ATI Radeon HD 4000

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
Radeon HD 4000 系列
代號 Wekiva
發佈日期 2008年
低端GPU RV710(4300、4500)
中端GPU RV730(4600)
RV740(4700)
高端GPU RV770 (4850、4870)
R700(4850 X2、4870 X2)
RV790 (HD 4890)
Direct3D版本 Direct3D 10.1、Shader Model 4.1
前代产品 Radeon HD 3000系列
后继产品 Radeon HD 5000系列

ATI Radeon HD 4000系列,其显示核心代号Radeon R700,由AMDATI)研发并推出。Radeon HD 4000系列的第一款產品是RV770顯示核心,採用此晶片的顯示卡名為Radeon HD 4850,有800個流處理器。而核心頻率更高的HD 4870及HD 4890緊隨其後,更率先採用GDDR5作為顯示記億體。最高端顯示卡採用R700核心,是一款雙晶片顯示卡產品,名為HD 4870 X2。

背景[编辑]

與之前的系列不同,首發的Radeon R700顯示卡只是中端產品。這與AMD調整策略有關。過往,AMD往往在高端市場落後於NVIDIA。此次,AMD在中端市場主動出擊,原因是該市場佔用家群一個較大的比例,利潤亦會較高。而對手NVIDIA方面,雖然推出了性能比較強的GTX 200系列顯示卡,但性價比明顯比R700不足。以往的顯示卡開發,是先研製旗艦級產品,再將此功能削減,成為中端和低端顯示卡。面對著顯示核心的架構愈來愈複雜,研發的成本和時間亦愈來愈高。另外,高端產品的市場比較細,產品往往只是技術的演示。而ATI在過往與NVIDIA競爭的過程中,經常錯過適當的發佈時間,不只輸掉高端市場,亦減慢了中低端顯示卡的發佈。

在AMD收購ATI後,市場策略亦開始調整。今次,公司只會研發針對主流市場的顯示卡,高端顯示卡則由雙核心顯示卡補上,例如Radeon HD 4870 X2。

架構[编辑]

整體的架構與上一代相約,但作出了多方面的微調。與上一代顯示卡系列一樣,支援DirectX 10.1及Shader Model 4.1。RV770核心有9.56億個電晶體,採用55 nm製程製造。

SIMD(Single Instruction Multiple Data)[编辑]

同樣是SIMD架構,核心擁有多個SIMD核心。每一個SIMD核心有16個流處理器、獨立的纹理单元和L1快取。 由於取消了共用快取,各核心可以透過Global DataShare Unit互相溝通。而每個流處理器有5個ALU,換言之一個SIMD核心有80個ALU。與上一代不同,本次所有的ALU單元都可以作整數位元運算,可大大提升GPGPU應用的效能。RV770顯示核心有10個SIMD核心,合共擁有800個流處理器。

流處理器(Stream Processing Unit)[编辑]

RV770顯示核心擁有800個流處理器,是上一代RV670的2.5倍。流處理器的結構並沒有任何改變,只是數量上有所上升。每個流處理器有5個ALU,所有的ALU單元都可以作整數位元運算。流處理器的架構依然是4D+1D的結構,相對NVIDIA的全1D結構,雖然效率沒有那麼高,但架構簡單,可以輕易提升流處理器的數量。AMD方面,每一個流處理器內的5個ALU會共用一個指令发射端口;NVIDIA方面,一個ALU需要獨立的端口,難以有效提升流處理器的數量。

纹理单元(Texture Unit)[编辑]

每一個SIMD核心都擁有1組纹理单元,換言之RV770擁有10組纹理单元。每組纹理单元內有4个纹理寻址单元,16个32位元浮点纹理采样单元和4个纹理过滤单元。

快取(Cache)[编辑]

上一代的顯示核心,快取(Cache)是被所有的SIMD核心共享的。在R700顯示核心中,每一個SIMD核心都擁有獨立的Cache。這樣做可以降低延遲,提高效率。上一代SIMD可透過共用快取互相溝通,由於採用了獨立快取,所以AMD為每一個核心加裝了Global DataShare Unit,作SIMD互相溝通之用。

片內互聯[编辑]

AMD放棄了Ring Bus架構鏈接顯示記憶體,改用回傳統的Crossbar架構。因為縱使Ring Bus架構的結構簡單且可以優化,但延遲率高,亦要用更多的電晶體。最重要的是R600顯示Ring Bus架構對效能的幫助不明顯,

記憶體[编辑]

RV770的記憶體頻寬是256-bit,但使用GDDR5的話仍可以保持高速率。

光栅单元(Render Back-Ends)[编辑]

