Введение
R520 (кодовое название Fudo) — это графический процессор (GPU), разработанный ATI Technologies и произведенный TSMC. Он стал первым GPU, изготовленным с использованием 90-нм фотолитографии. R520 является основой для линейки видеокарт X1000, представляющих собой 3D-ускорители DirectX 9.0c и OpenGL 2.0. Это первая серьезная переработка архитектуры ATI после R300, и она высоко оптимизирована для Shader Model 3.0. Серия Radeon X1000, использующая данное ядро, была представлена 5 октября 2005 года и в основном конкурировала с серией GeForce 7 от Nvidia. ATI выпустила преемника серии R500 – серию R600 – 14 мая 2007 года. ATI не предоставляет официальную поддержку карт серии X1000 для Windows 8 или Windows 10; последней версией AMD Catalyst для этого поколения является 10.2, выпущенная в 2010 году для Windows 7. AMD прекратила поддержку драйверов для Windows 7 для этой серии в 2015 году. При использовании дистрибутива Linux доступны драйверы Radeon с открытым исходным кодом. Те же GPU также используются в некоторых продуктах AMD FireMV, предназначенных для многомониторных конфигураций.
Задержка в процессе разработки
Видеокарты Radeon X1800, включавшие R520, были выпущены с задержкой в несколько месяцев, потому что инженеры ATI обнаружили ошибку в GPU на очень поздней стадии разработки. Эта ошибка, вызванная дефектной библиотекой проектирования 90-нм чипа стороннего производителя, серьёзно затрудняла повышение тактовой частоты, поэтому им пришлось переделать чип (новый GDSII пришлось отправить в TSMC). Проблема проявлялась почти случайным образом в разных прототипах, что затрудняло её выявление.
Архитектура
Архитектура R520, по словам ATI, представляет собой "Ультрапоточный процессор диспетчеризации", что отражает стремление ATI повысить эффективность GPU, а не увеличивать количество вычислительных блоков грубой силой. Центральный блок диспетчеризации пиксельных шейдеров разбивает шейдеры на потоки (пакеты) по 16 пикселей (4×4) и может отслеживать и распределять до 128 потоков на пиксельный "квад" (по 4 конвейера на каждый). Когда шейдерный квад простаивает из-за завершения задачи или ожидания данных, диспетчер назначает ему другую задачу для выполнения. В результате теоретически повышается загрузка шейдерных блоков. Благодаря большому количеству потоков на квад, ATI создала большой массив регистров процессора, способный к множественным одновременным чтениям и записям, и обеспечила высокоскоростное соединение с каждым массивом шейдеров, предоставляя временное хранилище, необходимое для поддержания работы конвейеров и обеспечения их постоянной загрузкой. В чипах, таких как RV530 и R580, где количество шейдерных блоков на конвейер увеличивается втрое, эффективность пиксельного затенения незначительно снижается, поскольку эти шейдеры по-прежнему имеют такой же уровень потоковых ресурсов, как и менее производительные RV515 и R520. Следующее существенное изменение в ядре касается его шины памяти. R420 и R300 имели практически идентичные конструкции контроллеров памяти, при этом первый представлял собой выпуск с исправленными ошибками, предназначенный для более высоких тактовых частот. Шина памяти R520 отличается центральным контроллером (арбитром), который подключается к "клиентам памяти". Вокруг чипа расположены две 256-битные кольцевые шины, работающие на той же частоте, что и чипы DRAM, но в противоположных направлениях для снижения задержки. Вдоль этих кольцевых шин расположены четыре точки "остановки", где данные покидают кольцо и поступают в чипы памяти или из них. Существует также пятая, значительно менее сложная остановка, предназначенная для интерфейса PCI Express и видеовхода. Такая конструкция обеспечивает более быстрый доступ к памяти и меньшую задержку благодаря меньшему расстоянию, которое сигналам необходимо пройти через графический процессор, а также увеличению количества банков в DRAM. Чип может быстрее и более напрямую распределять запросы памяти на чипы RAM. ATI заявила об увеличении эффективности на 40% по сравнению с более старыми конструкциями. Меньшие ядра, такие как RV515 и RV530, были упрощены из-за их меньшего размера и более низкой стоимости. Например, RV530 имеет две внутренние 128-битные шины. Это поколение поддерживает все современные типы памяти, включая GDDR4. Помимо кольцевой шины, каждый канал памяти имеет гранулярность 32 бита, что повышает эффективность памяти при выполнении небольших запросов. Карты поддерживают выход DVI с двойной ссылкой и HDCP. Однако для использования HDCP требуется установка внешней ПЗУ, которая отсутствовала в ранних моделях видеокарт. Ядра RV515, RV530 и RV535 включают в себя разъемы DVI с одинарной и двойной ссылкой; ядра R520, RV560, RV570, R580, R580+ включают в себя два разъема DVI с двойной ссылкой. AMD выпустила окончательный документ Radeon R5xx Acceleration.
