风雨二十年——ATI显卡编年史(下)
硬件时空
2002年:第八代产品 Radeon 9700系列芯片
2002年7月,ATI推出了世界上第一块支持DirectX 9.0的显卡——Radeon 9700,该显卡采用R300核心。由于NVIDIA错误地估计了DirectX 8的寿命,新推出的GeForce 4 Ti显卡依然只支持DirectX 8,这使得完美支持DirectX 9.0的Radeon 9700大出风头,给NVIDIA带来的是长达一年的噩梦!

R300核心让ATI感到无比自豪,他们开始用一个新的名词:VPU(视觉处理器),来区别于NVIDIA的GPU(图形处理器)。R300核心采用0.15微米制造工艺,集成了1.07亿个晶体管,工作频率最高可达325MHz,有8条并行处理着色管线。在同等工作频率下,在1600×1200@32bit下,R300核心比NV25核心快约20%,当打开抗锯齿或各向异性过滤后,R300核心比NV25核心快一倍以上。即使NVIDIA屡次延期推出的GeForce FX 5800也难以撼动Radeon 9700的地位。

同样采用了R300显示核心的Radeon 9500,也因容易改造而声名显赫。Radeon 9500的显示核心只有4条着色管线,但可以通过特殊方法,打开被屏蔽掉的其他4条着色管线,从而大幅度提高显卡性能。正因为如此,比Radeon 9500高档的Radeon 9500 Pro(具有8条着色管线)反而被遗忘了。
2003年3月,ATI公司推出了Radeon 9800显卡(核心代号R350)。虽然Radeon 9800芯片在架构上并没有太多的改进,制造工艺依然维持0.15微米,但频率的提高让它的性能比Radeon 9700更上一层楼。NVIDIA为了挽回GeForce FX 5800的败局,推出了改进核心架构的GeForce FX 5900显卡。虽然GeForce FX 5900搭配的显存位宽升级到256bit,性能提高不少,但核心架构的缺陷让它无法抵挡高频率Radeon 9800系列产品的攻势。

作为在Radeon 9600SE、9600、9600 Pro以及9600 XT发布后推出的一款芯片,Radeon 9550(核心代号RV350)在2004年4月发布后就取得了空前的成功。RV350核心具备4条着色管线,跟Radeon 9800级别显卡一样,支持DirectX 9.0。在RV350核心推出后,ATI又推出了RV360核心。这两款核心在功能上没有任何区别,但由于RV360采用更先进的0.13微米Low-K制造工艺,比起RV350核心更容易稳定工作在更高的频率上。此外,Radeon 9550发布时,ATI公司没有对它所搭配的显存类型做太多限制。因此,各种非公版、超频版Radeon 9550席卷中低端市场,掀起了一股超频之风,赋予了Radeon 9550强大的生命力。


“X”计划
2004年,继Radeon 9700系列芯片赢得一片喝彩后,ATI公司发布新一代图形处理芯片——Radeon X800系列芯片。从此,ATI开始执行宏伟的“X”计划。
2004年:第九代产品 Radeon X800系列芯片
也许是Radeon 9700/9800/9550显卡取得的巨大荣耀让ATI低估了对手的实力,在2004年推出的Radeon X800 XT显卡采用了架构并没有太大变化的R430核心。R430芯片采用了更先进的0.11微米low-K制造工艺,具备原生的PCI-E接口,拥有1.6亿个晶体管,工作频率为400MHz,像素着色管线提升至16条(部分产品使用的芯片为12条),定点着色管线为6条,性能较上一代产品有很大提升。
然而令ATI始料未及的是,NVIDIA在经历GeForce FX系列产品的失利之后,卧薪尝胆推出了规格先进的GeForce 6800系列产品。GeForce 6800与X800系列性能相近,但GeForce 6系列完全按照DirectX 9.0c SM3.0的标准设计,而X800系列仅支持DirectX 9.0b SM2.0b。虽然当时并没有多少游戏能够支持SM3.0和HDR效果,但这已经让X800系列失去了上代9700的王者风范!
X800和GeForce 6800芯片的时代正值显卡接口改朝换代时期(不少主板都具备PCI-E接口,并开始出现替代AGP接口的趋势)。NVIDIA合理地通过使用桥接芯片兼顾了AGP/PCI-E接口,而ATI坚持“有路何必搭桥”的市场策略,使得研发成本增加不少,也导致X800一代ATI的显示芯片规格特别乱。

