مشاهده نسخه کامل
: elias_akhavan
12-06-2006, 23:57
گر فكر ميكنيد كه با گذشت چندين ماه از عرضه Geforce 7800 GTX ، قدرتمندترين كارت‌گرافيك معرفي شده توسط NVIDIA و به تعبيري «سلطان كارتهاي گرافيكي» ، ATI دست روي دست گذاشته و داره اوضاع رو محك ميزنه در اشتباه هستيد. پاسخ دندان شكن ATI به NVIDIA ، سري جديدي از كارت‌گرافيك‌هاي شناخته شده‌ي Radeon هست كه در اين مقاله قصد داريم به طور مفصل نوآوري هاي اين خانواده جديد را تحليل نماييم. همچنين ضدحمله‌ي ATI براي چنگ زدن به تاج سلطنت از سوي NVIDIA بي پاسخ نمانده كه در پايان مقاله به عكس‌العمل NVIDIA نگاه مختصري خواهيم انداخت.
نه ماه پيش ATI قدرت‌مند ترين كارت‌گرافيك خود را به نام Radeon X850XT معرفي نمود و با اقتدار تاج سلطنت را از آن خود كرد و اما ديري نپاييد كه NVIDIA با Geforce 7800 GTX گوي سبقت را ربود . پردازنده‌هاي گرافيكي «رادئون» سري 1000 يا Radeon X1000 كه اخيرا توسط ATI معرفي شده‌اند با نوآوري‌هاي خود عرصه رقابت را براي NVIDIA نه تنها در بازار كارت‌گرافيك‌هاي گران‌قيمت بلكه در تمام رده‌هاي قيمتي، تنگ‌تر كرده‌اند . اين خانواده جديد با سه «پردازندهگرافيكي» يا GPU به نام‌هاي Radeon X1800 (با كد R520) در رده كارت‌گرافيك‌هاي «گران قيمت» ، Radeon X1600 (با كد RV530) در رده كارت‌گرافيك هاي «ميان قيمت» و Radeon X1300 (با كد RV515) در رده كارت‌گرافيك‌هاي «ارزان قيمت» عرضه شده‌اند. برخلاف نه ماه پيش كه ATI با Radeon X850 تنها جايگاه خود را در عرصه كارت‌گرافيك هاي گران‌قيمت بهبود بخشيد اين بار با خانواده «رادئون» سري 1000 محصولات بسيار متنوعي براي سليقه ها و بودجه‌هاي مختلف عرضه كرده است
Radeon X1300
Radeon X1600
Radeon X1800
نام هسته
RV515
RV530
R520
كد هسته
4
12
16
تعداد خط لوله پيكسل
2
5
8
تعداد خط لوله راس
MB256
MB256
MB1024
حداكثر حافظه محلي
اعضاي اين خانواده اولين GPUهايي مي‌باشند كه از فن‌آوري ساخت 90 نانومتري بهره مي‌برند اين در حالي است كه فن‌آوري ساختG70 (كد پردازنده گرافيكي Geforce 7800) - مدرن‌ترين پردازندهگرافيكي NVIDIA - 110 نانومتري مي‌باشد لذافركانس‌هاي بي‌سابقه و حجم فوق‌العاده زياد ترانزيستورها، GPUهاي Radeon X1000 را متمايز خواهد كرد. همچنين با بخدمت گرفتن سايه‌زن‌هاي نسخه 3 در پردازنده هاي گرافيكي اين سري پشتيباني از توابع و دستورالعمل‌هاي DirectX 9.0c تضمين شده است . با وجود اينكه بيش از يك سال از عرضه DirecX 9.0c مي‌گذرد پردازنده هاي اين خانواده اولين پردازنده‌هاي گرافيكي ATI مي‌باشد كه كاملا از توابع و دستوالعمل‌هاي آن پشتيباني مي‌كنند.
ATI برخلاف نسل‌هاي قبلي پردازنده‌هاي گرافيكي خود كه اغلب فن‌آوري‌ها و ويژگي‌هاي مثبت يا منفي معماري خود را از GPUهاي نسل پيش به ارث مي‌بردند، اين بار پردازنده‌هاي گرافيكي سري 1000 را با يك معماري كاملا نوين و متفاوت با معماري Radeon X850 طراحي و عرضه كرده. مهمترين دليل تاخير در معرفي و عرضه آنها به بازار مربوط به پيچيدگي‌هاي طراحي اين معماري كاملا نوين باشد. كه اين تاخير، تسلط Geforce 7800 را بر بازار كارت‌گرافيك‌هاي گران‌قيمت ساده‌تر ساخته است.
معماري جديد پردازنده‌هاي‌گرافيكي «رادئون» سري 1000 با بهينه‌سازي‌هايي كه در آن صورت گرفته بسيار پيچيده گشته است، در ادامه به برخي از مهمترين ويژگي‌هايي كه اين معماري را متمايز ساخته اشاره خواهد شد:
پشتيباني سايه زن هاي نسخه 3
Shaders Version 3.0 استاندارد خط لوله هاي راس و پيكسلي است كه پشتيباني از آنها در واسط گرافيكي DirectX 9.0c شركت مايكروسافت گنجانده شده. نسل قبلي پردازنده‌هاي گرافيكي ATI از سايه‌زن‌هاي نسخه 2 و DirectX 9.0b پشتيباني مي‌كردند به همين دليل در بازي‌هاي امروزي كه بر اساس دستورالعمل‌ها و توابع موجود در رابط گرافيكي DirectX9.0c طراحي شده‌اند عملكرد قابل قبولي ارئه نمي‌كنند، با توجه به اينكه اغلب بازي هاي امروزي از جديدترين رابط گرافيكي موجود يعني DirectX 9.0c بهره مي‌برند پشتيباني از اين رابط در محصولات جديد ATI اجتناب ناپذير مي‌بود.
پس از گذشت يك ماه از عرضه كارت گرافيك‌هاي «رادئون» سري 1000 منابع اينترنتي خبرهاي ضدونقيضي را در مورد پشتيباني كامل R520 از سايه‌زن‌هاي نسخه 3 منتشر نمودند . اين شايعات از آنجا آغاز گشت كه خريداران متوجه شدند بر خلاف كارت‌گرافيك‌هاي ديگر، امكان فيلترگذاري روي بافت‌هاي راسي در كارت‌گرافيك جديد ATI وجود ندارد. اين فيلترگذاري مستقيما توسط بخش «كدگشايي بافت‌هاي راسي» يا Vertex texture fetch در پردازنده‌هاي گرافيكي ايجاد مي‌شود كه ATI در معماري جديد خود اين بخش را حذف كرده است. پس از گذشت چندين هفته در مصاحبه‌اي كه سايت iXBT با مدير بخش مهندسي ATI ترتيب داده بود در اين باره توضيحات افشاكننده‌اي داده شد: « نميتوان انكار كرد كه واحد «كدگشايي بافت‌هاي راسي» بخش كاربردي مي‌باشد اما حذف اين واحد دركارت گرافيك‌هاي Radeon X1000 يك تصميم سنجيده شده است ، واحد بافت گذاري كامل (مشابه آنچه در G70 استفاده شده) به ويژه در پردازنده «رادئون» x1800 كه داراي 8 خط لوله راسي مي‌باشد، سطح بسيار زيادي از هسته پردازنده را به خود اختصاص مي‌دهد. از طرف ديگر تاثير يك واحد بافت‌گذاري كامل محدود مي‌باشد يعني بهره‌گيري از بخش كدگشايي بافت هاي راسي در بازي ها بسيار نادر است و اختصاص دادن سطح گسترده‌اي از هسته پردازندهگرافيكي براي واحدي كه از آن به ندرت استفاده خواهد شد منطقي نيست . من تاكنون بازي Direct3D مشاهده نكرده‌ام كه از اين واحد بهره ببرد و تنها بازي OpenGL شناخته شده‌اي كه اين ويژگي در آن به خدمت گرفته شده بازي IL-2 است. براي توسعه دهندگان بازي كه قصد دارند از واحد «كدگشايي بافت‌هاي راسي» استفاده كنند ما راه حل هاي بهتري را ارائه كرده‌ايم... ».
