Vorwort

Dieser Artikel soll sich mit den kommenden Prozessoren des Chipentwicklers ATi auseinander setzen. ATi wurde vor 29 Jahren gegründet und hat besonders in den letzten 6 Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Heute zählt ATi zu den drei größten Grafikchipentwicklern weltweit. Besonders für den Konsumer-Markt sollten die kommenden ATi-Chips sehr interessant sein.

Produktion der Chips

Als erstes möchte ich ein wenig darauf eingehen, wie ATi die Entwicklung der verschiedenen Prozessorserien handhabt.

ATi entwickelt immer zwei Chipserien: Die R- und die RV-Serie. Die R-Chips sind die High-End-Chips von ATi. Hier versucht ATi auf Teufel komm raus mit den neuesten Techniken möglichst viel Leistung heraus zu holen. Bisher gab es folgende R-Prozessoren von ATi:

• R100 - Radeon 256 / Radeon 7200 Serie
• R200 - Radeon 8500 / Radeon 9100 Serie
• R300 - Radeon 9700 / Radeon 9500 Serie
• R350 - Radeon 9800 Serie
• R360 - Radeon 9800 XT

Neben der R-Prozessorserie bietet ATi jedoch noch die RV-Serie an. Hierbei handelt es sich um Prozessoren für den Mainstream und Low-Cost-Markt. Diese Chips verfügen meist über die Features der nächst älteren R-Prozessorserie und sind in der Leistung gegenüber ihren R-Kollegen ein wenig beschnitten. Bisher hatte ATi folgende RV-Prozessoren im Programm:

• RV100 - Radeon VE / Radeon 7000 Serie
• RV200 - Radeon 7500 Serie
• RV250 - Radeon 9000 Serie
• RV280 - Radeon 9200 Serie
• RV350 - Radeon 9600 Serie
• RV360 - Radeon 9600 XT

Zudem ist ATi ein Verfechter des Mottos: "Was kein absoluter Müll ist, wird auch nicht weggeschmissen." Die Ausbeute funktionierender Chips liegt leider nie bei 100%. Viele gefertigte Chips sind bereits nach der Fertigung defekt. Nur hier unterschiedet ATi zwischen Chips, die komplett oder zumindest sehr starke Defekte haben und Chips, in denen nur in gewissen Teilbereichen Defekte vorliegen. Ein R300 verfügt z.B. über gleich 8 Pixelpipelines, welche jeweils auch noch einen Pixel-Shader so wie eine TMU (Textureinheit) beherbergen. Wenn hier in bis zu vier Pipelines ein Defekt vorliegt, werden diese vier Pipelines einfach abgeschaltet und der Chip als abgespeckte Version verkauft. Dies ist auch der Grund dafür, dass die abgespeckten Versionen immer etwas nach der Einführung der Flagschiffe auf den Markt kommen.

ATis R3xx

Vor etwa 18 Monaten hat ATi den R300 veröffentlicht. Der R350, welcher vor knapp 11 Monaten auf den Markt kam, und der R360, welcher nach weiteren fünf Monaten folgte, waren alle zusammen nur Remakes des R300 und verfügen über eher leichte Verbesserungen gegenüber dem Original. Ein R360 ist bei selben Takt nur minimal leistungsfähiger als ein R300.

Technische Spezifikationen R300:

• Fertigung in 15 µm bei TSMC
• 8 Pixelpipelines [1]
• je eine TMU pro Pipeline
• je ein Pixel-Shader pro Pipeline
• 4 Vertex-Shader
• Pixel- und Vertex-Shader der Version 2.x
• 256-bittige Prozessoranbindung
• 256-bittige Speicheranbindung [1]

Der R4xx - Architektur und Fertigung

Nun aber zum eigentlichem Thema des Artikels, den neuen Chips.

R400

Schon zu Zeiten des R300 hat ATi bereits fleißig an einer neuen, noch besseren und leistungsfähigeren Architektur gearbeitet. Diese Prozessorarchitektur wurde R400 getauft. Sie sollte über Pixel- und Vertex-Shader der Version 3.0 verfügen und vermutlich mit 12 oder gar 16 Pixelpipelines ausgestattet werden. Des Weiteren vermutet man, dass man die Anzahl der Vertex Shader verdoppelt und nun auch mit mehreren TMUs pro Pipeline gearbeitet hat. Als quasi sicher galt eine Fertigung in nur 13 µm bei TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company).

Technische Spezifikationen R400:

• Fertigung in 13 µm bei TSMC
• 12-16 Pixelpipelines
• je zwei TMU pro Pipeline
• je ein Pixel-Shader pro Pipeline
• 8 Vertex-Shader
• Pixel- und Vertex-Shader der Version 3.0
• 256-bittige Prozessoranbindung
• 256-bittige Speicheranbindung

Sein erstes Tape Out sollte der R400 bereits im Sommer 2003 haben und ab genau diesem Zeitpunkt war der R400 sang- und klanglos "verschwunden". Stattdessen tauchte ein neuer Name in den Medien auf: "R420" hieß ATis neuester Chip auf einmal. Im Herbst 2003 erschien dann statt eines R400 ein R360 um die entstandene Lücke zu füllen.