在R430核心推出之前,ATI还推出了原生AGP接口的R420核心。R420核心采用0.13微米工艺,降低了制造成本,同样拥有1.6亿个晶体管,并具有16条像素着色管线。需要注意的是,X800 XT PE和X800 XT显卡的显示核心,默认就打开了16条像素着色管线,而X800 Pro和X800 GTO显卡虽然也采用R420核心,但只具备12条像素着色管线。不过,由于核心硬件规格是16管线,所以当年的X800 Pro和如今活跃在低端市场的X800 GTO AGP显卡都具备改造成16管线的可能。此后,ATI推出了R420核心的升级版:R423。R423核心依旧采用0.13微米制造工艺,除了具备原生的PCI-E接口外,规格与R420核心完全相同。使用R423核心的显卡有PCI-E版的X800 XT PE和X800 XT,还有少数的X800 GTO显卡也使用了R423核心。


为了对抗GeForce 6800GT,ATI推出了频率更高的X850系列显卡,占领高端市场。X850系列显卡使用代号为R480和R481的显示核心。难以理解的是,ATI没有在高频显卡上使用更先进的0.11微米制造工艺,而走保守路线,采用了0.13微米制造工艺。R480核心具有原生的PCI-E接口而R481核心则具备原生的AGP接口,其他技术规格则一模一样。

由于ATI坚持走原生路线,给自己造成了不小的麻烦。需要为显卡开发两款GPU,而且要分别预估AGP和PCI-E显卡的出货量。原生GPU在方案技术上是成功的,但在市场上并没有给ATI带来太多好处,反而是NVIDIA的桥接方案更加灵活。最终ATI还是转向了桥接路线,开发了自己的桥接芯片,放弃了AGP版本的GPU研发,所以后期有相当一部分X850 XT AGP显卡采用了原生PCI-E接口的R480核心搭配桥接芯片的方案,R481提前停产。此外,由于R423、R430(采用0.11微米制造工艺)和R480核心(采用0.13微米制造工艺)的性能十分接近,厂商可以任意选择一款来制造X800 GTO、X800 XL、X800 XT以及X850 XT显卡。


除了通过屏蔽着色管线方式衍生出了一些12管线(X800 Pro和X800 GTO)和8管线的产品(X800 SE和X800 GT)外,X800系列显卡的核心大都拥有16条着色管线。而NVIDIA公司仅有GeForce 6800GT拥有16条着色管线。虽然ATI公司不遗余力地推出16管线的高端X800 XT或X850 XT,但是还是不敌NVIDIA公司的SLI技术。NVIDIA公司针对高端市场推出的下一代的7800系列产品更是让ATI措手不及!不过,X800系列显卡的性能与GeForce 6800系列显卡不相上下,并且在功耗控制方面ATI依然占据很大的优势。
ATI将X800和X850系列显卡定位于高端市场,针对中端市场则推出了X700系列显卡(核心代号RV410)。

RV410核心采用0.11微米的制造工艺,含有7500万个晶体管,拥有8条着色管线和多达6个顶点着色单元。相对于拥有8条着色管线和3个顶点着色单元的GeForce 6600显卡,多了一倍顶点着色单元的X700并没有明显优势。此外,还由于GeForce 6600支持SM3.0(即DirectX 9.0c中要求支持的特效之一),具有SLI和PureVideo等众多先进技术,吸引了众多中端用户。因此,GeForce 6600成为一代经典显卡,而X700显卡则显得普普通通。
对于低端市场,ATI公司则拿出了X600/X550和X300系列显卡来对抗NVIDIA公司的GeForce 6200显卡。X600/X550和X300系列显卡仅支持SM2.0,可以说是基于Radeon 9800架构的PCI-E接口产品。X600采用了0.13微米工艺制造的RV380核心,由于工艺较老很快就被0.11微米工艺的RV370核心所取代。X550和X300系列显卡就采用了RV370核心。PCI-E接口的X550显卡席卷了整个低端装机市场。虽然X550并没有Radeon 9550那么耀眼,但也算是一款经典的产品。


总结
经历了20年的风风雨雨,ATI从一个默默无闻的OEM制造商变成了一家世界知名的显卡巨头,写下了一段辉煌的历史。但商场如战场,如日中天的ATI公司也难逃被收购的命运。被AMD收购后的ATI到底如何发展,我们拭目以待,一个结束,也许是另一个新的开始。在这里我们祝ATI一路走好(限于篇幅,部分内容补充在www.cpcw.com,敬请关注)。