با اين وجود پردازنده‌هاي گرافيكي «رادئون» سري 1000 كاملا از توابع DirectX 9.0c پشتيباني مي‌كنند و اين موضوع به تاييد مايكروسافت نيز رسيده است . در واقع بخش محذوف در اين پردازنده‌ها جزو ملزومات رسمي DirectX 9.0c نيست و نگراني‌ها و شايعات ايجاد شده توجيه علمي مشخصي ندارند .
فن آوري ساخت 90 نانومتري
يك از مزيت هاي پردازنده گرافيكي R520 نسبت بهG70 در فن آوري ساخت كوچكتر آن خلاصه شده است . همانطور كه ميدانيد G70 با فن‌آوري ساخت 110 نانومتري توليد مي‌گردد به اين معني كه گيت هريك از ترانزيستورهاي تشكيل دهنده اين پردازندهگرافيكي 110 نانومتر طول دارد. به اين ترتيب ATI توانسته تعداد ترانزيستورهاي تشكيل دهنده R520 را به رقم باورنكردني 321 ميليون افزايش دهد . در زمان معرفي Geforce 7800GTX ، NVIDIA در معرفي‌نامه‌هاي محصول جديد خود با افتخار رقم 302 ميليون ترانزيستور تشكيل‌دهنده GPU جديداش را ملاكي براي برتري آن مطرح مي‌كرد، اما حالا ... .
بي شك R520 با 320 ميليون ترانزيستور پيچيده ترين تراشه موجود در كامپيوترهاي غيرصنعتي به شمار مي‌رود. در حال حاضر كليه پردازنده‌هاي گرافيكي 90 نانومتري «رادئون» سري 1000 در كارخانجات TSMC توليد مي‌شوند اما ATI مكاتباتي با كارخانجات UMC انجام داده تا بتواند پاسخ‌گوي تقاضا‌هاي پيش‌بيني نشده نيز باشد.
كنترلر حافظه‌ي انقلابي
اصلي‌ترين ويژگي و وجه تمايز معماري جديد پردازنده‌هاي گرافيكي ATI در كنترلر حافظه آن خلاصه شده است . شايد اگر بگوييم كه ATI با اين كنترلر حافظه، روش «دستيابي به حافظه» را متحول نموده حرف گزافي نزده باشيم. روش‌هاي متعددي براي دستيابي به حافظه در GPU ها و CPU هاي مختلف ارائه شده اما اين بخش از پردازندهگرافيكي «رادئون» سري 1000هيچ شباهتي با آنها ندارد. گفته مي‌شود طراحي همين كنترلر حافظه پيچيده دليل تاخير در عرضه اين پردازنده‌ها است. حال اجازه دهيد به بررسي كنترلر حافظه نوين بپردازيم.
«گذرگاه حافظه» در اغلب كارت‌گرافيك‌هاي ميان قيمت و گران قيمت امروزي داراي عرض 256 بيتي مي‌باشند به اين معني كه ميان تراشه‌هاي حافظه كارت‌گرافيك و GPU يك گذرگاه با 256 خط (سيم)، ويژه انتقال داده در نظر گرفته شده است. اين گذرگاه در جديدترين كارت گرافيك‌هاي امروزي مانند Geforce 7800GTX به 4 كانال 64 بيتي تقسيم مي‌گردد كه هر كانال توسط يك بخش مجزا از كنترلر حافظه راهبري مي‌گردد.
پياده سازي 4 كانال 64 بيتي بر روي «مدار چاپي» يا PCB چند لايه كارت‌گرافيك بسيار پيچيده و هزينه بر است علاوه بر اين در اغلب موارد كارآيي مطلوب را ارائه نمي‌نمايد چرا كه هنگام ارسال يا دريافت داده هايي با عرض كمتر از 64 بيت در يك كانال، تعدادي از خطوط آن كانال غير قابل استفاده مي‌گردد.
ATI راه حل ساده‌اي را در اين اتصالات به كار برده كه تا كنون عملي نشده بودند در اين نوآوري گذرگاه حافظه 256 بيتي به جاي 4 كانال 64 بيتي به 8 كانال 32 بيتي تقسيم شده است. اين ايده ساده موجب شده تا پهناي باند حافظه به صورت موثر‌تري به خدمت گرفته شود.
يكي ديگر از ويژگي‌هاي جذاب اين كنترلر حافظه «معماري حقله» يا Ring Architecture نام دارد .
در GPU هاي امروزي براي اتصال اجزا GPU به تراشه حافظه از توپولوژي «ستاره»يا Starبا مركزيت كنترلر حافظه استفاده مي‌شود به اين معني كه هريك از بخش‌هاي GPU تمامي عمليات خواندن از حافظه محلي كارت‌گرافيك و نوشتن در آن را با واسطه‌گري مستقيم كنترلر حافظه انجام مي‌دهند. اين ساختار دستيابي به حافظه محلي در كارت‌گرافيك‌ها كه به CrossBar Memory Architecture معروف است در عمليات‌هاي پردازشي Multi Threading افت عملكرد زيادي را به دليل ناكارآمدي كنترلر حافظه مجتمع در داخل GPU و عدم بهره‌گيري موثر از پهناي باند حافظه ايجاد مي‌نمايد. به همين خاطر تعداد بخش هايGPU كه مي‌توانند به صورت همزمان با كنترلرحافظه ارتباط برقرار كنند براي حفظ حداقل كارايي محدود گشته است يا به زبان ساده‌تر GPU هاي امروزي پردازنده‌هاي Multi Thread تمام عيار به شمار نمي‌روند.در «معماري حلقه» همانطور كه از نام آن پيداست از توپولوژي «حلقه» يا Ring با مركزيت كنترلرحافظه به جاي توپولوژي «ستاره» استفاده مي‌گردد، در اين معماري يك «گذرگاه حافظه داخلي» در GPU در نظر گرفته شده كه به صورت يك حلقه دور هسته‌ي GPU قرار گرفته كه نقش واسطه‌گري در تبادل داده‌ها بين اجزا GPU و به خارج از آن را بر عهده دارد. اين گذرگاه داخلي (كه با فركانس هسته GPU داده ها را در طول خود منتقل مي‌كند) به صورت كاملا دوطرفه طراحي شده است همچنين به بهينه‌سازي و ساده‌تر نمودن اتصالات داخل تراشه كمك كرده است، به كمك آن اجزاي مهم پردازنده هم اكنون مي‌توانند از مسير كوتاه‌تر و مطمئن‌تري با يكديگر تبادل اطلاعات نمايند . علاوه بر اين ارتباط اجزاي GPU با حافظه محلي كارت‌گرافيك نيز با زمان تاخير و نرخ سيگنال تخريب شده كمتر صورت مي‌پذيرد . به عنوان مثال در تصوير شماره (1) يكي از اجزاي GPU –كه با مربع كوچك نشان داده شده- نياز به دسترسي خواندن داده‌هاي ذخيره شده در حافظه محلي را دارد. اين بخش ابتدا درخواست خود را به كنترلرحافظه كه در مركز GPU قرار دارد، ارسال مي‌كند و كنترلر حافظه به كمك الگوريتم‌هاي آدرس‌دهي از پيش تعيين شده، پس از محاسبه و مشخص كردن آدرس دقيق داده‌هاي خواستي و اولويت دهي به درخواست‌هاي حياتي، مستقيما با تراشه(ها)يي كه اين داده‌ها در آن ذخيره شده‌اند ارتباط بر قرار كرده و دستور ارسال اين داده‌ها را از تراشه(ها)ي مربوطه صادر مي‌كند
پس از اينكه داده‌ها از تراشه حافظه خوانده و به درگاه كانال حافظه ارسال گرديد، محاسباتي براي تخمين زدن نزديك ترين مسير بين درگاه كانال حافظه فعلي و بخش درخواست كننده داده‌ها در GPU –همان مربع كوچك- صورت مي‌پذيرد و سر انجام بخشي از «حلقه» با پهناي باند وسيع خود داده ها را به مقصد مي‌رسانند.
