El Radeon R100 es la primera generación de chips gráficos Radeon de ATI Technologies . La línea presenta aceleración 3D basada en Direct3D 7.0 y OpenGL 1.3 , y todas las versiones, excepto las de nivel básico, descargan los cálculos de geometría del host a un motor de iluminación y transformación de hardware (T&L), una mejora importante en características y rendimiento en comparación con el diseño anterior de Rage . Los procesadores también incluyen aceleración de GUI 2D , aceleración de video y múltiples salidas de pantalla. "R100" se refiere al nombre en clave de desarrollo de la GPU de esta generación lanzada inicialmente. Es la base de una variedad de otros productos exitosos.
La GPU Radeon de primera generación se lanzó en 2000 e inicialmente recibió el nombre en código Rage 6 (más tarde R100 ), como sucesora de la antigua Rage 128 Pro de ATI , que no podía competir con la GeForce 256 . La tarjeta también había sido descrita como Radeon 256 en los meses previos a su lanzamiento, posiblemente para hacer comparaciones con la tarjeta Nvidia de la competencia, aunque el apodo desapareció con el lanzamiento del producto final.
El R100 se construyó mediante un proceso de fabricación de semiconductores de 180 nm . Al igual que la GeForce, la Radeon R100 presentaba un motor de iluminación y transformación de hardware (T&L) para realizar cálculos geométricos, liberando la CPU de la computadora host. En el renderizado 3D, el procesador puede escribir 2 píxeles en el framebuffer y muestrear 3 mapas de textura por píxel y por reloj. Esto se conoce comúnmente como configuración 2×3 o diseño de tubería dual con 3 TMU por tubería. En cuanto a los competidores de Radeon, la GeForce 256 es 4×1, la GeForce2 GTS es 4×2 y la 3dfx Voodoo 5 5500 tiene un diseño SLI 2×1+2×1. Desafortunadamente, la tercera unidad de textura no tuvo mucho uso en los juegos durante la vida útil de la tarjeta porque el software no realizaba con frecuencia más que texturas duales.
En términos de renderizado, su arquitectura "Pixel Tapestry" permitió la compatibilidad con Environment Mapped Bump Mapping (EMBM) y Dot Product (Dot3), ofreciendo la compatibilidad con Bump Mapping más completa en ese momento junto con el antiguo método Emboss. [3] Radeon también introdujo una nueva tecnología de optimización del ancho de banda de la memoria y reducción de sobregiro llamada HyperZ . Básicamente mejora la eficiencia general de los procesos de renderizado 3D. Consta de 3 funciones diferentes y permite que Radeon tenga un rendimiento muy competitivo en comparación con diseños de la competencia con mayores tasas de llenado y ancho de banda en papel.
ATI produjo una demostración en tiempo real de su nueva tarjeta para mostrar sus nuevas características. La demostración de Radeon's Ark presenta un entorno de ciencia ficción con un uso intensivo de funciones como múltiples capas de textura para efectos y detalles de imagen. Entre los efectos se encuentran el mapeo de relieves del entorno , texturas detalladas, reflejos de vidrio, espejos, simulación realista de agua, mapas de luz, compresión de texturas , superficies reflectantes planas y visibilidad basada en portales. [4]
En términos de rendimiento, Radeon obtiene puntuaciones más bajas que la GeForce2 en la mayoría de las pruebas, incluso con HyperZ activado. La diferencia de rendimiento fue especialmente notable en color de 16 bits , donde tanto la GeForce2 GTS como el Voodoo 5 5500 estaban muy por delante. Sin embargo, Radeon podría cerrar la brecha y ocasionalmente superar a su competidor más rápido, la GeForce2 GTS, en color de 32 bits .
Aparte del nuevo hardware 3D, Radeon también introdujo el desentrelazado de vídeo por píxel al motor MPEG-2 con capacidad HDTV de ATI .