AMD重新設計了光栅单元,用來改善AA性能。亦取消了針對透明及霧化效果的運算單元。而AA算法仍然會交由Shader處理,憑著流處理器的數量是上一代的2.5倍,AA的性能亦有所提升。

CrossFire Sideport[编辑]

R700的GPU互聯架構

這一代的雙顯示核心設計仍使用PCI Express橋接晶片。此次使用的是PLX出品,功耗為3.8瓦的PEX 8647晶片,這塊晶片支援PCIe 2.0,允許兩顆GPU運作在相同的PCIe插槽但擁有兩倍於前代產品(Radeon HD 3870 X2)的頻寬。但AMD在此代顯示核心上還內建了一個新的「CrossFire X Sideport」,用來協調多個顯示核心之間的通訊[1],提供額外5GB/s且全雙工的GPU間資料傳送頻寬,增進圖形效能。如此一來兩個GPU間的總頻寬達到了21.8GB/s。籍此AMD利用兩顆顯示核心,組成一張顯示卡,用作對抗NVIDIA的高端產品。所以增加CrossFire的效能和效率就變得重要。在這一點上,CrossFire X Sideport內聯器從未被啟用,在任何支援CrossFire的驅動程式上。

UVD2(Unified Video Decoder 2 )[编辑]

相對第一代的UVD,UVD2可以解碼更高码率和分辨率的影片。另外,與NVIDIA的新PureVideo一樣,可以支援兩段影片同時解碼,方便提供畫中畫功能。新增Dynamic Contrast技術,用來提升影片的光暗對比。另外,顯示核心依然集成了音效卡,支援聲道由5.1升級到7.1,支援AC3DTS,亦追加對LPCM的支援。

Radeon HD 4550/4350會支援UVD 2.2。[2] 提高對高清影片格式的兼容性,支援新一代的影像輸出。

AVT(Accelerated Video Transcoding)[编辑]

利用AVT技術,使用者可以利用R700顯示核心,編碼1080p的高清影片,這相當於GPGPU的一種應用。

其他技術[编辑]

GPGPU[编辑]

AMD選擇了開放標準,例如苹果電腦推廣的OpenCL,以至DirectX,或者AMD自家的Brook +。AMD認為NVIDIA的CUDA是閉源標準,最终都会失败。

物理引擎[编辑]

AMD宣佈与Havok合作共同优化在AMD四核心处理器下的游戏物理运算的表现,并表示会共同研究将来让顯示卡支援Havok物理引擎。有第三開發者聲稱,PhysX物理引擎可以在R700核心上實現。而NVIDIA就盡全力幫助那一位程式員,讓R700核心支持CUDA技術,藉此讓核心支援PhysX物理引擎。[3]

GDDR5[编辑]

Radeon HD 4870將會利用GDDR5作為顯示記憶體,是業界首次採用GDDR5裝備顯示卡。相對而言,NVIDIA就顯得比較保守,只採用GDDR3記憶體,但可以保證產品發佈順利,亦提供足夠的頻寬。對上一次,ATI亦率先採用GDDR4作為X1950 XTX顯示卡的記憶體,但由於頻率提升有限,並未能為新產品提供更大的頻寬。而GDDR5的頻寬更大,功耗更低,亦符合AMD對節能的要求。

但由於GDDR5始終是新技術,所以開始的時候不能大量上市,亦耽誤了HD 4870顯示卡的發佈。而AMD放棄了Ring Bus記憶體架構,採用GDDR5記憶體是迫不得已的做法。

PowerPlay[编辑]

這是一個電源管理技術,RV670將它首次引入到桌面市場中。而在R700顯示核心中,有關的技術亦得到升級。例如,顯示核心可以自行關閉不在工作中的處理單元,亦可以調整核心的電壓和頻率。顯示記憶體方面,就只有頻率可以調整。

產品[编辑]

Radeon HD 4800[编辑]

最先推出的是Radeon HD 4850顯示卡,目標是中端市場,擁有800个流处理器,採用GDDR3顯示記憶體。比較高端的Radeon HD 4870 亦在其後推出,除核心頻率有所提升,更採用GDDR5顯示記憶體。另外,由於RV770的核心頻率還有提升的空間,預計有廠商會推出超頻版本的RV770顯示卡,用來與GTX 280顯示卡競爭。