بنابر اين بر خلاف كنترلرهاي حافظه CrossBar كه در آن كنترلر حافظه هم درخواست‌ها و هم داده‌ها را ميان درخواست كننده و تراشه حافظه ردوبدل مي‌كرد ، اين كنترلر حافظه جديد فقط دستورات را ردو بدل مي‌كند و داده ها از مسير ديگري جريان مي‌يابند.
با كنترلر حافظه مبتني بر معماري «حلقه» محدوديت پردازش هاي Multi-Thread ديگر مطرح نمي‌گردند چرا كه Radeon X1800 مي‌تواند حداكثر تا 512 Thread و ضعيف ترين عضو اين خانواده حداكثر تا 128 Thread را به صورت همزمان پردازش نمايند .
«حلقه» هاي بكاربرده شده در اعضاي اين خانواده با همديگر متفاوت مي‌باشد . R520 داراي دو حلقه 256 بيتي كه در خلاف جهت همديگر انتقال اطلاعات مي‌كنند، مي‌باشد و RV530 از دو حلقه 128 بيتي بهره مي‌برد و در پردازنده گرافيكي RV515 معماري «حلقه» پياده‌سازي نشده است اما از توابع قابل برنامه‌ريزي حافظه بهره مي‌برد كه تكنيك‌هاي ديگري را جهت افزايش پهناي باند موثر حافظه ارائه مي‌كنند.
ويژگي ديگر كنترلر حافظه به كار گرفته شده در GPU هاي «رادئون» سري 1000 ، قابليت برنامه ريزي مجدد آن توسط «راه‌انداز» يا Driver كارت‌گرافيك است. به كمك اين ويژگي مي‌توان پردازنده گرافيكي را براي كاربردهاي خاص بهينه سازي نمود، علاوه بر اين تدابير لازمه براي پشتيباني از حافظه GDDR4 (نسل آينده حافظه‌هاي گرافيكي) نيز در كنترلر حافظه جديد گنجانده شده است.
خط لوله هاي پردازش پيكسل
ATI در معماري جديد خود سعي كرده تا بار پردازشي را به طور متعادل ميان اجزا GPU پخش كند تا به صورت همزمان با هم كار كنند، به همين خاطر پردازنده‌هاي گرافيكي Radeon X1000 داراي معماري Multi-Thread مي‌باشند كه ATI آن را معماري Ultra-Thread مي‌نامد. نام اين معماري ما را به ياد فن‌آوري Hyper Threading شركت اينتل كه در پردازنده هاي پنتيوم 4، آن را به خدمت گرفته مي‌اندازد. علاوه بر نام هدف اين دو فن‌آوري نيز تا حدودي مشابه هم است : «استفاده كردن از منابع محاسباتي موجود پردازنده به صورت موثرتر و به حداقل رساندن زمان غيرفعال بودن بخش‌هاي مختلف پردازنده».
اين پردازنده داراي يك واحد «سوييچينگ هوشمند مجتمع» ياIntegrated intelligent switching مي‌باشد كه بار پردازشي را ميان واحدهاي پردازش پيكسل و واحد بافت‌گذاري، متعادل مي‌سازد، در تصوير شماره 3 طرحي از سايه‌زن پيكسل R520 نشان داده شده است . همانطور كه مشاهده ميكنيد 16 خط لوله پيكسل در اين پردازنده در چهار دسته چهارتايي دسته‌بندي شده‌اند. از طرف ديگر پيكسل‌هاي آماده پردازش نيز به Thread هاي كوچك با طول و عرض 4*4 دسته بندي مي‌گردند.
به اين ترتيب تعداد Thread هايي كه به طور همزمان اجرا مي‌گردد بيشتر شده اما اندازه هر Thread به 16 پيكسل كاهش يافته است تا بازدهي بيشتر در «انشعاب دهي پويا» حاصل شود. در صورتي كه اندازه Thread ها بسيار بزرگ در نظر گرفته ميشد امكان داشت Threadي كه به يك بخش از سايه زن پيكسل فرستاده ميشد از Thread هاي ديگر سريع تر پردازش گشته و تا زماني كه Thread هاي بخش‌هاي ديگر نيز كاملاپردازش نشده‌اند ، آن بخش بدون استفاده در انتظار باقي خواهد ماند.
پردازنده گرافيكي R520 حداكثر تا 512 Thread از كدهاي سايه‌زن‌ها را مي‌تواند به صورت همزمان اجرا كند در حالي كه مدل‌هاي ضعيف‌تر اين خانواده به اجراي 128 Thread محدود شده‌اند.
خط لوله هاي پردازش راس
سايه زن راس «رادئون» سري 1000 بسيار شبيه سايه زن راس Geforce 7800 مي‌باشد. هر خط لوله پردازش راس از دو واحد مجزا براي محاسبات برداري و محاسبات عددي تشكيل شده است. تنها تفاوت ميان اين دو معماري وجود ALU هاي 32 بيتي در G70 مي‌باشد در حالي كه ALU هاي بخش محاسبات برداري خط لوله هاي راس «رادئون» سري 1000 ، 128 بيتي مي‌باشند اين ويژگي امكان شبيه‌سازي CPU توسط GPU را در محاسبات برداري ميسر مي‌سازد. اين خط لوله هاي مي‌توانند يك دستور عددي و يك دستور برداري را به صورت همزمان اجرا نمايند. تصوير شماره4 هشت خط لوله پردازش راس موجود در هسته R520 را نشان مي‌دهد. تعداد اين خط لوله‌ها در RV530 پنج و در RV515 دو عدد مي‌باشد.
پس از بررسي ويژگي‌هاي نوين معماري خانواده پردازنده‌هاي گرافيكي «رادئون» سري 1000 به بررسي كارت‌گرافيك‌هايي كه بر پايه اين پردازنده‌ها تاكنون به بازار عرضه شده‌اند مي پردازيم.
كارت‌گرافيك‌هاي مبتني بر پردازندهگرافيكي R520
كارت‌گرافيك‌هاي اين دسته براي بازار محصولات گران‌قيمت در نظر گرفته شده‌اند و در حال حاضر Radeon X1800 XT در قله كارايي اين خانواده قرار دارد، اين كارت‌گرافيك كه جايگزين Radeon X850XT PE و رقيب سرسخت Geforce 7800GTX مي‌باشد با سرعت هسته 625 و حافظه 1500 مگاهرتزي كار مي‌كند. قيمت اين كارت حدود 549 دلار براي مدل 512 مگابايتي و 499 دلار براي مدل 256 مگابايتي نقل شده است .
كارت گرافيك ديگري كه با اين هسته عرضه مي‌گردد Radeon X1800 XL نام دارد كه تنها تفاوت آن با مدل XT در سرعت هسته 500 و حافظه 1000 مگاهرتزي و خنك كننده ساده‌تر آن مي‌باشد . قيمت اين كارت گرافيك 449 دلار اعلام شده كه براي رقابت با Geforce 7800GT در نظر گرفته شده است.
