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Schede video e GPU AMD & ATI Discussioni sulle schede video basate sulle gpu ATI Radeon

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Vecchio 06-08-2002, 13.25.35   #1
Neo
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Cool ATi Radeon 9000 e 9700

ATi Radeon 9000 e 9700

Finalmente l'attesa è terminata. Il costruttore canadese ATi, unico vero rivale di nVIDIA, ha ufficialmente presentato i suoi nuovi chip grafici. Si tratta del Radeon 9000, conosciuto con il nome in codice di RV250, e del Radeon 9700, nome in codice R300, di cui tanto si è parlato e supposto in questi ultimi mesi. Questi chip arrivano sul mercato con 2 compiti precisi: il Radeon 9000, offerto anche in versione Pro leggermente potenziata nei clock specifici e quindi nelle prestazioni, se la dovrà vedere con i vari GeForce4 MX mentre al Radeon 9700 è demandato un compito un po' più gravoso. Sostenere la lotta non solo contro il GeForce4 Ti 4600 (vinta abbastanza agevolmente) ma anche contro il futuro chip della Casa californiana, il tanto atteso NV30. Ma vediamo nel dettaglio le caratteristiche tecniche dei nuovi prodotti ATi.
ATi Radeon 9700
Ecco le specifiche del Radeon 9700, alias R300, il modello di punta della nuova produzione ATi:



processo produttivo: 0,15 µm
transistor integrati: 107 milioni
package: FC-BGA (più di 1.000 pin di collegamento)
frequenza del core: 300-325 MHz (ancora ATi non ha deciso ufficialmente la frequenza, anche se i campioni che ha spedito sono tutti impostati per lavorare a 325 MHz: questo fa ritenere che molto probabilmenre sarà scelto questo clock)
8 pipeline di rendering, ognuna con 1 unità texture capace di applicare 2 texture contemporaneamente (per un totale di 16 texture applicate per singolo passaggio)
4 motori geometrici (unità vertex shader) programmabili
300 milioni di poligoni al secondo
fillrate: 2,4-2,6 GPixels/s; 4,8-5,2 GTextures/s (a seconda dei clock che saranno scelti)


bus della memoria a 256 bit DDR formato da 4 controller da 64 bit ciascuno
fino a 256 MB di memoria DDR gestibile
frequenza della memoria: 300-310 MHz (anche qui, stesso discorse del clock del core, con il valore di 310 MHz in vantaggio sull'altro) con circa 20 GB/s di banda
supporto per AGP 8x (banda massima 2,1 GB/s)
pieno supporto per Vertex Shader 2.0 e Pixel Shader 2.0 (DirectX 9.0)
API supportate: DirectX 9.0, OpenGL
tecnologie implementate:
SmartShader 2.0
SmoothVision 2.0
Hyper-Z III
Truform 2.0
VideoShader
Hydravision
supporto hardware per la decodifica MPEG2
RAMDAC da 400 MHz a 2 canali da 10 bit (massima risoluzione: 2048x1536@85 Hz)
supporto integrato per DVI (165 MHz)
supporto integrato per TV e HDTV (risoluzione: 1024x768)
drivers per Windows ME/2000/XP
supporto per istruzioni Intel Pentium4 SSE2 e AMD Athlon 3DNow!
ATi Radeon 9000/9000 Pro
Parlando dell'RV250, qui siamo a caratteristiche un po' più "umane", considerando anche che questa scheda sarà destinata ad una fascia di mercato decisamente diversa da quella del suo fratello maggiore, quella medio-bassa:

