La R520 (cuyo nombre en código es Fudo ) es una unidad de procesamiento gráfico (GPU) desarrollada por ATI Technologies y producida por TSMC . Fue la primera GPU producida mediante un proceso de fotolitografía de 90 nm .
La R520 es la base de una línea de tarjetas de vídeo X1000 aceleradoras 3D con DirectX 9.0c y OpenGL 2.0 . Es la primera revisión arquitectónica importante de ATI desde la R300 y está altamente optimizada para Shader Model 3.0. La serie Radeon X1000 que utiliza el núcleo se presentó el 5 de octubre de 2005 y compitió principalmente contra la serie GeForce 7 de Nvidia . ATI lanzó la serie R600, sucesora de la serie R500 , el 14 de mayo de 2007.
ATI no proporciona soporte oficial para ninguna tarjeta de la serie X1000 para Windows 8 o Windows 10 ; el último AMD Catalyst para esta generación es el 10.2 de 2010 hasta Windows 7. [ 1] AMD dejó de proporcionar controladores para Windows 7 para esta serie en 2015. [2]
Hay una serie de controladores Radeon de código abierto disponibles cuando se utiliza una distribución de Linux .
Las mismas GPU también se encuentran en algunos productos AMD FireMV destinados a configuraciones de múltiples monitores .
Las tarjetas de video Radeon X1800 que incluían una R520 fueron lanzadas con un retraso de varios meses debido a que los ingenieros de ATI descubrieron un error dentro de la GPU en una etapa muy avanzada del desarrollo. Este error, causado por una biblioteca de diseño de chip de 90 nm defectuosa de terceros, obstaculizó en gran medida el aumento de la velocidad de reloj, por lo que tuvieron que "volver a girar" el chip para otra revisión ( se tuvo que enviar un nuevo GDSII a TSMC ). El problema había sido casi aleatorio en cómo afectó a los chips prototipo, lo que dificultó su identificación.
La arquitectura R520 es denominada por ATI como un "Procesador de despacho con subprocesos ultrafinos " , lo que hace referencia al plan de ATI de aumentar la eficiencia de su GPU, en lugar de optar por un aumento de fuerza bruta en la cantidad de unidades de procesamiento. Una "unidad de despacho" de sombreador de píxeles central divide los sombreadores en subprocesos (lotes) de 16 píxeles (4x4) y puede rastrear y distribuir hasta 128 subprocesos por "cuadrado" de píxeles (4 canales cada uno). Cuando un cuádruple de sombreador queda inactivo debido a la finalización de una tarea o a la espera de otros datos, el motor de despacho le asigna al cuádruple otra tarea para realizar mientras tanto. El resultado general es teóricamente una mayor utilización de las unidades de sombreador. Con una gran cantidad de subprocesos por cuádruple, ATI creó una matriz de registros de procesador muy grande que es capaz de realizar múltiples lecturas y escrituras simultáneas, y tiene una conexión de alto ancho de banda a cada matriz de sombreador, lo que proporciona el almacenamiento temporal necesario para mantener los canales alimentados al tener trabajo disponible tanto como sea posible. Con chips como el RV530 y el R580, donde el número de unidades de sombreado por canalización se triplica, la eficiencia del sombreado de píxeles disminuye ligeramente porque estos sombreadores aún tienen el mismo nivel de recursos de subprocesamiento que los RV515 y el R520 menos dotados. [3]