Las GPU basadas en R100 tienen capacidad de sombreado programable con visión de futuro en sus canales; sin embargo, los chips no son lo suficientemente flexibles para admitir la especificación Microsoft Direct3D para Pixel Shader 1.1. Una publicación en el foro realizada por un ingeniero de ATI en 2001 aclaró esto:
...antes del lanzamiento final de DirectX 8.0, Microsoft decidió que era mejor exponer las capacidades multitextura extendidas de RADEON y GeForce{2} a través de las extensiones de SetTextureStageState() en lugar de a través de la interfaz de sombreado de píxeles. Hay varias razones técnicas prácticas para ello. Gran parte de los mismos cálculos que se pueden hacer con sombreadores de píxeles se pueden realizar mediante SetTextureStageState(), especialmente con las mejoras a SetTextureStageState() en DirectX 8.0. Al final del día, esto significa que DirectX 8.0 expone el 99% de lo que RADEON puede hacer en su canal de píxeles sin agregar la complejidad de una interfaz de sombreado de píxeles de "0,5".
Además, debes comprender que la frase "shader" es un término gráfico increíblemente ambiguo. Básicamente, nosotros, los fabricantes de hardware, comenzamos a usar mucho la palabra "shader" una vez que pudimos crear productos de puntos por píxel (es decir, la generación de chips RADEON / GF). Incluso antes de eso, "ATI_shader_op" era nuestra extensión OpenGL multitextura en Rage 128 (que fue reemplazada por la extensión EXT_texture_env_combine de múltiples proveedores). Quake III tiene archivos ".shader" que utiliza para describir cómo se iluminan los materiales. Estos son sólo algunos ejemplos del uso de la palabra sombreador en la industria de los juegos (sin mencionar la industria de producción de películas que utiliza muchos tipos diferentes de sombreadores, incluidos los utilizados por RenderMan de Pixar ).
Con el lanzamiento final de DirectX 8.0, el término "shader" se ha cristalizado más en el sentido de que en realidad se utiliza en la interfaz que los desarrolladores utilizan para escribir sus programas en lugar de simplemente en la "jerga general de la industria". En DirectX 8.0, hay dos versiones de sombreadores de píxeles: 1.0 y 1.1. (Las versiones futuras de DirectX tendrán sombreadores 2.0, sombreadores 3.0, etc.). Debido a lo que dije anteriormente, RADEON no es compatible con ninguna de las versiones de sombreador de píxeles en DirectX 8.0. Algunos de ustedes han modificado el registro y han conseguido que el controlador exporte un número de versión de sombreador de 1,0 píxeles a 3DMark2001 . Esto hace que 3DMark2001 piense que puede ejecutar determinadas pruebas. Seguramente, no deberíamos fallar al hacer esto, pero estás forzando al controlador (filtrado y/o no compatible) a seguir un camino que nunca debería tomar. El chip no admite sombreadores de 1,0 o 1,1 píxeles, por lo que no verá una representación correcta incluso si no fallamos. El hecho de que exista esa clave de registro indica que hicimos algunos experimentos en el controlador, no que estemos a medio camino de implementar sombreadores de píxeles en RADEON. Los sombreadores de píxeles 1.0 y 1.1 de DirectX 8.0 no son compatibles con RADEON y nunca lo serán. El silicio simplemente no puede hacer lo que se requiere para admitir sombreadores 1.0 o 1.1. Esto también se aplica a GeForce y GeForce2.
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Las primeras versiones de Radeon (R100) fueron la Radeon DDR , disponible en la primavera de 2000 con configuraciones de 32 MB o 64 MB; la tarjeta de 64 MB tenía una velocidad de reloj ligeramente más rápida y agregaba capacidad VIVO (entrada de video y salida de video). La velocidad del núcleo era de 183 MHz y la velocidad del reloj de la memoria DDR SDRAM de 5,5 ns era de 183 MHz DDR (366 MHz efectivos). El R100 introdujo HyperZ , una de las primeras tecnologías de selección (tal vez inspirada en el Tile Rendering presente en los chips PowerVR de St Microelectronics) que se convirtió en el camino a seguir en la evolución gráfica y la optimización del renderizado generación tras generación, y puede considerarse el primer renderizado no basado en mosaicos. (y por tanto compatible con DX7 ) para utilizar una optimización Z-Buffer . Estas tarjetas se produjeron hasta mediados de 2001, cuando fueron esencialmente reemplazadas por la Radeon 7500 (RV200).