كارت‌گرافيك‌هاي مبتني بر پردازندهگرافيكي RV530
كارت گرافيك هاي اين دسته براي بازار محصولات ميان قيمت در نظر گرفته شده‌اند كه در چهار مدل Radeon X1600 XT و Radeon X1600 Pro با حافظه 128 و 256 مگابايتي عرضه مي‌گردند . سريع ترين كارت اين رده XT X1600 (تصوير شماره 6) با سرعت هسته 590 و حافظه 1380 مگاهرتز مي‌باشد كه با قيمت 249 دلار وارد بازار خواهد شد
Graphics Card Models
خط لوله‌هاي پيكسل/راس
فركانس حافظه/هسته
حافظه محلي
قيمت پيشنهادي
ATI Radeon X1600 XT
5 / 12
590 / 1380 MHz
256MB DDR3
US$249
ATI Radeon X1600 XT
5 / 12
590 / 1380 MHz
128MB DDR3
US$199
ATI Radeon X1600 PRO
5 / 12
500 / 780 MHz
256MB DDR3
US$199
ATI Radeon X1600 PRO
5 / 12
500 / 780 MHz
128MB DDR3
US$149
كارت‌گرافيك‌هاي مبتني بر پردازنده گرافيكي RV515
كارت‌گرافيك‌هاي اين دسته براي بازار محصولات ارزان‌قيمت در نظر گرفته شده‌اند. در جدول شماره (3) مشخصات و قيمت تخميني آنها آورده شده است . ارزان ترين كارت گرافيك اين دسته Radeon X1300 HyperMemory مي‌باشد كه همانند Geforce 6200 TurboCache بخشي از حافظه سيستم را به خود اختصاص مي‌دهد.
Graphics Card Models
خط لوله‌هاي پيكسل/راس
فركانس حافظه/هسته
حافظه محلي
قيمت پيشنهادي
ATI Radeon X1300 PRO
2 / 4
600 / 800 MHz
256MB DDR3
US$149
ATI Radeon X1300
2 / 4
450 / 500 MHz
256MB DDR
US$129
ATI Radeon X1300
2 / 4
450 / 500 MHz
128MB DDR
US$99
ATI Radeon X1300 HyperMemory
2 / 4
450 / 1000 MHz
32 يا 64 يا 128MB DDR3
~ US$79
سلطان كارت هاي گرافيكي Radeon X1800 يا Geforce 7800 ؟
پاسخ علمي دادن به اين سوال مستلزم ارائه بنچمارك‌هاي مختلف از بازي‌ها و برنامه هاي محك‌زن است كه در اين مقاله نسبتا طولاني جايي براي آن باقي نمي‌ماند تا همين جا هم احتمالا دود از سر مبارك سردبير بلند شده و اگه به ايشان بگم اين مقاله رو دو شماره‌اي كنيم تا در شماره آينده هم از فضايل كارت‌گرافيك‌هاي خانواده «رادئون» سري 1000 مستفيض بشيم، حتما اخراجم خواهد كرد. علاوه بر اين پاسخ دادن به اين سوال با توجه به محصولاتي كه NVIDIA پس از معرفي خانواده «رادئون» براي رقابت با اونها عرضه كرده چندان جالب نيست . اين محصولات جديد چي هستند و چرا اينقدر موقعيت ATI را زير سوال بردند كه حاضر نيستيم با مقايسه ، نوآوري هاي اين خانواده جديد رو زير سوال ببريم؟
پاسخ NVIDIA به ضدحمله ATI
كارت‌گرافيك‌هاي جديدي كه ATI معرفي كرده به خوبي توانايي رقابت با كارت گرافيك هاي فعلي NVIDIA را دارا مي‌باشند و در صورتي كه NVIDIA به كارت گرافيك هاي فعلي خود بسنده مي‌كرد، مسلما ATI مي‌توانست سهم عمده‌اي از بازار را از آن خود كند به خصوص در بازار كارت‌گرافيك‌هاي ميان قيمت جايي كه Radeon X1600 در آن به خوبي ظاهر شده بود.
اولين پاسخ NVIDIA عبارت است از Geforce 7800GTX 512MB ، شايد در نظراول همه تصوركنند كه G70 كه از ابتدا 512 مگابايت حافظه محلي را پشتيباني مي‌كرد پس اين چه ابتكاري هست كه تاج سلطنت را بر سر NVIDIA محكم‌تر كرده؟ شايد اگر ما اسم اين كارت را Geforce 7800 Ultra بگذاريم مشخص بشه كه NVIDIA در اين كارت گرافيك چه تحولي ايجاد كرده است. معمولا نسخه Ultra هر كارت گرافيك داراي حداكثر سرعت هسته و حافظه ممكن مي‌باشد. بنابر اين Geforce 7800GTX 512MB هم 256 مگابايت حافظه بيشتر نسبت به مدل‌هاي پيشين دارد و هم با سرعت هسته و حافظه بيشتري كار مي‌كند. فركانس هسته 550 مگاهرتز و فركانس حافظه 1700 مگاهرتز در مقايسه با فركانس هسته 430 و حافظه 1200 مگاهرتزي مدل 256 مگابايتي چنان افزايش كارايي را ايجاد كرده كه در اكثر تست‌ها اين كارت به عنوان بهترين كارت‌گرافيك موجود شناخته شده است.
پس از اينكه NVIDIA از بازار محصولات گران‌قيمت خود اطمينان پيدا كرد با Geforce 6800GS به رقابت با Radeon X1600 XT در بازار محصولات ميان‌قيمت پرداخت. 6800GS از نظر كارايي ميان دو كارت گرافيك 6800 و Geforce 6800GT قرار ميگيرد كه NVIDIA با پايين آوردن قيمت اين كارت آن را تبديل به گزينه ايده‌آلي با درنظر گرفتن ملاك «كارايي به قيمت» نموده است. اين كارت گرافيك با فركانس هسته 425 و حافظه 1000 مگاهرتز در واقع همان Geforce 6800 است كه حالا با نام جديد و قيمت ايده‌آل تر جايگزين آن مي‌گردد.
سال گذشته هنگامي كه Geforce 6800 توسط NVIDIA معرفي گرديد، تحليل‌گران بر اين باور بودند كه پشتيباني از سايه زن‌هاي نسخه 3 در اين كارت گرافيك گران‌قيمت در آن زمان كاربرد چنداني ندارد و براي اين كارت مزيتي به شمار نمي‌آيد. اما اين ويژگي براي NVIDIA يك برگ برنده بود چرا كه با گذشت يكسال از عرضه اين كارت‌گرافيك، نه تنها از رده خارج نشده بلكه آن را با نام جديدي وارد بازار محصولات ميان قيمت نموده و جايگاه خود را مستحكم تر ساخته است. علاوه بر اين خبرگزاري‌ها خبرهاي متعددي از يك كارت گرافيك ديگر به نام Geforce 6800XT نيز مي‌دهند كه با فركانس هسته 320 و حافظه 700 مگاهرتزي عرضه خواهد شد تا جايگزين Geforce 6600GT گشته و اين كارت را به رده هاي قيمتي پايين تر انتقال دهد.
اين ها تمام پاسخ هاي NVIDIA به سري جديد كارت گرافيك هاي ATI نيستند. بي‌شك NVIDIA پس از معرفي اين سري جديد جايگاه خود را خيلي سست احساس كرده است كه پس از معرفي 7800GTX 512MB و 6800GS خبرهايي نيز از كارت جديدي به نام Geforce 7800GS شنيده مي‌شود . اين كارت گرافيك با هسته G70 و فركانس هسته 375 مگاهرتزي و حافظه 1000 مگاهرتزي به زودي براي جايگزيني با Geforce 6800GT عرضه خواهد شد. سخن آخر
ATI با پردازنده‌هاي گرافيكي Radeon X1000 نشان داد كه در سير تحول فن‌آوري‌هاي اين عرصه چيزي از رقيب خود NVIDIA كم ندارد. سري جديد فن‌آوري نوين و ابتكاري را به خدمت گرفته است از طرف ديگر تجربه نشان داده پردازنده‌هاي گرافيكي كه فن‌آوري‌هاي ابتكاري به همراه دارند در بازار چندان مورد استقبال قرار نمي‌گيرند و اين پردازنده‌ها در واقع بستري هستند براي تضمين موفقيت فروش پردازنده هاي نسل بعدي كه فن‌آوري‌هاي نوين آنها را به ارث خواهند برد .