El siguiente cambio importante en el núcleo es el bus de memoria. El R420 y el R300 tenían diseños de controlador de memoria casi idénticos, siendo el primero una versión con errores corregidos diseñada para velocidades de reloj más altas. El bus de memoria del R520 difiere en su controlador central (árbitro) que se conecta a los "clientes de memoria". Alrededor del chip hay dos buses de anillo de 256 bits que funcionan a la misma velocidad que los chips DRAM , pero en direcciones opuestas para reducir la latencia. A lo largo de estos buses de anillo hay cuatro puntos de "parada" donde los datos salen del anillo y entran o salen de los chips de memoria. Hay una quinta parada, significativamente menos compleja, diseñada para la interfaz PCI Express y la entrada de video. Este diseño permite que los accesos a la memoria sean más rápidos aunque con menor latencia debido a la menor distancia que necesitan las señales para moverse a través de la GPU y al aumentar el número de bancos por DRAM. El chip puede distribuir las solicitudes de memoria más rápido y de manera más directa a los chips RAM. ATI afirmó una mejora del 40% en la eficiencia con respecto a los diseños anteriores. Los núcleos más pequeños, como el RV515 y el RV530, sufrieron recortes debido a sus diseños más pequeños y menos costosos. El RV530, por ejemplo, tiene dos buses internos de 128 bits. Esta generación tiene soporte para todos los tipos de memoria recientes, incluida la GDDR4 . Además de un bus de anillo, cada canal de memoria tiene una granularidad de 32 bits, lo que mejora la eficiencia de la memoria al realizar pequeñas solicitudes de memoria. [3]
Los motores de sombreado de vértices ya tenían la precisión FP32 requerida en los productos más antiguos de ATI. Los cambios necesarios para SM3.0 incluían longitudes de instrucciones más largas, instrucciones de control de flujo dinámico, con ramificaciones, bucles y subrutinas y un espacio de registro temporal más grande. Los motores de sombreado de píxeles son en realidad bastante similares en diseño computacional a sus contrapartes R420, aunque fueron altamente optimizados y ajustados para alcanzar altas velocidades de reloj en el proceso de 90 nm. ATI ha estado trabajando durante años en un compilador de sombreado de alto rendimiento en su controlador para su hardware más antiguo, por lo que permanecer con un diseño básico similar que sea compatible ofreció ahorros obvios de costos y tiempo. [3]
Al final del proceso, los procesadores de direccionamiento de texturas se desacoplan de los sombreadores de píxeles, por lo que las unidades de texturas no utilizadas se pueden asignar dinámicamente a los píxeles que necesitan más capas de textura. Otras mejoras incluyen compatibilidad con texturas de 4096 x 4096 y la compresión de mapas normales 3Dc de ATI , que mejoró la relación de compresión para situaciones más específicas. [3]
La familia R5xx introdujo un motor de video en movimiento integrado más avanzado. Al igual que las tarjetas Radeon desde la R100, la R5xx puede descargar casi todo el flujo de video MPEG-1/2. La R5xx también puede ayudar en la decodificación de Microsoft WMV9/ VC-1 y MPEG H.264 /AVC, mediante una combinación de las unidades de sombreado del flujo de video 3D y el motor de video en movimiento. Los puntos de referencia muestran solo una disminución modesta en la utilización de la CPU para la reproducción de VC-1 y H.264.
En el lanzamiento se lanzó una selección de programas de demostración en 3D en tiempo real. El desarrollo de ATI de su "superestrella digital", Ruby, continuó con una nueva demostración llamada The Assassin. Mostraba un entorno altamente complejo, con iluminación de alto rango dinámico (HDR) y sombras suaves dinámicas . El último programa competidor de Ruby, Cyn, estaba compuesto por 120.000 polígonos. [4]
Las tarjetas admiten salida DVI de doble enlace y HDCP . Sin embargo, el uso de HDCP requiere la instalación de una ROM externa, que no estaba disponible para los primeros modelos de tarjetas de video. Los núcleos RV515, RV530 y RV535 incluyen un enlace DVI simple y doble; los núcleos R520, RV560, RV570, R580, R580+ incluyen dos enlaces DVI dobles.
AMD publicó el documento final de aceleración Radeon R5xx. [5]
La última versión de AMD Catalyst que soporta oficialmente la serie X1000 es la 10.2, versión del controlador de pantalla 8.702.
