ATI-Radeon-HD-2000-Serie

Die Radeon-HD-2000-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips des Unternehmens AMD und Nachfolger der Radeon-X1000-Serie. Sie ist damit die sechste Generation der Grafikprozessoren mit dem Namen ATI Radeon. Alle Grafikprozessoren dieser Serie unterstützen Pixel-, Geometrie- und Vertexshader 4.0 nach DirectX 10. Die mobilen Grafiklösungen werden als ATI-Mobility-Radeon-HD-2000-Serie vermarktet. Abgelöst wurde sie von der ATI-Radeon-HD-3000-Serie.

Geschichte

Radeon HD 2400 XT von Sapphire mit passiver Kühlung

Die Architektur der R600-Grafikprozessoren und deren Derivate, welche in der Radeon-HD-2000-Serie zum Einsatz kommen, ist, obwohl sie noch nie in Grafikkarten für PCs verwendet wurde, nicht völlig neu. Sie basiert im Grundsatz auf der Xenos-Architektur der Grafikprozessoren der Xbox 360, welche den Codenamen R400 trugen. Zu dem Zeitpunkt, als die Architektur für die Xbox 360 erstellt wurde, war es geplant, auch die Desktop-Variante auf dieser Architektur zu erstellen. Diese Idee wurde dann allerdings verworfen, und sowohl die Radeon-X-Serie als auch die Radeon-X1000-Serie entstanden noch auf Grundlage der zweiten Radeon-Architektur, welche ab der Radeon-8000-Serie verwendet wurde.

Nach den ersten Planungen von AMD sollte die Radeon-HD-2000-Serie noch vor Weihnachten 2006 veröffentlicht werden. Dieser Termin konnte allerdings nicht gehalten werden, tatsächlich wurde sie sowohl nach Windows Vista (mit welchem DirectX 10 eingeführt wurde) als auch nach Nvidias Konkurrenzserie GeForce 8 eingeführt. Nvidia schaffte es sogar, nicht nur die High-End-Modelle vor AMD zu präsentieren, sondern auch die Mainstream-Karten wurden im April 2007, und somit noch vor dem Erscheinen der HD-2000-Serie, vorgestellt und verkauft.

Im Gegensatz zur Konkurrenz stellte AMD am 14. Mai 2007 dann nicht nur das High-End-Modell (HD 2900 XT) vor, sondern präsentierte ebenfalls die technischen Daten der Mainstream-Grafikkarten (HD 2600) und der Low-End-Grafikkarten (HD 2400). Sofort verkäuflich war allerdings nur die Radeon HD 2900 XT.

Überraschenderweise stellte AMD das Topmodell zum Launch der HD-2000-Serie, die Radeon HD 2900 XT nicht gegen die Topmodelle Nvidias, der GeForce 8800 Ultra oder GTX, sondern preislich und leistungsmäßig nur gegen die etwas langsamere 8800 GTS. In dieser Hinsicht konnte die Radeon HD 2900 XT nicht in allen Punkten überzeugen. Zudem besitzt die Radeon HD 2900 XT eine sehr hohe Leistungsaufnahme, die alle zum Zeitpunkt der Vorstellung am Markt befindlichen – auch schnelleren – Desktop-Grafikkarten übertrifft. Der im August 2007 erschienene Catalyst-7.8-Treiber brachte etwas mehr Leistung unter AA und AF. Der Catalyst 7.10 (Oktober 2007) beseitigte weitere Treiberfehler (wenn auch nicht alle) unter Windows Vista und steigerte die Leistung bei Crossfire-Systemen. Ein von manchen erhoffter oder erwarteter „Wundertreiber“ der die Leistung der HD 2900 XT auf ein Niveau bringt, das der hohen Leistungsaufnahme entspricht, blieb aber aus.

Am 28. Juni 2007 folgte dann auch die komplette Vorstellung der Mainstream- und Low-End-Grafikkarten, was sich unter anderem in dem Fall der Verschwiegenheitserklärungen (NDAs) für Benchmarks widerspiegelte. Die ersten in 65-nm-Fertigungstechnik produzierten Grafikprozessoren waren in Sachen Leistungsaufnahme genau das Gegenteil der Radeon HD 2900 XT: Für DirectX-10-Grafikkarten stellte die HD-2400-Serie neue Rekordwerte in Sachen niedriger Leistungsaufnahme auf, doch auch die HD-2600-Serie war sehr genügsam. In den auf diesen Serien genutzten Grafikprozessoren ist auch zum ersten Mal der Unified Video Decoder eingebaut, über den Filmmaterial ohne große Prozessorlast über die Grafikkarten decodiert werden kann.