با در نظر گرفتن اقدامات اخير NVIDIA كارت‌گرافيك‌هاي جديد ATI با شرايط فعلي، آينده پرفروشي را پيش رو نخواهند داشت اما فراموش نكنيم فن‌آوري كه براي اولين بار در اين سري به خدمت گرفته شد در آينده نزديك ATI را مالك تاج سلطنت دنياي كارتهاي گرافيكي خواهد نمود . پردازندهگرافيكي آينده ATI با كد R580 به زودي عرضه خواهد شد و حدس زدن پاسخ NVIDIA به آن، بسيار دشوار مي‌باشد چرا كه NVIDIA از تمام پتانسيل محصولات خود براي رويايي با كارت گرافيك هاي «رادئون» سري 1000 بهره برده است.
بحث هاي بسيار زياد و موضوعات متنوعي در رابطه با رادئون سري 1000 وجود دارد كه در اين مختصر با توجه به محدوديت چهارچوب مقالات نشريه، سعي كردم تا به بعد فن‌آوري و نوآوري هاي آنها بيشتر پرداخته شود چرا كه ATI به زودي آرايش جنگي خود را تغيير خواهد داد و آنچه كه از اين سري كارت گرافيك‌ها به غير از نام آنها باقي خواهند ماند، فن‌آوري‌هاي انقلابي است كه نسل‌هاي بعدي آن را ارث خواهند برد.
توضيح : اين مقاله در ماهنامه کاربر شماره ۱۳ نيز چاپ شده است لذا کليه حقوق نشر و نشر الکترونيک آن مطعلق به نشريه کاربر می‌باشد
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نه ماه پيش ATI قدرت‌مند ترين كارت‌گرافيك خود را به نام Radeon X850XT معرفي نمود و با اقتدار تاج سلطنت را از آن خود كرد و اما ديري نپاييد كه NVIDIA با Geforce 7800 GTX گوي سبقت را ربود . پردازنده‌هاي گرافيكي «رادئون» سري 1000 يا Radeon X1000 كه اخيرا توسط ATI معرفي شده‌اند با نوآوري‌هاي خود عرصه رقابت را براي NVIDIA نه تنها در بازار كارت‌گرافيك‌هاي گران‌قيمت بلكه در تمام رده‌هاي قيمتي، تنگ‌تر كرده‌اند . اين خانواده جديد با سه «پردازندهگرافيكي» يا GPU به نام‌هاي Radeon X1800 (با كد R520) در رده كارت‌گرافيك‌هاي «گران قيمت» ، Radeon X1600 (با كد RV530) در رده كارت‌گرافيك هاي «ميان قيمت» و Radeon X1300 (با كد RV515) در رده كارت‌گرافيك‌هاي «ارزان قيمت» عرضه شده‌اند. برخلاف نه ماه پيش كه ATI با Radeon X850 تنها جايگاه خود را در عرصه كارت‌گرافيك هاي گران‌قيمت بهبود بخشيد اين بار با خانواده «رادئون» سري 1000 محصولات بسيار متنوعي براي سليقه ها و بودجه‌هاي مختلف عرضه كرده است
Radeon X1300
Radeon X1600
Radeon X1800
نام هسته
RV515
RV530
R520
كد هسته
4
12
16
تعداد خط لوله پيكسل
2
5
8
تعداد خط لوله راس
MB256
MB256
MB1024
حداكثر حافظه محلي
اعضاي اين خانواده اولين GPUهايي مي‌باشند كه از فن‌آوري ساخت 90 نانومتري بهره مي‌برند اين در حالي است كه فن‌آوري ساختG70 (كد پردازنده گرافيكي Geforce 7800) - مدرن‌ترين پردازندهگرافيكي NVIDIA - 110 نانومتري مي‌باشد لذافركانس‌هاي بي‌سابقه و حجم فوق‌العاده زياد ترانزيستورها، GPUهاي Radeon X1000 را متمايز خواهد كرد. همچنين با بخدمت گرفتن سايه‌زن‌هاي نسخه 3 در پردازنده هاي گرافيكي اين سري پشتيباني از توابع و دستورالعمل‌هاي DirectX 9.0c تضمين شده است . با وجود اينكه بيش از يك سال از عرضه DirecX 9.0c مي‌گذرد پردازنده هاي اين خانواده اولين پردازنده‌هاي گرافيكي ATI مي‌باشد كه كاملا از توابع و دستوالعمل‌هاي آن پشتيباني مي‌كنند.
ATI برخلاف نسل‌هاي قبلي پردازنده‌هاي گرافيكي خود كه اغلب فن‌آوري‌ها و ويژگي‌هاي مثبت يا منفي معماري خود را از GPUهاي نسل پيش به ارث مي‌بردند، اين بار پردازنده‌هاي گرافيكي سري 1000 را با يك معماري كاملا نوين و متفاوت با معماري Radeon X850 طراحي و عرضه كرده. مهمترين دليل تاخير در معرفي و عرضه آنها به بازار مربوط به پيچيدگي‌هاي طراحي اين معماري كاملا نوين باشد. كه اين تاخير، تسلط Geforce 7800 را بر بازار كارت‌گرافيك‌هاي گران‌قيمت ساده‌تر ساخته است.
معماري جديد پردازنده‌هاي‌گرافيكي «رادئون» سري 1000 با بهينه‌سازي‌هايي كه در آن صورت گرفته بسيار پيچيده گشته است، در ادامه به برخي از مهمترين ويژگي‌هايي كه اين معماري را متمايز ساخته اشاره خواهد شد:
پشتيباني سايه زن هاي نسخه 3
Shaders Version 3.0 استاندارد خط لوله هاي راس و پيكسلي است كه پشتيباني از آنها در واسط گرافيكي DirectX 9.0c شركت مايكروسافت گنجانده شده. نسل قبلي پردازنده‌هاي گرافيكي ATI از سايه‌زن‌هاي نسخه 2 و DirectX 9.0b پشتيباني مي‌كردند به همين دليل در بازي‌هاي امروزي كه بر اساس دستورالعمل‌ها و توابع موجود در رابط گرافيكي DirectX9.0c طراحي شده‌اند عملكرد قابل قبولي ارئه نمي‌كنند، با توجه به اينكه اغلب بازي هاي امروزي از جديدترين رابط گرافيكي موجود يعني DirectX 9.0c بهره مي‌برند پشتيباني از اين رابط در محصولات جديد ATI اجتناب ناپذير مي‌بود.
پس از گذشت يك ماه از عرضه كارت گرافيك‌هاي «رادئون» سري 1000 منابع اينترنتي خبرهاي ضدونقيضي را در مورد پشتيباني كامل R520 از سايه‌زن‌هاي نسخه 3 منتشر نمودند . اين شايعات از آنجا آغاز گشت كه خريداران متوجه شدند بر خلاف كارت‌گرافيك‌هاي ديگر، امكان فيلترگذاري روي بافت‌هاي راسي در كارت‌گرافيك جديد ATI وجود ندارد. اين فيلترگذاري مستقيما توسط بخش «كدگشايي بافت‌هاي راسي» يا Vertex texture fetch در پردازنده‌هاي گرافيكي ايجاد مي‌شود كه ATI در معماري جديد خود اين بخش را حذف كرده است. پس از گذشت چندين هفته در مصاحبه‌اي كه سايت iXBT با مدير بخش مهندسي ATI ترتيب داده بود در اين باره توضيحات افشاكننده‌اي داده شد: « نميتوان انكار كرد كه واحد «كدگشايي بافت‌هاي راسي» بخش كاربردي مي‌باشد اما حذف اين واحد دركارت گرافيك‌هاي Radeon X1000 يك تصميم سنجيده شده است ، واحد بافت گذاري كامل (مشابه آنچه در G70 استفاده شده) به ويژه در پردازنده «رادئون» x1800 كه داراي 8 خط لوله راسي مي‌باشد، سطح بسيار زيادي از هسته پردازنده را به خود اختصاص مي‌دهد. از طرف ديگر تاثير يك واحد بافت‌گذاري كامل محدود مي‌باشد يعني بهره‌گيري از بخش كدگشايي بافت هاي راسي در بازي ها بسيار نادر است و اختصاص دادن سطح گسترده‌اي از هسته پردازندهگرافيكي براي واحدي كه از آن به ندرت استفاده خواهد شد منطقي نيست . من تاكنون بازي Direct3D مشاهده نكرده‌ام كه از اين واحد بهره ببرد و تنها بازي OpenGL شناخته شده‌اي كه اين ويژگي در آن به خدمت گرفته شده بازي IL-2 است. براي توسعه دهندگان بازي كه قصد دارند از واحد «كدگشايي بافت‌هاي راسي» استفاده كنند ما راه حل هاي بهتري را ارائه كرده‌ايم... ».