Водители
Последняя версия AMD Catalyst, официально поддерживающая серию X1000, – 10.2, версия драйвера дисплея – 8.702.
Серия X1300X1550
Эта серия является бюджетным решением линейки X1000 и основана на ядре RV515. Чипы оснащены четырьмя текстурными блоками, четырьмя ROP, четырьмя пиксельными шейдерами и двумя вершинными шейдерами, аналогично более старым картам X300 – X600. Эти чипы используют один квадрант R520, в то время как более быстрые платы используют больше таких квадрантов; например, X1800 использует четыре квадранта. Эта модульная конструкция позволяет ATI создавать линейку видеокарт, охватывающую все ценовые сегменты, используя идентичные технологии, что позволяет экономить на исследованиях, времени разработки и средствах. Благодаря более компактному дизайну, эти карты потребляют меньше энергии (30 Вт), поэтому работают прохладнее и могут использоваться в небольших корпусах. Начиная с 2006 года, продукты Radeon X1300 и X1550 были переведены на ядро RV505, которое обладало схожими возможностями и функциями с предыдущим ядром RV515, но производилось компанией TSMC по 80-нм техпроцессу (вместо 90-нм техпроцесса RV515).
Серия X1600
X1600 использует ядро M56, основанное на ядре RV530, которое схоже, но отличается от RV515. В RV530 соотношение пиксельных шейдеров к текстурным блокам составляет 3:1. Оно имеет 12 пиксельных шейдеров, сохраняя при этом четыре текстурных блока и четыре ROP от RV515. Также добавлены три дополнительных вершинных шейдера, что в сумме дает 5 блоков. Один "квад" чипа содержит 3 процессора пиксельных шейдеров на конвейер, что аналогично структуре 4 квадов R580. Это означает, что RV530 обладает той же производительностью текстурирования, что и X1300 при одинаковой тактовой частоте, но благодаря 12 пиксельным шейдерам по вычислительной мощности шейдеров он сопоставим с X1800. Однако, из-за особенностей программного обеспечения доступных игр, X1600 сильно страдает от недостатка текстурирующей мощности.
Серия X1650
Серия X1650 состоит из двух моделей: X1650 Pro использует ядро RV535 (это ядро RV530, изготовленное по более новому 80-нм техпроцессу), и отличается меньшим энергопотреблением и тепловыделением, чем X1600. Вторая модель, X1650XT, использует более новое ядро RV570 (также известное как RV560), однако обладает меньшей вычислительной мощностью (стоит отметить, что полноценное ядро RV570 используется в X1950Pro – высокопроизводительной видеокарте), чтобы соответствовать основному конкуренту – 7600GT от Nvidia.
Серия X1800
Первоначально флагман серии X1000, серия X1800 была выпущена без особого энтузиазма из-за политики непрерывных обновлений и успехов конкурента, серии GeForce 7 от NVIDIA. Когда X1800 вышла на рынок в конце 2005 года, это была первая высокопроизводительная видеокарта с 90-нм графическим процессором. ATI оснастила карты 256 МБ или 512 МБ памяти, предвидя растущие требования к объему локальной памяти. X1800XT PE поставлялась исключительно с 512 МБ встроенной памяти. X1800 заменила Radeon X850 на базе R480 в качестве основного графического процессора ATI. Во второй половине 2006 года ATI представила Radeon X1950 XTX – графическую плату, использующую модифицированный графический процессор R580, получивший название R580+. R580+ идентичен R580, за исключением поддержки памяти GDDR4, новой технологии графической DRAM, обеспечивающей меньшее энергопотребление на такт и значительно более высокий предел тактовой частоты. X1950 XTX работает с памятью на частоте 1 ГГц (2 ГГц DDR), обеспечивая пропускную способность памяти 64,0 ГБ/с, что на 29% выше, чем у X1900 XTX. Карта была выпущена 23 августа 2006 года. X1950 Pro вышла 17 октября 2006 года и была предназначена для замены X1900GT в конкурентном сегменте рынка до 200 долларов. Графический процессор X1950 Pro построен на 80-нм ядре RV570 с 12 текстурными блоками и 36 пиксельными шейдерами и является первой видеокартой ATI с поддержкой нативной реализации Crossfire с помощью пары внутренних разъемов Crossfire, что избавляет от необходимости использования громоздкого внешнего адаптера, который использовался в старых системах Crossfire.