Im Herbst 2007 folgten dann weitere Ergänzungen der Produktpalette. Zunächst wurde im September die Radeon HD 2600 XT X2 von den Boardpartnern präsentiert. Für diese Grafikkarte wurde ein völlig neues Platinenlayout entwickelt, da sie über zwei Grafikprozessoren auf einer Grafikkarte verfügt. Dies spiegelte sich auch im Verkaufspreis wider, weswegen verhältnismäßig wenig Chargen produziert wurden. Da AMD Anfang 2008 mit der Radeon HD 3870 X2 eine Dual-Grafikchip-Karte im High-End platzierte, dürften auch die durch die Entwicklung gewonnenen Erfahrungen ein Argument gewesen sein, diese zu produzieren.

Da Ende 2007 mit dem RV670 (HD-3800-Serie) der Nachfolger des R600 anstand, führte AMD im Herbst 2007 noch die Radeon HD 2900 Pro sowie die Radeon HD 2900 GT ein, über die die Lagerbestände an R600-Chips verkauft werden sollten. Sie basierten auf demselben Platinen-Layout wie die Radeon HD 2900 XT und wurden auch mit derselben Kühlerkonstruktion ausgestattet. Aufgrund der Platzierung als Produkt zum Ausverkauf des R600 waren beide Grafikkarten sehr preisgünstig angesetzt und nur kurz am Markt.

Technisches

Unified Shader

Wie auch bei Nvidias Konkurrenzserie kommen bei der Radeon-HD-2000-Serie erstmals Unified Shader zum Einsatz. Die Evolution der Technik hat dazu geführt, dass man nicht mehr wirklich nach Quads im herkömmlichen Sinne unterscheiden kann, da es keine Rendering-Pipelines mehr gibt, Verbundeinheiten existieren jedoch weiterhin. Die Aufgaben der Pixelpipelines, Vertex- und Pixel-Shader aus den Rendering-Pipelines übernehmen jetzt sogenannte Streamprozessoren (SPs) mit.

Diese unterscheiden sich im Vergleich zur Konkurrenz jedoch deutlich: Je fünf Streamprozessoren werden zu einer Shadereinheit zusammengefasst. Von diesen Quintetts bilden wiederum je nach Modell vier bis 16 Stück einen Shader-Cluster, der folglich aus 20, 40 oder 80 Streamprozessoren besteht. Innerhalb einer Shadereinheit können alle Streamprozessoren Multiplikations- und Additions-Operationen (MAD) durchführen, einer hat jedoch zusätzlich die Fähigkeit transzendente Funktionen (z. B. Sinus- und Logarithmusberechnungen) durchzuführen. Diese fünf Streamprozessoren können unabhängig voneinander skalare Befehle ausführen, was AMD als „superskalar“ bezeichnet. Gleichzeitig arbeiten sie jedoch auch parallel, was zur Folge hat, dass kein Streamprozessor eine Operation berechnen kann, die vom Ergebnis einer Operation eines anderen Streamprozessors in dieser Shadereinheit abhängig ist. Dies kann zur Folge haben, dass einzelne Streamprozessoren leerlaufen, sofern der Treiber keine anderen sinnvollen Berechnungen findet und somit die theoretische maximale Leistungsfähigkeit des Grafikprozessors nicht ausgenutzt werden kann.

Die Textureinheiten (TMUs) sind parallel zu den Shaderclustern angeordnet und bilden einen TMU-Cluster. Die Anzahl der TMUs entspricht dabei der Größe der Shadercluster. Das heißt, die GPU mit kleinen Shaderclustern (RV610) besitzt 4 TMUs, die mit mittlerer Clustergröße 8 TMUs und R600 schließlich 16 TMUs. Dieses ermöglicht bei der R600-Architektur das Shader/TMU-Verhältnis recht fein zu wählen bzw. Textur- und Shaderleistung in gewissen Grenzen unabhängig voneinander zu gestalten.

Grafikprozessoren

Innerhalb der Radeon-HD-2000-Serie kommen unterschiedliche Grafikprozessoren zum Einsatz, die sich hinsichtlich der 3D-Fähigkeiten unterscheiden.

Grafik- chip	Fertigung			Einheiten						DirectX / OpenGL Version	Video- prozessor	Schnitt- stelle
	Prozess	Transi- storen	Die- Fläche	ROPs	Unified-Shader			Textureinheiten
					Stream- prozessoren	Shader- Einheiten	Shader- Cluster	TAUs	TMUs
RV610	65 nm	180 Mio.	082 mm²	04	040	08× 5D-VLIW	2	08	04	10.0 / 3.3	UVD 1.0	PCIe
RV630	65 nm	390 Mio.	153 mm²	04	120	24× 5D-VLIW	3	16	08		UVD 1.0
R600	80 nm	720 Mio.	408 mm²	16	320	64× 5D-VLIW	4	32	16		-

Namensgebung

Alle Grafikkarten werden mit einer vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit „HD 2“ beginnen. Die zweite Ziffer teilt dann die Familie in verschiedene Marktsegmente auf. Die dritte und vierte Ziffer dienen einer weiteren Diversifizierung. Weiterhin sind diese Modelle nochmals in verschiedene Varianten unterteilt. Diese werden mit einem entsprechenden Kürzel hinter der Modellnummer gekennzeichnet.