با اين وجود پردازنده‌هاي گرافيكي «رادئون» سري 1000 كاملا از توابع DirectX 9.0c پشتيباني مي‌كنند و اين موضوع به تاييد مايكروسافت نيز رسيده است . در واقع بخش محذوف در اين پردازنده‌ها جزو ملزومات رسمي DirectX 9.0c نيست و نگراني‌ها و شايعات ايجاد شده توجيه علمي مشخصي ندارند .
فن آوري ساخت 90 نانومتري
يك از مزيت هاي پردازنده گرافيكي R520 نسبت بهG70 در فن آوري ساخت كوچكتر آن خلاصه شده است . همانطور كه ميدانيد G70 با فن‌آوري ساخت 110 نانومتري توليد مي‌گردد به اين معني كه گيت هريك از ترانزيستورهاي تشكيل دهنده اين پردازندهگرافيكي 110 نانومتر طول دارد. به اين ترتيب ATI توانسته تعداد ترانزيستورهاي تشكيل دهنده R520 را به رقم باورنكردني 321 ميليون افزايش دهد . در زمان معرفي Geforce 7800GTX ، NVIDIA در معرفي‌نامه‌هاي محصول جديد خود با افتخار رقم 302 ميليون ترانزيستور تشكيل‌دهنده GPU جديداش را ملاكي براي برتري آن مطرح مي‌كرد، اما حالا ... .
بي شك R520 با 320 ميليون ترانزيستور پيچيده ترين تراشه موجود در كامپيوترهاي غيرصنعتي به شمار مي‌رود. در حال حاضر كليه پردازنده‌هاي گرافيكي 90 نانومتري «رادئون» سري 1000 در كارخانجات TSMC توليد مي‌شوند اما ATI مكاتباتي با كارخانجات UMC انجام داده تا بتواند پاسخ‌گوي تقاضا‌هاي پيش‌بيني نشده نيز باشد.
كنترلر حافظه‌ي انقلابي
اصلي‌ترين ويژگي و وجه تمايز معماري جديد پردازنده‌هاي گرافيكي ATI در كنترلر حافظه آن خلاصه شده است . شايد اگر بگوييم كه ATI با اين كنترلر حافظه، روش «دستيابي به حافظه» را متحول نموده حرف گزافي نزده باشيم. روش‌هاي متعددي براي دستيابي به حافظه در GPU ها و CPU هاي مختلف ارائه شده اما اين بخش از پردازندهگرافيكي «رادئون» سري 1000هيچ شباهتي با آنها ندارد. گفته مي‌شود طراحي همين كنترلر حافظه پيچيده دليل تاخير در عرضه اين پردازنده‌ها است. حال اجازه دهيد به بررسي كنترلر حافظه نوين بپردازيم.
«گذرگاه حافظه» در اغلب كارت‌گرافيك‌هاي ميان قيمت و گران قيمت امروزي داراي عرض 256 بيتي مي‌باشند به اين معني كه ميان تراشه‌هاي حافظه كارت‌گرافيك و GPU يك گذرگاه با 256 خط (سيم)، ويژه انتقال داده در نظر گرفته شده است. اين گذرگاه در جديدترين كارت گرافيك‌هاي امروزي مانند Geforce 7800GTX به 4 كانال 64 بيتي تقسيم مي‌گردد كه هر كانال توسط يك بخش مجزا از كنترلر حافظه راهبري مي‌گردد.
پياده سازي 4 كانال 64 بيتي بر روي «مدار چاپي» يا PCB چند لايه كارت‌گرافيك بسيار پيچيده و هزينه بر است علاوه بر اين در اغلب موارد كارآيي مطلوب را ارائه نمي‌نمايد چرا كه هنگام ارسال يا دريافت داده هايي با عرض كمتر از 64 بيت در يك كانال، تعدادي از خطوط آن كانال غير قابل استفاده مي‌گردد.
ATI راه حل ساده‌اي را در اين اتصالات به كار برده كه تا كنون عملي نشده بودند در اين نوآوري گذرگاه حافظه 256 بيتي به جاي 4 كانال 64 بيتي به 8 كانال 32 بيتي تقسيم شده است. اين ايده ساده موجب شده تا پهناي باند حافظه به صورت موثر‌تري به خدمت گرفته شود.
يكي ديگر از ويژگي‌هاي جذاب اين كنترلر حافظه «معماري حقله» يا Ring Architecture نام دارد .
در GPU هاي امروزي براي اتصال اجزا GPU به تراشه حافظه از توپولوژي «ستاره»يا Starبا مركزيت كنترلر حافظه استفاده مي‌شود به اين معني كه هريك از بخش‌هاي GPU تمامي عمليات خواندن از حافظه محلي كارت‌گرافيك و نوشتن در آن را با واسطه‌گري مستقيم كنترلر حافظه انجام مي‌دهند. اين ساختار دستيابي به حافظه محلي در كارت‌گرافيك‌ها كه به CrossBar Memory Architecture معروف است در عمليات‌هاي پردازشي Multi Threading افت عملكرد زيادي را به دليل ناكارآمدي كنترلر حافظه مجتمع در داخل GPU و عدم بهره‌گيري موثر از پهناي باند حافظه ايجاد مي‌نمايد. به همين خاطر تعداد بخش هايGPU كه مي‌توانند به صورت همزمان با كنترلرحافظه ارتباط برقرار كنند براي حفظ حداقل كارايي محدود گشته است يا به زبان ساده‌تر GPU هاي امروزي پردازنده‌هاي Multi Thread تمام عيار به شمار نمي‌روند.در «معماري حلقه» همانطور كه از نام آن پيداست از توپولوژي «حلقه» يا Ring با مركزيت كنترلرحافظه به جاي توپولوژي «ستاره» استفاده مي‌گردد، در اين معماري يك «گذرگاه حافظه داخلي» در GPU در نظر گرفته شده كه به صورت يك حلقه دور هسته‌ي GPU قرار گرفته كه نقش واسطه‌گري در تبادل داده‌ها بين اجزا GPU و به خارج از آن را بر عهده دارد. اين گذرگاه داخلي (كه با فركانس هسته GPU داده ها را در طول خود منتقل مي‌كند) به صورت كاملا دوطرفه طراحي شده است همچنين به بهينه‌سازي و ساده‌تر نمودن اتصالات داخل تراشه كمك كرده است، به كمك آن اجزاي مهم پردازنده هم اكنون مي‌توانند از مسير كوتاه‌تر و مطمئن‌تري با يكديگر تبادل اطلاعات نمايند . علاوه بر اين ارتباط اجزاي GPU با حافظه محلي كارت‌گرافيك نيز با زمان تاخير و نرخ سيگنال تخريب شده كمتر صورت مي‌پذيرد . به عنوان مثال در تصوير شماره (1) يكي از اجزاي GPU –كه با مربع كوچك نشان داده شده- نياز به دسترسي خواندن داده‌هاي ذخيره شده در حافظه محلي را دارد. اين بخش ابتدا درخواست خود را به كنترلرحافظه كه در مركز GPU قرار دارد، ارسال مي‌كند و كنترلر حافظه به كمك الگوريتم‌هاي آدرس‌دهي از پيش تعيين شده، پس از محاسبه و مشخص كردن آدرس دقيق داده‌هاي خواستي و اولويت دهي به درخواست‌هاي حياتي، مستقيما با تراشه(ها)يي كه اين داده‌ها در آن ذخيره شده‌اند ارتباط بر قرار كرده و دستور ارسال اين داده‌ها را از تراشه(ها)ي مربوطه صادر مي‌كند
پس از اينكه داده‌ها از تراشه حافظه خوانده و به درگاه كانال حافظه ارسال گرديد، محاسباتي براي تخمين زدن نزديك ترين مسير بين درگاه كانال حافظه فعلي و بخش درخواست كننده داده‌ها در GPU –همان مربع كوچك- صورت مي‌پذيرد و سر انجام بخشي از «حلقه» با پهناي باند وسيع خود داده ها را به مقصد مي‌رسانند.