A mediados de 2000 se añadió una Radeon SDR más lenta y de corta duración (con 32 MB de memoria SDRAM ) para competir con la GeForce2 MX .
También en 2000, llegó una Radeon LE 32 MB DDR exclusiva para OEM . En comparación con la Radeon DDR normal de ATI, la LE es producida por Athlon Micro a partir de GPU Radeon que no cumplían con las especificaciones y originalmente estaban destinadas al mercado OEM asiático. La tarjeta funciona a una frecuencia de reloj más baja de 143 MHz tanto para RAM como para GPU, y su funcionalidad Hyper Z ha sido desactivada. A pesar de estas desventajas, la Radeon LE era competitiva con otras contemporáneas como la GeForce 2 MX y la Radeon SDR. Sin embargo, a diferencia de sus rivales, el LE tiene un potencial de rendimiento considerable, ya que es posible habilitar HyperZ mediante una alteración del registro del sistema, además hay un considerable espacio para overclocking. Los controladores posteriores no diferencian la Radeon LE de otras tarjetas Radeon R100 y el hardware HyperZ está habilitado de forma predeterminada, aunque puede haber anomalías visuales en tarjetas con hardware HyperZ defectuoso. [5]
En 2001, se lanzó una Radeon R100 de corta duración con 64 MB SDR como Radeon 7200. Después de que esta y todas las tarjetas R100 Radeon más antiguas fueron descontinuadas, la serie R100 se conoció posteriormente como Radeon 7200, de acuerdo con el nuevo esquema de nombres de ATI.
Se creó una variante económica del hardware R100 y se llamó Radeon VE, más tarde conocida como Radeon 7000 en 2001, cuando ATI cambió el nombre de sus productos.
RV100 tiene solo una canalización de píxeles, no tiene T&L de hardware , un bus de memoria de 64 bits y no tiene HyperZ . Pero agregó soporte para dos monitores HydraVision e integró un segundo RAMDAC en el núcleo (para Hydravision ).
Desde el punto de vista del rendimiento 3D, a la Radeon VE no le fue bien frente a la GeForce2 MX de la misma época, aunque su soporte multipantalla fue claramente superior al de la GeForce2 MX. El Matrox G450 tiene el mejor soporte de pantalla dual entre las GPU, pero el rendimiento 3D más lento.
RV100 fue la base de la solución para portátiles Mobility Radeon .
La Radeon 7500 (RV200) es básicamente una versión encogida de la R100 en un nuevo proceso de fabricación de 150 nm. El aumento de densidad y varios ajustes en la arquitectura permitieron que la GPU funcionara a velocidades de reloj más altas. También permitió que la tarjeta funcionara con un reloj asíncrono, mientras que el R100 original siempre funcionaba sincrónicamente con la RAM. Fue la primera GPU de ATI compatible con Direct3D 7 que incluyó soporte para dos monitores (Hydravision). [6]
La Radeon 7500 se lanzó en la segunda mitad de 2001 junto con la Radeon 8500 (R200). Utilizaba una interfaz de puerto de gráficos acelerados (AGP) 4x. En la época en que se anunciaron las Radeon 8500 y 7500, su rival Nvidia lanzó sus GeForce 3 Ti500 y Ti200; las 8500 y Ti500 son competidores directos, pero las 7500 y Ti200 no.
La placa Radeon 7500 de escritorio con frecuencia tenía una frecuencia de 290 MHz de núcleo y 230 MHz de RAM. Compitió con la GeForce2 Ti y, más tarde, con la GeForce4 MX440.
La siguiente tabla muestra las características de las GPU de AMD / ATI (ver también: Lista de unidades de procesamiento de gráficos AMD ).
La nueva arquitectura VLIW4 de procesadores de flujo permitió ahorrar área de cada SIMD en un 10%, manteniendo el mismo rendimiento en comparación con la arquitectura VLIW5 anterior.