған, бірақ бұл карта 256 биттік шинасымен айтарлықтай нәтижелер көрсетпеді. ATI болса, жад шинасын 256 битке дейін екі есе арттырып қана қоймай, NVIDIA-ның жад технологиясына ұқсас, озық қиылысты жад контроллерін де енгізді. Төрт жеке жүктеме теңгерілген 64 биттік жад контроллерін пайдалана отырып, ATI-дің жад іске асыруы жад операцияларының жеткілікті гранулярлылығын сақтап, жоғары өткізу қабілетін қамтамасыз ете алды, соның арқасында жадтың кідірісіне байланысты шектеулерді айналып өтуге мүмкіндік болды. "R300" сонымен қатар ATI-дің HyperZ жад жолақтығын және толтыру жылдамдығын үнемдейтін технологиясының – HyperZ III-нің соңғы жетілдірілген нұсқасын алды. 8x1 архитектурасының талаптары алдыңғы буынның 128 биттік шиналық дизайндарына қарағанда екі есе көп текстуралық және пикселдік толтыру жылдамдығын қажет етті. Radeon 9700 ATI-дің көп үлгілі гамма-түзетілген антиалиасинг схемасын енгізді. Чип 2×, 4× және 6× режимдерінде сирек үлгі алуды ұсынды. Көп үлгілі антиалиасинг ескі Radeon карталарындағы суперсэмпл әдісіне қарағанда әлдеқайда жоғары өнімділік пен сол кездегі NVIDIA ұсыныстарына қарағанда жоғары бейне сапасын қамтамасыз етті. Антиалиасинг алғаш рет сол кездегі ең жаңа және талапты ойындарда толыққанды қолдануға болатын мүмкіндікке айналды. R300 сонымен қатар GeForce4 және басқа бәсекелестер карталарының анизотроптық шешіміне қарағанда әлдеқайда аз өнімділікті қажет ететін озық анизотроптық сүзгілеуді ұсынды, сонымен қатар Radeon 8500-дың анизотроптық сүзгілеуімен салыстырғанда сапаны айтарлықтай жақсартты, ол бұрышқа тәуелді болды. 2008 жылдың 14 наурызында AMD R3xx үшін 3D Register Reference-ті шығарды.

Өнер көрсету

Radeon 9700 архитектурасы 2002 жылғы өзімен салыстырылатын карталардан өте тиімді және әлдеқайда жетілген болды. Қалыпты жағдайда Radeon 9700 Pro бұрынғы флагмандық карта GeForce4 Ti 4600-ден 4101% артық өнімділік көрсетті, ал антиалиазинг (АА) және/немесе анизотроптық сүзгілеу (АФ) қосылғанда 278% дейін артты. Бұл сол кезде ерекше жағдай болды және АА мен АФ мүмкіндіктерінің толыққанды қолданылуын қамтамасыз етті. Жоғары деңгейдегі архитектурадан өзге, сарапшылар ATI компаниясының стратегиялық өзгерісін де атап өтті. 9700 – ATI өндіретін барлық графикалық карталардың орнына, үшінші тарап өндірушілеріне жіберілген екінші чип (8500-ден кейін) болды, бірақ ATI өзінің ең қуатты чиптерінен карталар жасауын жалғастырды. Бұл инженерлік ресурстарды босатып, драйверлерді жақсартуға мүмкіндік берді, нәтижесінде 9700 шығарылғанда өте жақсы жұмыс істеді. id Software компаниясының техникалық директоры Джон Кармак E3 Doom 3 демонстрациясын Radeon 9700 арқылы жүргізді. R300 GPU ұсынған өнімділік пен сапаның артуы GeForce 256 және Voodoo Graphics жетістіктерімен бірге 3D графика тарихындағы ең маңызды жетістіктердің бірі деп есептеледі. Сонымен қатар, NVIDIA компаниясының GeForce FX 5800 жауабы нарыққа кешікті және әсері аз болды, әсіресе пикселдік көлеңкелеу қолданылғанда. R300 тарихындағы ең ұзақ қызмет ететін GPU-лардың біріне айналды, ол жаңа ойындарда шығарылғаннан кейін кем дегенде 3 жыл бойы ойнауға мүмкіндік берді.