بنابر اين بر خلاف كنترلرهاي حافظه CrossBar كه در آن كنترلر حافظه هم درخواست‌ها و هم داده‌ها را ميان درخواست كننده و تراشه حافظه ردوبدل مي‌كرد ، اين كنترلر حافظه جديد فقط دستورات را ردو بدل مي‌كند و داده ها از مسير ديگري جريان مي‌يابند.
با كنترلر حافظه مبتني بر معماري «حلقه» محدوديت پردازش هاي Multi-Thread ديگر مطرح نمي‌گردند چرا كه Radeon X1800 مي‌تواند حداكثر تا 512 Thread و ضعيف ترين عضو اين خانواده حداكثر تا 128 Thread را به صورت همزمان پردازش نمايند .
«حلقه» هاي بكاربرده شده در اعضاي اين خانواده با همديگر متفاوت مي‌باشد . R520 داراي دو حلقه 256 بيتي كه در خلاف جهت همديگر انتقال اطلاعات مي‌كنند، مي‌باشد و RV530 از دو حلقه 128 بيتي بهره مي‌برد و در پردازنده گرافيكي RV515 معماري «حلقه» پياده‌سازي نشده است اما از توابع قابل برنامه‌ريزي حافظه بهره مي‌برد كه تكنيك‌هاي ديگري را جهت افزايش پهناي باند موثر حافظه ارائه مي‌كنند.
ويژگي ديگر كنترلر حافظه به كار گرفته شده در GPU هاي «رادئون» سري 1000 ، قابليت برنامه ريزي مجدد آن توسط «راه‌انداز» يا Driver كارت‌گرافيك است. به كمك اين ويژگي مي‌توان پردازنده گرافيكي را براي كاربردهاي خاص بهينه سازي نمود، علاوه بر اين تدابير لازمه براي پشتيباني از حافظه GDDR4 (نسل آينده حافظه‌هاي گرافيكي) نيز در كنترلر حافظه جديد گنجانده شده است.
خط لوله هاي پردازش پيكسل
ATI در معماري جديد خود سعي كرده تا بار پردازشي را به طور متعادل ميان اجزا GPU پخش كند تا به صورت همزمان با هم كار كنند، به همين خاطر پردازنده‌هاي گرافيكي Radeon X1000 داراي معماري Multi-Thread مي‌باشند كه ATI آن را معماري Ultra-Thread مي‌نامد. نام اين معماري ما را به ياد فن‌آوري Hyper Threading شركت اينتل كه در پردازنده هاي پنتيوم 4، آن را به خدمت گرفته مي‌اندازد. علاوه بر نام هدف اين دو فن‌آوري نيز تا حدودي مشابه هم است : «استفاده كردن از منابع محاسباتي موجود پردازنده به صورت موثرتر و به حداقل رساندن زمان غيرفعال بودن بخش‌هاي مختلف پردازنده».
اين پردازنده داراي يك واحد «سوييچينگ هوشمند مجتمع» ياIntegrated intelligent switching مي‌باشد كه بار پردازشي را ميان واحدهاي پردازش پيكسل و واحد بافت‌گذاري، متعادل مي‌سازد، در تصوير شماره 3 طرحي از سايه‌زن پيكسل R520 نشان داده شده است . همانطور كه مشاهده ميكنيد 16 خط لوله پيكسل در اين پردازنده در چهار دسته چهارتايي دسته‌بندي شده‌اند. از طرف ديگر پيكسل‌هاي آماده پردازش نيز به Thread هاي كوچك با طول و عرض 4*4 دسته بندي مي‌گردند.
به اين ترتيب تعداد Thread هايي كه به طور همزمان اجرا مي‌گردد بيشتر شده اما اندازه هر Thread به 16 پيكسل كاهش يافته است تا بازدهي بيشتر در «انشعاب دهي پويا» حاصل شود. در صورتي كه اندازه Thread ها بسيار بزرگ در نظر گرفته ميشد امكان داشت Threadي كه به يك بخش از سايه زن پيكسل فرستاده ميشد از Thread هاي ديگر سريع تر پردازش گشته و تا زماني كه Thread هاي بخش‌هاي ديگر نيز كاملاپردازش نشده‌اند ، آن بخش بدون استفاده در انتظار باقي خواهد ماند.
پردازنده گرافيكي R520 حداكثر تا 512 Thread از كدهاي سايه‌زن‌ها را مي‌تواند به صورت همزمان اجرا كند در حالي كه مدل‌هاي ضعيف‌تر اين خانواده به اجراي 128 Thread محدود شده‌اند.
خط لوله هاي پردازش راس
سايه زن راس «رادئون» سري 1000 بسيار شبيه سايه زن راس Geforce 7800 مي‌باشد. هر خط لوله پردازش راس از دو واحد مجزا براي محاسبات برداري و محاسبات عددي تشكيل شده است. تنها تفاوت ميان اين دو معماري وجود ALU هاي 32 بيتي در G70 مي‌باشد در حالي كه ALU هاي بخش محاسبات برداري خط لوله هاي راس «رادئون» سري 1000 ، 128 بيتي مي‌باشند اين ويژگي امكان شبيه‌سازي CPU توسط GPU را در محاسبات برداري ميسر مي‌سازد. اين خط لوله هاي مي‌توانند يك دستور عددي و يك دستور برداري را به صورت همزمان اجرا نمايند. تصوير شماره4 هشت خط لوله پردازش راس موجود در هسته R520 را نشان مي‌دهد. تعداد اين خط لوله‌ها در RV530 پنج و در RV515 دو عدد مي‌باشد.
پس از بررسي ويژگي‌هاي نوين معماري خانواده پردازنده‌هاي گرافيكي «رادئون» سري 1000 به بررسي كارت‌گرافيك‌هايي كه بر پايه اين پردازنده‌ها تاكنون به بازار عرضه شده‌اند مي پردازيم.
كارت‌گرافيك‌هاي مبتني بر پردازندهگرافيكي R520
كارت‌گرافيك‌هاي اين دسته براي بازار محصولات گران‌قيمت در نظر گرفته شده‌اند و در حال حاضر Radeon X1800 XT در قله كارايي اين خانواده قرار دارد، اين كارت‌گرافيك كه جايگزين Radeon X850XT PE و رقيب سرسخت Geforce 7800GTX مي‌باشد با سرعت هسته 625 و حافظه 1500 مگاهرتزي كار مي‌كند. قيمت اين كارت حدود 549 دلار براي مدل 512 مگابايتي و 499 دلار براي مدل 256 مگابايتي نقل شده است .
كارت گرافيك ديگري كه با اين هسته عرضه مي‌گردد Radeon X1800 XL نام دارد كه تنها تفاوت آن با مدل XT در سرعت هسته 500 و حافظه 1000 مگاهرتزي و خنك كننده ساده‌تر آن مي‌باشد . قيمت اين كارت گرافيك 449 دلار اعلام شده كه براي رقابت با Geforce 7800GT در نظر گرفته شده است.