Zum R420 gibt es nun aber ganz neue Informationen, die so gar nicht in das Bild des R400 passen. Der R420 ist ähnlich wie der R350 und der R360 ein weiterer Chip, welcher auf die R300-Architektur aufbaut und mitnichten über eine eigene neue Architektur verfügt. Allerdings sollte man hier differenzieren. Zwar wird der R420 weiterhin auf die alte R300 Architektur setzen, aber im Gegensatz zu den beiden Remakes R350 und R360 über zahlreiche Änderungen verfügen.

Die wohl wichtigste Änderung des R420 gegenüber dem R300 ist wohl die Fertigung in 13 µm, welche trotz höherer Transistorenanzahl einen höheren Takt ermöglichen soll. Des Weiteren wurde die Anzahl der Vertex-Shader von vier auf sechs aufgestockt. Auch an den Pixelpiplines soll man einiges gedreht haben. Mehrere TMUs pro Pipeline wären hier nicht auszuschließen. An den Shadern selber wird sich aber wohl nicht sehr viel ändern. Sowohl Pixel- als auch Vertex-Shader werden weiterhin der Version 2.x entsprechen.

Dies klingt im ersten Moment vielleicht etwas verwunderlich, hat aber Methode. Die Shader in Version 3.0 liegen noch innerhalb der DirectX 9-Spezifikationen. Selbst ob DirectX 9.1 (welches es unter Umständen aber nie geben wird) Vertex- und Pixel-Shader der Version 3.0 benötigt ist noch sehr ungewiss. Da für die DirectX 10-API Shader der Version 4.0 erforderlich wären sind die v3.0-Shader auch hier eher unnütz. Momentan ist eher davon auszugehen, dass die Shader der Version 3.0 eine ähnlich bedeutungslose Rolle einnehmen werden wie die Shader 1.4 und 1.3, welche vor geraumer Zeit für die DirectX 8.1-API von Nöten waren. In die ATis R300-Architektur Shader der Version 3.0 zu integrieren würde aber wohl einem Aufwand gleichkommen, der in keinem Verhältnis zum Nutzen dieses Features stünde.

Nochmal für diesen Teil abschließend die Daten des R420.

Technische Spezifikationen R420:

• Fertigung in 13 µm bei TSMC
• 8 Pixelpipelines
• je zwei TMU pro Pipeline
• je ein Pixel Shader pro Pipeline
• 6 Vertex Shader
• Pixel- und Vertex- Shader der Version 2.x
• 256-bittige Prozessoranbindung
• 256-bittige Speicheranbindung

R4xx - nur ein Phantom?

Nun fragt man sich natürlich, warum der R400-Prozessor, welcher über eine viel neuere Architektur verfügt, durch ein weiteres Remake des R300 ersetzt wird. Die Antwort auf diese Frage ist leider nicht ganz so einfach: Man darf davon ausgehen, dass der R400 sein Tape Out wirklich im Sommer 2003 hatte. Allerdings scheinen die Leistungen dieses Chips wohl weit unter dem zu liegen, was sich ATi von der neuen Architektur versprochen hatte. Unter Umständen könnte es auch Probleme mit der Fertigung in 13 µm gegeben haben, da der R400 mit seinen rund 190 Millionen angekündigten Transistoren alles andere als ein Leichtgewicht ist. Aus irgendeinem Grund scheint der R400 ATi nicht gefallen zu haben, weswegen man nun noch mal auf Altbewährtes setzt.

Was mit der R400-Architektur passiert ist nur Gerüchteweise bekannt. Laut Quellen wie z.B. The Inquirer heißt es, dass das Projekt R400 komplett eingestampft worden sein soll und nur einige wenige Teile der Architektur in den R420 sowie den für Anfang 2005 geplanten R500 eingeflossen sein sollen. Andere Quellen behaupten, der R400 würde zu einem späteren Zeitpunkt in überarbeiteter Form doch noch auf den Markt gelangen.

Neben dem R420 hat ATi aber noch zwei weitere Eisen im Ofen: den R423 und den RV380. Ersterer ist eine PCI-Express-Variante des R420. Die Chips werden quasi identisch sein und sich nur in der Art des Interfaces unterscheiden, mit dem sie mit dem Motherboard kommunizieren. Beim RV380 handelt es sich um eine Neuauflage des R360. Dieser wird wohl ebenfalls über eine PCI-Express-Schnittstelle verfügen, aber auch einige Verbesserungen an seiner Architektur vorweisen, welche dann einen minimal höheren Takt erlauben sollen.

Man darf also gespannt sein. Ob die Chips halten, was sie momentan versprechen, wird uns wohl nur die Zeit verraten.