Қосымша шығарылымдар

Бірнеше айдан кейін 9500 және 9500 PRO үлгілері шығарылды. 9500 PRO-ның жад шинасының ені 9700 PRO-ға қарағанда екі есе аз болды, ал 9500-де пикселдік өңдеу бірліктерінің жартысы және иерархиялық Z-буферді оңтайландыру бірлігі (HyperZ III құрамында) болмады. Толық 8 конвейері мен тиімді архитектурасының арқасында 9500 PRO, NVIDIA-ның барлық өнімдерін (Ti 4600-ден басқа) озып кетті. Сонымен қатар, 9500 әлдеқайда қуатты 9700 үлгісіне түрлендірілуі мүмкін болғандықтан танымал болды. ATI, 9500 сериясын 9600 шығарылғанға дейін 2002 жылғы Рождество маусымындағы үзілісті толтыру үшін уақытша шешім ретінде қарастырған. R300 чиптерінің барлығы бірдей физикалық кристалға негізделгендіктен, ATI-ның 9500 өнімдерінен түскен пайдасы төмен болды. Radeon 9500 – ATI-ның ең аз уақытқа сатылған өнімдерінің бірі, кейіннен Radeon 9600 сериясымен алмастырылды. 2004 жылы 9500 логотипі мен қаптамасы, байланысы жоқ және өнімділігі төмен Radeon 9550 (9600 үлгісінің туындысы) сату үшін қайта қолданылды.