Esta serie es la solución económica de la serie X1000 y se basa en el núcleo RV515. Los chips tienen cuatro unidades de textura , cuatro ROP , cuatro sombreadores de píxeles y dos sombreadores de vértices , similares a las antiguas tarjetas X300 a X600 . Estos chips utilizan un cuádruple de un R520, mientras que las placas más rápidas utilizan solo más de estos cuádruples; por ejemplo, la X1800 utiliza cuatro cuádruples. Este diseño modular permite a ATI construir una línea "de arriba a abajo" utilizando tecnología idéntica, ahorrando investigación, tiempo de desarrollo y dinero. Debido a su diseño más pequeño, estas tarjetas ofrecen menores demandas de energía (30 vatios), por lo que funcionan a menor temperatura y se pueden usar en cajas más pequeñas. [3] Finalmente, ATI creó la X1550 y descontinuó la X1300. La X1050 se basó en el núcleo R300 y se vendió como una pieza de presupuesto ultra bajo.
Las primeras Mobility Radeon X1300 a X1450 también se basan en el núcleo RV515. [6] [7] [8] [9]
A partir de 2006, los productos Radeon X1300 y X1550 se cambiaron al núcleo RV505, que tenía capacidades y características similares al núcleo RV515 anterior, pero fue fabricado por TSMC utilizando un proceso de 80 nm (reducido del proceso de 90 nm del RV515). [10]
X1600 utiliza el núcleo M56 [1] que se basa en el núcleo RV530, un núcleo similar pero distinto del RV515.
El RV530 tiene una relación de 3:1 entre los sombreadores de píxeles y las unidades de textura. Posee 12 sombreadores de píxeles y conserva las cuatro unidades de textura y los cuatro ROP del RV515. También obtiene tres sombreadores de vértices adicionales, lo que eleva el total a 5 unidades. El "quad" único del chip tiene 3 procesadores de sombreado de píxeles por canalización, similar al diseño de los 4 quads del R580. Esto significa que el RV530 tiene la misma capacidad de texturizado que el X1300 a la misma velocidad de reloj, pero con sus 12 sombreadores de píxeles está a la par del X1800 en rendimiento computacional de sombreado. Debido al contenido de programación de los juegos disponibles, el X1600 se ve muy obstaculizado por la falta de potencia de texturizado. [3]
La X1600 se posicionó para reemplazar a la Radeon X600 y la Radeon X700 como GPU de gama media de ATI. Las Mobility Radeon X1600 y X1700 también se basan en la RV530. [11] [12]
La serie X1650 tiene dos partes: la X1650 Pro utiliza el núcleo RV535 (que es un núcleo RV530 fabricado con el nuevo proceso de 80 nm) y tiene un menor consumo de energía y emisión de calor que la X1600. [13] La otra parte, la X1650XT, utiliza el nuevo núcleo RV570 (también conocido como RV560) aunque tiene menor potencia de procesamiento (tenga en cuenta que el núcleo RV570 completamente equipado alimenta la X1950Pro, una tarjeta de alto rendimiento) para igualar a su principal competidor, la 7600GT de Nvidia. [14]
Originalmente el buque insignia de la serie X1000, la serie X1800 fue lanzada con una recepción moderada debido al lanzamiento continuo y la ventaja de su competidor en ese momento, la serie GeForce 7 de NVIDIA . Cuando la X1800 entró al mercado a fines de 2005, fue la primera tarjeta de video de gama alta con una GPU de 90 nm. ATI optó por equipar las tarjetas con 256 MB o 512 MB de memoria integrada (previendo un futuro de demandas cada vez mayores en el tamaño de la memoria local). La X1800XT PE tenía exclusivamente una memoria integrada de 512 MB. La X1800 reemplazó a la Radeon X850 basada en R480 como la GPU de rendimiento principal de ATI. [3]
Con el retraso en el lanzamiento del R520, su competencia fue mucho más impresionante que si el chip hubiera tenido su lanzamiento programado originalmente para la primavera/verano. Al igual que su predecesor, el X850, el chip R520 lleva 4 "quads", lo que significa que tiene una capacidad de texturizado similar a la misma velocidad de reloj que su antecesor y la serie NVIDIA 6800. A diferencia del X850, las unidades de sombreado del R520 han mejorado enormemente: son compatibles con Shader Model 3 y recibieron algunos avances en el subprocesamiento de sombreado que pueden mejorar en gran medida la eficiencia de las unidades de sombreado. A diferencia del X1900, el X1800 tiene 16 procesadores de sombreado de píxeles y una proporción igual de capacidad de texturizado y sombreado de píxeles. El chip también aumenta el número de sombreadores de vértices de seis en el X800 a ocho. Con el proceso de fabricación de baja K de 90 nm , estos chips con alto transistor aún podrían funcionar a frecuencias muy altas, lo que permite que la serie X1800 sea competitiva con las GPU con más canales pero velocidades de reloj más bajas, como las series NVIDIA 7800 y 7900 que usan 24 canales. [3]
El X1800 fue rápidamente reemplazado por el X1900 debido a su lanzamiento tardío. El X1900 no se retrasó en su lanzamiento y siempre estuvo planeado como el chip de "renovación de primavera". Sin embargo, debido a la gran cantidad de chips X1800 sin usar, ATI decidió eliminar un cuarteto de líneas de píxeles y venderlos como X1800GTO.