旗艦型號Radeon HD 4870 X2已於2008年8月12日推出,採用雙顯示核心設計,對手是NVIDIA的GeForce GTX 280,而實際效能比nVidia Geforce GTX 280顯示卡更強,後來NVIDIA推出GeForce GTX 295方能戰勝之。顯示核心亦集成了CrossFire Sideport元件,兩個顯示核心可以雙向5GB/s的頻寬互相連結。[4] 橋接晶片方面,採用了PEX8647,支援PCI-E 2.0。[5]

這個系列最低端的是Radeon HD 4830,它有640個流處理器,對手是GeForce 9800 GT。[6]

AMD於2009年4月2日(原為4月6日,之後推遲到9日,最後由於產品提早在3月底發售,所以正式的官方發佈時間定為4月2日)[7] 推出使用RV790核心的Radeon HD 4890,規格與Radeon HD 4870相似,但運作頻率更高。對手是NVIDIA的GeForce GTX 275。RV790核心並不是單純的RV770核心超頻版本,還額外增加了300万个晶体管[8]

AMD於中國內地市場推出Radeon HD 4860,使用RV790核心,只擁有640個流處理器,採用512MB GDDR5顯示記憶體,由於以高時脈運作,所以效能與Radeon HD 4870接近。

Radeon HD 4700[编辑]

ATI Radeon HD 4770顯示卡

Radeon HD 4770於2009年4月推出,使用AMD首款40nm繪圖核心RV740,擁有640個流處理器,128bit顯示記憶體介面,但採用GDDR5顯示記憶體,以免記憶體頻宽不足。核心時脈750MHz,記憶體時脈3200MHz。效能較Radeon HD 4830優勝,部份測試成績甚至與Radeon HD 4850相近。由於需求高加上台積電的40nm晶片生產良率欠佳,造成市面上長期缺貨,相同級別需要由Radeon HD 4850降價接替。

Radeon HD 4600[编辑]

  • Radeon HD 4670 - 核心頻率為750MHZ,採用GDDR3顯示記憶體,頻率為1800MHz(容量是512/1024 MB)。核心擁有320个流处理器,但顯示記憶體頻宽仅有128bit,规格参数与HD3850 128-bit(HD3690)相似[9]
  • Radeon HD 4650 - 核心頻率比4670慢,採用GDDR2顯示記憶體。

Radeon HD 4550[编辑]

ATI Radeon HD 4550顯示卡
  • Radeon HD 4550 - 有80個流處理器,採用GDDR3顯示記憶體,頻寬只有64-bit。

Radeon HD 4350[编辑]

  • Radeon HD 4350 - 與HD 4550同樣有80個流處理器,但只採用GDDR2顯示記憶體。對手是GeForce 9400 GT。

FireStream 9000[编辑]

GPGPU產品方面,AMD會推出基於RV770核心的FireStream 9250。它支援雙精度和64位元浮點運算。

顯示核心規格列表[编辑]

桌上型[编辑]

獨立顯示核心[编辑]