Жаңартылған

2003 жылдың басында 9700 карталары 9800 (немесе R350) карталарымен алмастырылды. Бұл R300-дің жоғары сағат жылдамдығымен, шейдерлік блоктар мен жад контроллеріндегі жақсартулармен ерекшеленді, бұл антиалиасинг өнімділігін арттырды. Олар жақында шығарылған GeForce FX 5800 Ultra-дан өнімділік бойынша озып кету үшін жасалды, және бұл оңайлықпен орындалды. 9800 әлі де жаңартылған FX 5900-ге қарсы тұра алды, негізінен (және маңыздысы) ауыр SM2.0 пикселдік көлеңкелеуді қажет ететін тапсырмаларда. 9800-дің тағы бір артықшылығы – ол FX 5800 және FX 5900 екі слотты қажет ететін карталармен салыстырғанда, әлі де бір слотты карта болып табылды. 9800 Pro-ның 256 МБ жады бар кейінгі нұсқасы GDDR2 технологиясын қолданды. Қалған екі нұсқасы – төмен сағатталған 9800 Pro болған 9800 және пикселдік өңдеу бірліктерінің жартысы өшірілген (бірақ кейде қайта қосуға болатын) 9800 SE болды. ATI-нің ресми сипаттамалары 9800 SE үшін 256 биттік жад шинасын талап етеді, бірақ көптеген өндірушілер 128 биттік шинаны қолданды. Әдетте, 256 биттік жад шинасы бар 9800 SE "9800 SE Ultra" немесе "9800 SE Golden Version" деп аталды. 9800 сериясымен бірге 2003 жылдың басында 9600 (RV350) сериясы да шығарылды. 9600 PRO алмастыруға тиіс 9500 PRO-дан артық өнімділік көрсетпесе де, 130 нм процесі (ATI-нің барлық карталары 7500/8500-ден бастап 150 нм болды) және қарапайым конструкциясының арқасында ATI үшін өндіруге әлдеқайда тиімді болды. Radeon 9600 RV350 өзегі негізінен 9800 Pro-ның жартысына бөлінген, дәл сол функционалдық бірліктердің жартысынан тұрды, бұл оны 2 vertex шейдері бар 4×1 архитектураға айналдырды. Сондай-ақ, Radeon 9500 сияқты, иерархиялық z-буферін оңтайландыру блогын алып тастау арқылы HyperZ III-дің бір бөлігін жоғалтты. 130 нм процесін қолдану ядролық сағат жылдамдығын арттыруға да мүмкіндік берді. 9600 сериясының барлық карталары жоғары стандартты сағаттауышпен жабдықталған, оверклокерлер олардың мүмкіндіктерін (Pro үлгісіндегі 400 МГц-тан 500 МГц-тан астам) толыққанды пайдаланды. 9600 сериясы 9500 және 9500 Pro-дан нашар болса да, NVIDIA-ның GeForce FX 5600 Ultra-ға қарағанда 9500-нің басымдығын сақтап қалды, және бұл ATI-нің GeForce4 Ti 4200 негізгі өнімділік картасына тиімді жауабы болды. 2003 жылдың жазында RV350 өзегіне негізделген Mobility Radeon 9600 шығарылды. DirectX 9.0 шейдерлерін ұсынған алғашқы ноутбук чипі болғандықтан, ол бұрынғы Mobility Radeon карталары сияқты сәтті болды. Mobility Radeon 9600 бастапқыда GDDR2 M деп аталатын жад технологиясын пайдалануды жоспарлаған, бірақ бұл жадты дамытатын компания банкрот болды және жад жеткізілмеді, сондықтан ATI кәдімгі DDR SDRAM пайдалануға мәжбүр болды. GDDR2 M технологиясы қуатты үнемдеуге және өнімділікті арттыруға мүмкіндік берген болар еді. 2004 жылдың күзінде сәл жылдам нұсқасы, Mobility Radeon 9700 шығарылды (ол әлі де RV350-ге негізделген, десктоптық Radeon 9700-дің ескі R300-і емес, атаудың ұқсастығына қарамастан). 2003 жылдың соңында үш жаңа карта шығарылды: 9800 XT (R360), 9600 XT (RV360) және 9600 SE (RV350). 9800 XT 9800 PRO-дан сәл жылдам болды, ал 9600 XT жаңадан шыққан GeForce FX 5700 Ultra-мен жақсы бәсекелесті. 9600 XT-дегі RV360 чипі ATI-нің төменгі K чиптерін пайдаланған және 9600 өзегінің (әдетте 500 МГц) одан да жоғары сағатталуына мүмкіндік берген алғашқы графикалық чипі болды. 9600 SE ATI-нің NVIDIA-ның GeForce FX 5200 Ultra-ға берген жауабы болды, ол 5200-ден артық өнімділік көрсетіп, сонымен қатар арзан болды. 2004 жылдың басында Radeon 9550-де тағы бір "RV350" тақтасы пайда болды, ол төменгі ядролық сағаты бар Radeon 9600 болды (бірақ жад сағаты мен шинасының ені бірдей). R300 негізделген буын карталарының барлығы бір слотты салқындату шешімдерін қолданғанын атап өткен жөн. Тек R420 буынының Radeon X850 XT Platinum Edition картасы 2004 жылдың желтоқсанында ATI ресми түрде екі слотты салқындату дизайнын қабылдады.

Жаңа интерфейс

Сондай-ақ 2004 жылы ATI Radeon X300 және X600 тақталарын шығарды. Олар RV370 (110 нм технологиясы) және RV380 (130 нм төмен K технологиясы) графикалық процессорларына негізделген. Олар Radeon 9550 және 9600 чиптеріне өте ұқсас болды, ерекшелігі – олар тікелей PCI Express интерфейсін қолдады. Бұл Dell және басқа OEM компаниялары үшін әртүрлі жиынтылымдарда сатуға өте ыңғайлы болды; қосылыстар: DVI және DMS 59, картаның биіктігі: толық және жартылай биіктік. Кейін Radeon X550 шығарылды, ол Radeon X300 графикалық картасындағы (RV370) чипті пайдаланды.