processo produttivo: 0,15 µm
frequenza del core: 270 e 250 MHz, rispettivamente per versione Pro e normale
memoria: massimo 128 MB DDR
frequenza della RAM: 275 e 200 MHz, rispettivamente per versione Pro e normale
4 pipeline di rendering, ognuna con 1 sola unità texture
1 motore geometrico (unità vertex shader) programmabile
fillrate: 1,08 e 1 GPixels/s-GTextures/s, rispettivamente per versione Pro e normale
API supportate: DirectX 8.1 e OpenGL
AGP 4x
tecnologie implementate:
Charisma Engine II
SmartShader
SmoothVision
Hyper-Z II
FullStream
Hydravision
supporto hardware per decodifica MPEG2
RAMDAC da 400 MHz a 2 canali da 10 bit (massima risoluzione: 2048x1536@85 Hz)
supporto integrato per DVI (165 MHz)
supporto integrato per TV e HDTV (risoluzione: 1024x768)
drivers per Windows ME/2000/XP
supporto per istruzioni Intel Pentium4 SSE2 e AMD Athlon 3DNow!
Nei prossimi paragrafi analizzeremo le nuove tecnologie implementate nel Radeon 9700: quelle del Radeon 9000/9000 Pro sono, invece, identiche a quelle già presenti sull'attuale Radeon 8500 ed eviteremo di rivederle, rimandando a questo articolo <http://www.3ditalia.com/articoli.php3?id=2535> chi volesse rinfrescarsi la memoria.
SmartShader 2.0
Questo è il motore di rendering del Radeon 9700, evoluzione di quello già apparso nei precedenti Radeon 256 e Radeon 8500; è anche il responsabile principale dell'enorme crescita di transistor integrati. L'adozione di 8 pipeline di rendering da 128 bit l'una e con 2 unità texture per pipeline è il primo, vero passo verso una nuova evoluzione dei chip grafici, necessaria per poter soddisfare le future richieste dei giochi 3D, che saranno sempre più avidi di potenza elaborativa e pesanti graficamente. Rispetto alle attuali pipeline di rendering, inoltre, ATi ha deciso di supportare completamente i calcoli in virgola mobile aumentando, quindi, non solo la potenza di calcolo ma anche la precisione del rendering. L'applicazione di ben 16 texture in un singolo passaggio mette, inoltre, al riparo dal pericolo di "cali di potenza" che si potrebbero verificare con le attuale schede ed i giochi scritti per le DirectX 9.0, dove le texture da applicare diverrano sempre più numerose a causa dei molteplici effetti grafici.
Altra innovazione racchiusa in questa sigla è la presenza di una unità Pixel Shader compatibile con le specifiche Microsoft versione 2.0, che saranno richieste dalle future DirectX 9.0: tra le specifiche avremo proprio le 16 textures. Altra caratteristica della nuova unità è la possibilità di eseguire fino ad un massimo di 160 istruzioni sui pixel per singolo passaggio.
Presente il supporto per le specifiche 2.0 del Vertex Shader, altra parte delle DirectX 9.0: le principali innovazioni riguardano soprattutto il controllo del flusso delle istruzioni, il numero di queste ultime ed i nuovi effetti grafici implementati. Salito fino a 1.024 il numero di istruzioni per operazioni sui vertici eseguibili in un singolo passaggio. E per non "restare al palo", ATi ha introdotto ben 4 unità Vertex Shader, così da assicurarsi tutta la riserva di potenza necessaria per affrontare anche le situazioni più impegnative: grazie ad esse, infatti, il Radeon 9700 è capace di renderizzare ben 300 milioni di poligoni al secondo, un valore più che doppio di quello che genera il GeForce4 Ti 4600.
SmoothVision 2.0
Lo SmoothVision è il nome dato da ATi al processo di eliminazione dei difetti grafici dell'immagine. Nella prima versione dello SmoothVision, inserita nel precedente Radeon 8500, lo SmoothVision si limitava all'anti-aliasing, vale a dire l'eliminazione delle scalettature delle linee oblique. Il limite di quell'algoritmo era dato dal fatto che ATi aveva scelto la via del supersampling, vale a dire generare l'immagine un numero elevato di volte e poi sommarle insieme procedendo ad un leggero spostamento delle stesse dal centro dell'immagine. Se da un lato le prestazioni in termini di qualità grafica rimanevano molto elevate, dall'altro lato la velocità del rendering decadeva paurosamente dovendo generare lo stesso frame svariate volte.
ATi ha scelto la strada intrapresa da nVIDIA, vale a dire il multisampling. Per questa tecnica si utilizza il valore Z di un pixel (la sua profondità): si guarda questo valore per ogni singolo pixel ed il colore viene calcolato con una media ponderata fra il valore dello sfondo e quello di primo piano. In questo modo si renderizza l'immagine una sola volta, a tutto beneficio delle prestazioni velocistiche. La tecnica utilizzata da ATi permette di ottenere un anti-aliasing a pieno schermo (Full-Scene Anti-Aliasing, FSAA) con modalità 2x, 4x e 6x. Lo SmoothVision 2.0 resta, comunque, compatibile anche con la precedente tecnica del supersampling.
Lo SmoothVision 2.0 gestisce, inoltre, anche in modo più efficente l'anisotropic filtering in modalità 2x, 4x, 8x e 16x. L'anisotropic filtering è una tecnica di rendering per eliminare i difetti grafici che si presentano quando una texture deve essere applicata ad un oggetto che varia le sue dimensioni (il classico esempio è la texture di un pavimento che si perde in lontananza: in genere, la parte più lontana presenta, senza filtratura, evidenti segni di difetti nelle texture applicate).
Hyper-Z III e nuovo controller della memoria
Terza versione della tecnologia di compressione dello Z-Buffer, l'Hyper-Z III introduce un nuovo algoritmo di compressione del valore Z di un pixel, il dato che contiene l'informazione riguardante la profondità dello stesso all'interno di una scena 3D. In una scena 3D molto vasta, il valore Z può arrivare ad influire sulle prestazioni a causa del fatto che la VPU (la Visual Processing Unit, nuovo nome dato da ATi ai suoi core grafici) deve gestire una mole considerevole di dati. ATi ha così messo a punto una tecnica di gestione di queste informazioni comprendenti 3 metodi atti a diminuire l'impiego della banda necessaria a scambiare questi valori fra la memoria della scheda e la VPU stessa, abbinando l'Hyper-Z III ad un nuovo controller della memoria.
L'Hyper-Z III si compone essenzialmente di:
Hierarchical Z
questo passo è compiuto dopo il setup dei triangoli e prima del rendering. Vengono analizzati tutti i pixel ed eliminati quelli nascosti alla vista da altri punti dell'immagine
Z-Compression
le coordinate Z dei punti di un'immagine vengono compresse con uno specifico algoritmo capace di dare un rapporto fra dati da comprimere e dati compressi di 24:1
Fast Z-Clear
dopo il rendering di un frame e prima del rendering del seguente, lo Z-Buffer deve essere ripulito. Il Fast Z-Clear può eseguire questa operazione 50 volte più velocemente che gli altri processori grafici, consentendo un guadagno di tempo e, di conseguenza, di prestazioni.
Questa tecnica è affiancata dal nuovo controller che gestisce l'accesso alla memoria. Questo controller è sostanzialmente un incrocio fra il controller del Matrox Parhelia e la gestione della RAM del nVIDIA GeForce4. Il canale a 256 bit DDR è diviso in 4 singoli canali da 64 bit ciascuno e gestito in maniera incrociata da altrettanti mini-controller. Cosa comporta questa divisione del canale? Che si può realisticamente attendere il passaggio di più dati così da soddisfare più richieste per ogni ciclo di clock. Pensate ad un canale unico da 256 bit gestito da un singolo controller. Grazie all'utilizzo congiunto dell'Hyper-Z III e del nuovo controller della memoria, le prestazioni del nuovo Radeon 9700 possono crescere enormemente.
Truform 2.0
Il Truform è la tecnica ideata da ATi per il rendering delle superfici di Bezier, supportate dalle DirectX 8 in poi. Esistono 2 metodi di rendering: l'utilizzo delle N-Patches e le Superfici Polinomiali. La prima soluzione è stata scelta da ATi ed implementata nel Radeon 8500. Grazie al Truform, i triangoli che compongono un personaggio in una scena 3D sono suddivisi in numerosi poligoni più piccoli e posizionati in rilievo rispetto al piano del triangolo originale, fino a formare una superficie curva. In questo modo il soggetto appare meno squadrato e con profili più morbidi e naturali. Inoltre, come già detto, il Truform è compatibile anche con i programmi che non supportano le superfici di Bezier, così che se la VPU deve renderizzare una superficie ricorrendo alla tecnica classica è in grado di farlo. La nuova versione introdotta nel Radeon 9700 presenta una versione evoluta di tale tecnica, capace di gestire anche più livelli di tassellazione dell'immagine e di poter gestire anche le displacement mapping, che saranno introdotte nelle nuove DirectX 9.0.
VideoShader
Questa nuova tecnica del Radeon 9700 è utilizzata per migliorare la qualità grafica delle immagini durante la riproduzione dei filmati. Raggruppa sia la tecnica di rimozione del disturbo dell'immagine dai filmati catturati sia la procedura denominata FullStream, che consiste nel far passare il filmato in riproduzione direttamente dalla pipeline 3D per potersi avvantaggiare dei benefici dell'unità Pixel Shader per rimuovere l'aspetto "a blocchi" che assumono le immagini dei filmati troppo compressi. Al momento, questa tecnica è disponibile solo per i film in formato RealPlayer.