型號 發布日期 開發代號 製程 (nm) 電晶體數量 (百萬) 晶片面積 (mm2) 匯流排介面 顯示記憶體容量 (MiB) 時鐘頻率 核心佈置 填充率 顯示記憶體類型 運算效能
GFLOPS
熱設計功耗 (W) GFLOPS/W
單精度浮點
運算能效
API支援 (版本) 發售價格 (美元)
核心 (MHz) 記憶體 (MHz) 像素 (GP/s) 材質 (GT/s) 記憶體頻寬 (GB/s) 匯流排類型 記憶體位寬 (位元) 單精度浮點數 雙精度浮點數 空載 滿載 DirectX OpenGL OpenCL
Radeon HD 4350 2008年9月30日 RV710 55 242 73 PCIe 2.0 x16
PCIe 2.0 x1
AGP 8x
256
512
1024
575 500 80:8:4 2.3 4.6 6.4 DDR2 64 92 20 4.6 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4550 2008年9月30日 RV710 55 242 73 PCIe 2.0 x16 256
512
1024
600
600
600
800
80:8:4 2.4 4.8 6.4
12.8
DDR2
GDDR3
64 96 25 3.84 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4650 2008年9月10日 RV730 PRO 55 514 146 PCIe 2.0 x16
AGP 8x
256
512
1024
600
650
400-500
500
700
320:32:8 4.8
5.2
19.2
20.8
12.8-16.0
16.0
22.4
DDR2
GDDR3
GDDR4
64
128
384
416
48 8.0
8.7
10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4670 2008年9月10日 RV730 XT 55 514 146 PCIe 2.0 x16
AGP 8x
512
1024
750
750
400-500
900
1000
320:32:8 6.0 24.0 12.8-16.0
28.8
32.0
DDR2
GDDR3
GDDR4
128 480 59 8.14 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4730 2009年6月8日 RV770 CE 55 956 256 PCIe 2.0 x16 512 700
750
900
900
640:32:8 5.6
6.0
22.4
24.0
28.8 GDDR3 128 896
960
179.2
192
110 8.15 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4770 2009年4月28日 RV740 40 826 137 PCIe 2.0 x16 512 750 800 640:32:16 12 24 51.2 GDDR5 128 960 192 80 12 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4830 2008年10月21日 RV770 LE 55 956 256 PCIe 2.0 x16 512
1024
575 900 640:32:16 9.2 18.4 57.6 GDDR3
GDDR4
256 736 147.2 95 7.75 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4850 2008年6月25日 RV770 PRO 55 956 256 PCIe 2.0 x16 512
1024
2048
625 993 800:40:16 10 25 63.55 GDDR3
GDDR4
256 1000 200 110 9.09 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4860 2009年9月9日 RV790 GT 55 959 282 PCIe 2.0 x16 512
1024
700 750 640:32:16 11.2 22.4 96 GDDR5 256 896 179.2 130 6.89 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4870 2008年6月25日 RV770 XT 55 956 256 PCIe 2.0 x16 512
1024
2048
750 900 800:40:16 12 30 115.2 GDDR5 256 1200 240 150 8 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4890 2009年4月2日 RV790 XT 55 959 282 PCIe 2.0 x16 1024
2048
850 975 800:40:16 13.6 34 124.8 GDDR5 256 1360 272 190 7.16 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4850 X2 2008年11月7日 R700 55 956x2 256x2 PCIe 2.0 x16 512x2
1024x2
625 993 800:40:16 ×2 2× 10 2× 25 2× 63.55 GDDR3 256x2 2000 400 250 8 10.1 3.3 1.0 ?
Radeon HD 4870 X2 2008年8月12日 R700 55 956x2 256x2 PCIe 2.0 x16 1024x2 750 900 800:40:16 ×2 2× 12 2× 30 2× 115.2 GDDR5 256x2 2400 480 286 8.39 10.1 3.3 1.0 ?

1 統一渲染單元數量 : 紋理對映單元數量 : 渲染輸出單元數量
2GDDR5顯示記憶體的資料傳送速率是其時鐘頻率的4倍,而非其它DDR記憶體的兩倍
3熱設計功耗(TDP)數值來源於超微官方資料。不同廠商的非公版顯示卡電路板設計會使得實際TDP數值和官方資料的有所不同。
4全部型號帶有UVD2、ATI PowerPlay功能

整合式顯示核心[编辑]

這一列表是Radeon HD 4000中內建於AMD晶片組系列的型號,整合這些型號的晶片組有700系列800系列以及900系列(980G,實際是880G的更名版本)。這些型號全部支援DirectX 10.1以及OpenGL 3.3。

型號 發布日期 開發代號 圖形核心 製程 (nm) 電晶體數量 (百萬) 晶片面積 (mm2) 匯流排介面 記憶體容量3 (MiB) 核心時脈2 (MHz) 核心佈置1 填充率 顯示記憶體類型 運算效能
GFLOPS
特性/備註
像素 (GP/s) 材質 (GT/s) FP32 (GP/s) 記憶體頻寬 (GB/s) 匯流排類型 有效時脈 (MHz) 記憶體位寬 (位元)
Radeon HD 4200 Graphics (785G晶片組) 2009年8月 RS880 RV620 55 >205 ~73 (~9 × 8.05) HT 3.0 最高可從系統記憶體佔用512 + 可選的專用128(即板載顯存) 500 40:4:4 2 2 1 20.8 (系統記憶體) + 2.6 (專用) HT (系統) + DDR2-1066 DDR3-1333 (專用) 1333 (專用) 16 (專用) 40 UVD2
Radeon HD 4250 Graphics (880G晶片組、980G晶片組) 2010年3月(880G)、2011年9月(980G) RS880 560 2.24 2.24 1.12 HT (系統) + DDR3-1333 (專用) 44.8
Radeon HD 4290 Graphics (890GX晶片組) RS880D 最多佔用系統記憶體512 + 專用128 700 2.8 2.8 1.4 56

1 統一渲染單元數量 : 紋理對映單元數量 : 渲染輸出單元數量
2ATI PowerPlay節電技術生效時,核心時脈在不同的使用場合時會有所不同。這個列表列出的時脈數值是官方宣稱的時脈值參數
3整合顯示核心的專用記憶體採用特別的sideport匯流排,用作顯示記憶體

行動型顯示核心[编辑]