Las series X1900 y X1950 corrigieron varios defectos en el diseño de la X1800 y agregaron un aumento significativo en el rendimiento del sombreado de píxeles. El núcleo R580 es compatible con los pines de las PCB de la R520 , lo que significó que no fue necesario un rediseño de la PCB de la X1800. Las placas llevan 256 MB o 512 MB de memoria GDDR3 incorporada según la variante. El cambio principal entre la R580 y la R520 es que ATI cambió la relación entre el procesador de sombreado de píxeles y el procesador de texturas. Las tarjetas X1900 tienen tres sombreadores de píxeles en cada canal en lugar de uno, lo que da un total de 48 unidades de sombreado de píxeles. ATI tomó esta medida con la expectativa de que el software 3D futuro será más intensivo en sombreado de píxeles. [15]
En la segunda mitad de 2006, ATI presentó la Radeon X1950 XTX, una placa gráfica que utiliza una GPU R580 revisada llamada R580+. La R580+ es igual que la R580, excepto que admite memoria GDDR4, una nueva tecnología DRAM gráfica que ofrece un menor consumo de energía por ciclo de reloj y ofrece un límite de velocidad de reloj significativamente más alto. La X1950 XTX registra su RAM a 1 GHz (2 GHz DDR), lo que proporciona 64,0 GB/s de ancho de banda de memoria, una ventaja del 29% sobre la X1900 XTX. La tarjeta se lanzó el 23 de agosto de 2006. [16]
La X1950 Pro se lanzó el 17 de octubre de 2006 y su objetivo era reemplazar a la X1900GT en el competitivo segmento de mercado de menos de 200 dólares. La GPU X1950 Pro está construida a partir del núcleo RV570 de 80 nm con solo 12 unidades de textura y 36 sombreadores de píxeles, y es la primera tarjeta ATI que admite la implementación nativa de Crossfire mediante un par de conectores Crossfire internos, lo que elimina la necesidad del complicado adaptador externo que se encuentra en los sistemas Crossfire más antiguos. [17]
La siguiente tabla muestra las características de las GPU de AMD / ATI (ver también: Lista de unidades de procesamiento gráfico de AMD ).
Tenga en cuenta que las tarjetas de la serie ATI X1000 (por ejemplo, la X1900) no tienen Vertex Texture Fetch, por lo que no cumplen totalmente con el modelo VS 3.0. En su lugar, ofrecen una función denominada "Render to Vertex Buffer (R2VB)" que proporciona una funcionalidad que es una alternativa a Vertex Texture Fetch.
1 Sombreadores de píxeles : Sombreadores de vértices : Unidades de mapeo de texturas : Unidades de salida de renderizado
1 Sombreadores de vértices : Sombreadores de píxeles : Unidades de mapeo de texturas : Unidades de salida de renderizado .
La nueva arquitectura VLIW4 de procesadores de flujo permitió ahorrar un 10 % de área de cada SIMD, mientras que el rendimiento era el mismo en comparación con la arquitectura VLIW5 anterior