Analizzate le nuove caratteristiche del Radeon 9700, non possiamo non soffermarci un istante sulla VPU vera e propia. ATi ha compiuto un lavoro veramente immane, riuscendo a concentrare in un singolo chip ben 107 milioni di transistor, un numero veramente elevato se pensate che il processo produttivo è il comune 0,15 µm e non il più raffinato a 0,13 µm (non ancora disponibile presso le fabbriche di TMSC da cui ATi si serve per la produzione dei suoi chip) e per le frequenze di funzionamento, superiori a 300 MHz. Se prendiamo, come paragone, il GeForce4, nVIDIA ha implementato solo 63 milioni di transistor ed ha impostato un clock di 300 MHz. Anche Matrox non ha fatto meglio, nonostante le tante features integrate nel suo nuovo Parhelia: arriva solo a 80 milioni di transistor. Inoltre, a causa del notevole fabbisogno energetico del core e per integrare il nuovo bus per le memorie a 256 bit, si è dovuto ricorrere a più di 1.000 pin, cosa che ha costretto ATi, prima fra i produttori di chip grafici, ad utilizzare il package FC-BGA normalmente utilizzato per le CPU, grazie anche al fatto che questo package permette un raffreddamento più efficace.
L'elevato numero di transistor del Radeon 9700 è frutto soprattutto del nuovo SmartShader 2.0 con 8 pipeline di rendering e dell'unità Pixel Shader in virgola mobile, come potete vedere dallo schema sottostante, in cui è raffigurata la die del Radeon 9700 divisa in aree specifiche:

