Az ATI Technologies hosszas várakozás és többszöri csúszás után végre bejelentette vadonatúj grafikus processzorait, a Radeon X1000 család tagjait. Az X1800, X1600 és X1300 chipek legfontosabb újdonsága, hogy már kivétel nélkül 90 nanométeres csíkszélességgel készülnek és a vállalat termékeinek történetében először támogatják a DirectX Shader Model 3.0 szabványt. Amint az ismert, az NVIDIA grafikus chipjei már a GeForce 6-os sorozat óta képesek erre.

A magukat jól értesültnek vélő források tévedtek, ugyanis az új ATI-csúcsmodell, a Radeon X1800 (kódnevén R520) a pletykákban szereplő 32 vagy 24 pixel shader futószalag helyett mindössze 16-ot tartalmaz, azonban a vállalat szerint ennek ellenére a piacon ma elérhető legnagyobb teljesítményű grafikus gyorsító, legalábbis ami a konzumer szegmenst illeti. Az X1000 sorozat tagjai nem csak új gyártástechnológiával készülnek, hanem teljesen új architektúrára épülnek, valamint memóriavezérlőjük is egyedülálló: az ATI szerint ez, valamint a Shader Model 3.0 kompatibilitás emeli a trónra a chipeket.

Az X1800 teljesítménye az ATI mérése szerint [+]

Új gyártástechnológia

A kiforratlansága miatt eleinte hosszas késedelmet okozó, TSMC-féle (Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp.) 90 nanométeres csíkszélességű eljárás az ATI szerint lehetővé teszi a korábbinál akár kétszer több tranzisztor összezsúfolását egy azonos méretű chipre. Már az X1000-család legkisebb tagja, az X1300 is több mint 100 millió tranzisztorból áll, az X1600 összesen 157 milliót tartalmaz, az X1800-nál pedig mintegy 320 millió tranzisztort számolhat meg, aki bírja.

A gyártástechnológia a tranzisztorok száma mellett az elérhető órajelekre is pozitív hatással van: az X1800 XT csúcsmodell elképesztően magas, 625 MHz-en működik, bár ez elmarad a korábban pletykált 700 MHz-től. Üröm az örömben, hogy az extrém magas órajelű X1800 XT csak novembertől lesz kapható. A mérnöki és tudományos teljesítmény azonban ennek ellenére megkérdőjelezhetetlen. Emlékezetes, hogy az ATI előző szériájának leggyorsabbika, az X850 XT még "csak" 520 MHz-en működött, az X1800 XT ehhez képest több mint 20 százalékkal gyorsabban száguld.

A magas órajelek elméletileg magukkal hozzák az energiafogyasztás és a hőtermelés növekedését is, ennek egy feszültségszabályzó logika segítségével próbálja elejét venni az ATI. Mivel a disszipáció az órajellel egyenesen, a feszültséggel azonban négyzetesen arányos, az ATI az órajel csökkentése helyett a feszültség mérséklésével próbálja takarékos működésre bírni a chipjeit. A Dynamic Voltage Control nevű technológia igyekszik a minimumon tartani a feszültséget azokban az esetekben, amikor a chip nem üzemel "teljes gőzzel". Minden erőfeszítés ellenére az X1800 XT és XL hűtése miatt két kártyahelyet foglal el, az X1600 és X1300 változatok azonban már beérik eggyel is.

Az X1800 magja

Új pixel- és vertexfeldolgozó egységek

Az ATI új grafikus architektúrájának megtervezésénél a mérnökök a hatékonyságra összpontosítottak, hogy a processzorok egy órajelciklus alatt a lehető legtöbb feladatot legyenek képesek végrehajtani. Ennek érdekében az ATI tervezőmérnökei egy valódi többszálas architektúrát (Ultra-threaded Pixel Shader Engine) terveztek, amelyen egyszerre akár 512 pixel shader program is futhat. A hosszabb várakozást, például memóriába írást vagy onnan olvasást igénylő műveletek esetén a feldolgozás nem akad meg, a chip ilyenkor egy másik shader programot futtat tovább. A kontextusok tárolásához egy hatalmas méretű, 32 bites lebegőpontos általános célú regisztertömböt (general purpose register array) alkalmaz az ATI.

A DirectX 9-ben bevezetett Shader Model 3.0 egyik legfontosabb újdonsága, hogy a shader programok már tartalmazhatnak vezérlő utasításokat, ciklusokat, elágazásokat vagy szubrutinokat is. Az ATI új chipjeiben az ilyen elágazások végrehajtására dedikált végrehajtóegységeket (branch unit) hoztak létre, vagyis a vezérlőutasítások nem terhelik feleslegesen a számításokra kihegyezett pixel shader futószalagokat.

A hatékonyságot nem csak a feladatok elosztásával, hanem azok gyors végrehajtásával is igyekszik növelni az ATI. A pixel shader processzorok egy órajelciklus alatt 2 vektor- és 2 skalárműveletet képesek végrehajtani, emellett minden pixel shader futószalaghoz tartozik egy textúraműveleteket végző egység is. Négy pixel shader futószalagonként egy dedikált elágazó egység is rendelkezésre áll. Összességében tehát az X1800 egy ciklus alatt 6 művelet elvégzésére képes.

A háromdimenziós világ legkisebb építőegységei a vertexek, vagyis pontok a térben. Az X1800 összesen 8 vertexfeldolgozó egységet tartalmaz, amelyek órajelenként egy 128 bites vektoros és egy 32 bites skalár művelet elvégzésére képesek. A 8 vertex shader órajelenként összesen két vertex transzformációját képes elvégezni, a 625 MHz-es X1800 XT ennek köszönhetően a világ legnagyobb vertexfeldolgozó sebességű konzumer grafikus gyorsítója és egyben az első, amely átlépi a másodpercenkénti 10 milliárd vertexes határt.

Az X1800 blokkvázlata [+]