Aufteilung:

• HD 29xx: Performance und High-End
• HD 26xx: Mainstream
• HD 24xx: Low-End

Buchstabenkürzel:

• GT – Budgetversion eines Chips mit deaktivierten Streamprozessoren
• Pro – Standardversion eines Chips, im Vergleich zur XT niedrige Taktraten und teils langsamerer Speicher
• XT – leistungsfähige Version in allen Segmenten

Modelldaten

Modell	Offizieller Launch	Grafikprozessor (GPU)							Grafikspeicher				TDP (Watt)
		Typ	Aktive Einheiten					Takt (MHz)	Größe (MB)	Takt (MHz)	Typ	Speicher- interface
			ROPs	Shader- Cluster	Stream- prozessoren	TAUs	TMUs
Radeon HD 2350	28. Jun. 2007	RV610	4	2	40	8	4	525	128 256	400	DDR2	64 Bit	25
Radeon HD 2400 Pro		RV610	4	2	40	8	4	525	128 256	400	DDR2	64 Bit	25
Radeon HD 2400 XT		RV610	4	2	40	8	4	700	256	700	GDDR3	64 Bit	25
Radeon HD 2600 Pro		RV630	4	3	120	16	8	600	256 512	400	DDR2	128 Bit	45
Radeon HD 2600 XT		RV630	4	3	120	16	8	800	256 512	700	GDDR3	128 Bit	50
										1100	GDDR4
Radeon HD 2600 XT X2	26. Sep. 2007	2×RV630	2×4	2×3	2×120	2×16	2×8	800	2×256 2×512	700	GDDR3	2×128 Bit	100
Radeon HD 2900 GT	6. Nov. 2007	R600	8	3	240	32	16	600	256	800	GDDR3	256 Bit	150
Radeon HD 2900 Pro	25. Sep. 2007	R600	16	4	320	32	16	600	512	800	GDDR3	256 Bit	200
											GDDR3	512 Bit
									1024	925	GDDR4
Radeon HD 2900 XT	14. Mai 2007	R600	16	4	320	32	16	742	512	828	GDDR3	512 Bit	215
									1024	1000	GDDR4

Hinweise

• Die angegebenen Taktraten sind die von AMD empfohlenen bzw. festgelegten. Allerdings liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
• Angaben in runden Klammern bedeuten, dass es gebräuchliche Retail-Versionen von verschiedenen Herstellern mit dieser Ausstattung gibt, diese aber nicht als Referenzdesign in öffentlichen AMD-Dokumenten gelistet sind.
• Mit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.
• Die TDP-Angaben des Herstellers können von den realen maximalen Leistungsaufnahmen abweichen.

Leistungsdaten

Für die jeweiligen Modelle ergeben sich folgende theoretische Leistungsdaten:

Modell	Grafikprozessor/-speicher
	Rechenleistung der Stream- Prozessoren in GFlops	Pixel- füllrate in GPixel/s	Texel- füllrate in GTexel/s	Daten- übertragungs- rate in GB/s
Radeon HD 2350	042	02,1	02,1	006,4
Radeon HD 2400 Pro	042	02,1	02,1	006,4
Radeon HD 2400 XT	056	02,8	02,8	011,2
Radeon HD 2600 Pro	144	02,4	04,8	012,8
Radeon HD 2600 XT	192	03,2	06,4	022,4
				035,2
Radeon HD 2900 GT	288	07,2	07,2	051,2
Radeon HD 2900 Pro	384	09,6	09,6	51,2
				102,4
				118,4
Radeon HD 2900 XT	474,88	11,8	11,8	105,98
				128

Hinweise:

• Die angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixelfüllrate, die Texelfüllrate und die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.
• Die Rechenleistung über die Streamprozessoren sind nicht direkt mit der Leistung der Nvidia-Geforce-8-Serie vergleichbar, da diese auf einer anderen Architektur aufbaut, welche anders skaliert.

Weblinks

• Offizielle Produktseite (Memento vom 8. Februar 2010 im Internet Archive)
• ATI Radeon HD 2900 XT Review (www.3dcenter.de) (inkl. Betrachtungen über die neue Architektur)

Einzelnachweise

Radeon-Serien des Herstellers AMD (früher ATI Technologies)

Siehe auch: ATI Mobility Radeon und AMD Radeon M