Le schede ed il futuro (Radeon 9500)
Le schede che saranno offerte da ATi avranno questi prezzi:
ATi Radeon 9700: 399$, 399€, con uscita DVI, TV e VGA e 128 MB di memoria DDR
ATi Radeon 9000 Pro: 149$, 149€, con uscita DVI, TV e VGA e 64 MB di memoria DDR
ATi Radeon 9000: 109$, 109$, con uscita DVI, TV e VGA e 64 MB di memoria DDR

Per quanto riguarda la disponibilità, si parla di Agosto per le Radeon 9000 e 9000 Pro mentre di Settembre per le Radeon 9700, ovviamente riferendosi al mercato italiano. Per quanto riguarda il "target" di questi prodotti, le Radeon 9000 e 9000 Pro sostituiranno lentamente le attuali Radeon 8500 e Radeon 8500LE punteranno a contrastare le GeForce4 MX mentre le Radeon 9700 dovranno sfidare attualmente il GeForce4 ma nell'immediato futuro il nuovo nVIDIA NV30, atteso in autunno.
Una sola nota sulla scelta commerciale effettuata da ATi. Come potete vedere, si tratta di soluzioni "estremistiche", nel senso che a schede economiche come le Radeon 9000 si contrappone un prodotto dal prezzo non proprio a portata di tutti, il Radeon 9700. Questo svela anche una futura mossa di ATi, l'introduzione del Radeon 9500 (probabile nome), alias RV300V (probabile nome in codice), versione depotenziata (forse solo 4 pipeline di rendering) dell'R300 e destinata proprio a riempire la fascia di prezzo intermedia, vale a dire tra i 200 ed i 300$/€. Derivando direttamente dall'R300, supporterà le DirectX 9.0 così da rappresentare, comunque, sempre una scelta abbastanza vantaggiosa rispetto al più "arcaico" RV250. L'introduzione di questo nuovo chip dovrebbe essere fatta tra qualche mese.
ciao ciao
Neo non è connesso   Rispondi citando
Vecchio 07-08-2002, 22.41.25   #2
Niger
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Complimenti per la tua recensione di queste due sk video, tra poco sei pronto per andare a lavorare con l'azienda canadese e sarai l'addetto alle recensioni.

Secondo te il 9700 potra tenere testa al NV30????

P.S. ma quanto ci hai messo a scrivere tutta quellla roba??
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Niger non è connesso   Rispondi citando
Vecchio 09-08-2002, 13.58.16   #3
Joshua
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Mi associo a Niger per i complimenti

Citazione:
Secondo te il 9700 potra tenere testa al NV30????
Di sicuro dal punto di vista del rapporto qualità/prezzo. Non però in termini di potenza bruta: bisogna infatti ricordare che l'R300 che si avvia a debuttare anche sul mercato europeo è frutto di un processo produttivo "ancora" a 0.15 micron mentre l'nV30 è in questo senso più evoluto (0.13 micron) ed ha dalla sua pertanto valori più elevati per le frequenze di clock.

Ciao

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