這個列表除了獨立顯示核心以外,還包括整合於北橋晶片內的整合式顯示核心。

型號[10] 發布日期 型號代號 開發代號 製程 (nm) 匯流排介面 記憶體容量 (MiB) 時鐘頻率 (MHz) 記憶體時脈 (MHz) 核心佈置1 填充率 記憶體 API相容性 (版本) 運算能力
GFLOPs
備註
像素 (GP/s) 材質 (GT/s) 頻寬 (GB/s) 匯流排類型 匯流排位寬 (位元) DirectX OpenGL
Mobility Radeon HD 4200 2009年9月10日 未知 RV620 55 內建PCIe x16 1.1 可最多從系統記憶體中佔用512 500 800
(系統記憶體)
40:4:4 2 2 6.4/12.8 DDR2 DDR3 64/128 10.1 2.0 40 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4225 2010年5月1日 未知 RV620 55 內建PCIe x16 1.1 可最多從系統記憶體中佔用512 380 800
(系統記憶體)
40:4:4 1.52 1.52 6.4/12.8 DDR2 DDR3 64/128 10.1 2.0 30.4 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4250 2010年5月1日 未知 RV620 55 內建PCIe x16 1.1 可最多從系統記憶體中佔用512 500 800
(系統記憶體)
40:4:4 2 2 6.4/12.8 DDR2 DDR3 64/128 10.1 2.0 40 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4270 2010年5月1日 未知 RV620 55 內建PCIe x16 1.1 可最多從系統記憶體中佔用512 590 800
(系統記憶體)
40:4:4 2.36 2.36 6.4/12.8 DDR2 DDR3 64/128 10.1 2.0 47.2 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4330 2009年1月9日 M92 RV710 55 PCIe x16 2.0 512 450 600 80:8:4 1.8 3.6 9.6 DDR2
DDR3
GDDR3
64 10.1 3.3 72 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4530 2009年1月9日 M92 RV710 55 PCIe x16 2.0 512 500 700 80:8:4 2 4 11.2 DDR2
DDR3
GDDR3
64 10.1 3.3 80 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4550 2010年1月1日 M92 RV710 55 PCIe x16 2.0 512 550 700 80:8:4 2.2 4.4 11.2 DDR2
DDR3
GDDR3
64 10.1 3.3 80 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4570 2009年1月9日 M92 RV710 55 PCIe x16 2.0 512 680 800 80:8:4 2.72 5.44 12.8 DDR2
DDR3
GDDR3
64 10.1 3.3 108.8 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4650[11] 2009年1月9日 M96 RV730 55 PCIe x16 2.0 512
1024
500
550
600
800
320:32:8 4
4.4
16
17.6
19.2
25.6
DDR2
DDR3
GDDR3
128 10.1 3.3 320
352
UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4670[11] 2009年1月9日 M96-XT RV730 55 PCIe x16 2.0 512
1024
675 800 320:32:8 5.4 21.6 12.8
25.6
DDR2
DDR3
GDDR3
128 10.1 3.3 432 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4830[12] 2009年3月3日[13] M97 RV740 40 PCIe x16 2.0 512
1024
400/600
400/600
800/900
800/900
640:32:16 6.4/9.6
6.4/9.6
12.8/19.2
12.8/19.2
25.6/28.8
25.6/28.8
GDDR3
DDR3
128 10.1 3.3 512/768
512/768
UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4850[14] 2009年1月9日 M98 RV770 55 PCIe x16 2.0 1024 500 850
700
800:40:16 8 20 54.4
89.6
GDDR3
GDDR52
256 10.1 3.3 800 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4860[12] 2009年3月3日[13] M97 RV740 40 PCIe x16 2.0 1024 650 1000 640:32:16 10.4 20.8 64.0 GDDR52 128 10.1 3.3 832 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4870 2009年1月9日 M98-XT RV770 55 PCIe x16 2.0 512
1024
550 888
700
800:40:16 8.8 22 56.832
89.6
GDDR3
GDDR52
256 10.1 3.3 880 UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4870 X2 2009年1月9日 M98-XT RV770 55 PCIe x16 2.0 2048 550 700 2x [800:40:16] 2x 8.8 2x 22 2x 89.6 GDDR52 2x 256 10.1 3.3 2x 880 UVD2, PowerPlay 7.0
雙GPU解決方案

1 統一渲染單元數量 : 紋理對映單元數量 : 渲染輸出單元數量
2GDDR5顯示記憶體的資料傳送速率是其時鐘頻率的4倍,而非其它DDR記憶體的兩倍

參考文獻[编辑]

参见[编辑]

外部連結[编辑]