كارت‌گرافيك‌هاي مبتني بر پردازندهگرافيكي RV530
كارت گرافيك هاي اين دسته براي بازار محصولات ميان قيمت در نظر گرفته شده‌اند كه در چهار مدل Radeon X1600 XT و Radeon X1600 Pro با حافظه 128 و 256 مگابايتي عرضه مي‌گردند . سريع ترين كارت اين رده XT X1600 (تصوير شماره 6) با سرعت هسته 590 و حافظه 1380 مگاهرتز مي‌باشد كه با قيمت 249 دلار وارد بازار خواهد شد
Graphics Card Models
خط لوله‌هاي پيكسل/راس
فركانس حافظه/هسته
حافظه محلي
قيمت پيشنهادي
ATI Radeon X1600 XT
5 / 12
590 / 1380 MHz
256MB DDR3
US$249
ATI Radeon X1600 XT
5 / 12
590 / 1380 MHz
128MB DDR3
US$199
ATI Radeon X1600 PRO
5 / 12
500 / 780 MHz
256MB DDR3
US$199
ATI Radeon X1600 PRO
5 / 12
500 / 780 MHz
128MB DDR3
US$149
كارت‌گرافيك‌هاي مبتني بر پردازنده گرافيكي RV515
كارت‌گرافيك‌هاي اين دسته براي بازار محصولات ارزان‌قيمت در نظر گرفته شده‌اند. در جدول شماره (3) مشخصات و قيمت تخميني آنها آورده شده است . ارزان ترين كارت گرافيك اين دسته Radeon X1300 HyperMemory مي‌باشد كه همانند Geforce 6200 TurboCache بخشي از حافظه سيستم را به خود اختصاص مي‌دهد.
Graphics Card Models
خط لوله‌هاي پيكسل/راس
فركانس حافظه/هسته
حافظه محلي
قيمت پيشنهادي
ATI Radeon X1300 PRO
2 / 4
600 / 800 MHz
256MB DDR3
US$149
ATI Radeon X1300
2 / 4
450 / 500 MHz
256MB DDR
US$129
ATI Radeon X1300
2 / 4
450 / 500 MHz
128MB DDR
US$99
ATI Radeon X1300 HyperMemory
2 / 4
450 / 1000 MHz
32 يا 64 يا 128MB DDR3
~ US$79
سلطان كارت هاي گرافيكي Radeon X1800 يا Geforce 7800 ؟
پاسخ علمي دادن به اين سوال مستلزم ارائه بنچمارك‌هاي مختلف از بازي‌ها و برنامه هاي محك‌زن است كه در اين مقاله نسبتا طولاني جايي براي آن باقي نمي‌ماند تا همين جا هم احتمالا دود از سر مبارك سردبير بلند شده و اگه به ايشان بگم اين مقاله رو دو شماره‌اي كنيم تا در شماره آينده هم از فضايل كارت‌گرافيك‌هاي خانواده «رادئون» سري 1000 مستفيض بشيم، حتما اخراجم خواهد كرد. علاوه بر اين پاسخ دادن به اين سوال با توجه به محصولاتي كه NVIDIA پس از معرفي خانواده «رادئون» براي رقابت با اونها عرضه كرده چندان جالب نيست . اين محصولات جديد چي هستند و چرا اينقدر موقعيت ATI را زير سوال بردند كه حاضر نيستيم با مقايسه ، نوآوري هاي اين خانواده جديد رو زير سوال ببريم؟
پاسخ NVIDIA به ضدحمله ATI
كارت‌گرافيك‌هاي جديدي كه ATI معرفي كرده به خوبي توانايي رقابت با كارت گرافيك هاي فعلي NVIDIA را دارا مي‌باشند و در صورتي كه NVIDIA به كارت گرافيك هاي فعلي خود بسنده مي‌كرد، مسلما ATI مي‌توانست سهم عمده‌اي از بازار را از آن خود كند به خصوص در بازار كارت‌گرافيك‌هاي ميان قيمت جايي كه Radeon X1600 در آن به خوبي ظاهر شده بود.
اولين پاسخ NVIDIA عبارت است از Geforce 7800GTX 512MB ، شايد در نظراول همه تصوركنند كه G70 كه از ابتدا 512 مگابايت حافظه محلي را پشتيباني مي‌كرد پس اين چه ابتكاري هست كه تاج سلطنت را بر سر NVIDIA محكم‌تر كرده؟ شايد اگر ما اسم اين كارت را Geforce 7800 Ultra بگذاريم مشخص بشه كه NVIDIA در اين كارت گرافيك چه تحولي ايجاد كرده است. معمولا نسخه Ultra هر كارت گرافيك داراي حداكثر سرعت هسته و حافظه ممكن مي‌باشد. بنابر اين Geforce 7800GTX 512MB هم 256 مگابايت حافظه بيشتر نسبت به مدل‌هاي پيشين دارد و هم با سرعت هسته و حافظه بيشتري كار مي‌كند. فركانس هسته 550 مگاهرتز و فركانس حافظه 1700 مگاهرتز در مقايسه با فركانس هسته 430 و حافظه 1200 مگاهرتزي مدل 256 مگابايتي چنان افزايش كارايي را ايجاد كرده كه در اكثر تست‌ها اين كارت به عنوان بهترين كارت‌گرافيك موجود شناخته شده است.
پس از اينكه NVIDIA از بازار محصولات گران‌قيمت خود اطمينان پيدا كرد با Geforce 6800GS به رقابت با Radeon X1600 XT در بازار محصولات ميان‌قيمت پرداخت. 6800GS از نظر كارايي ميان دو كارت گرافيك 6800 و Geforce 6800GT قرار ميگيرد كه NVIDIA با پايين آوردن قيمت اين كارت آن را تبديل به گزينه ايده‌آلي با درنظر گرفتن ملاك «كارايي به قيمت» نموده است. اين كارت گرافيك با فركانس هسته 425 و حافظه 1000 مگاهرتز در واقع همان Geforce 6800 است كه حالا با نام جديد و قيمت ايده‌آل تر جايگزين آن مي‌گردد.
سال گذشته هنگامي كه Geforce 6800 توسط NVIDIA معرفي گرديد، تحليل‌گران بر اين باور بودند كه پشتيباني از سايه زن‌هاي نسخه 3 در اين كارت گرافيك گران‌قيمت در آن زمان كاربرد چنداني ندارد و براي اين كارت مزيتي به شمار نمي‌آيد. اما اين ويژگي براي NVIDIA يك برگ برنده بود چرا كه با گذشت يكسال از عرضه اين كارت‌گرافيك، نه تنها از رده خارج نشده بلكه آن را با نام جديدي وارد بازار محصولات ميان قيمت نموده و جايگاه خود را مستحكم تر ساخته است. علاوه بر اين خبرگزاري‌ها خبرهاي متعددي از يك كارت گرافيك ديگر به نام Geforce 6800XT نيز مي‌دهند كه با فركانس هسته 320 و حافظه 700 مگاهرتزي عرضه خواهد شد تا جايگزين Geforce 6600GT گشته و اين كارت را به رده هاي قيمتي پايين تر انتقال دهد.
اين ها تمام پاسخ هاي NVIDIA به سري جديد كارت گرافيك هاي ATI نيستند. بي‌شك NVIDIA پس از معرفي اين سري جديد جايگاه خود را خيلي سست احساس كرده است كه پس از معرفي 7800GTX 512MB و 6800GS خبرهايي نيز از كارت جديدي به نام Geforce 7800GS شنيده مي‌شود . اين كارت گرافيك با هسته G70 و فركانس هسته 375 مگاهرتزي و حافظه 1000 مگاهرتزي به زودي براي جايگزيني با Geforce 6800GT عرضه خواهد شد. سخن آخر
ATI با پردازنده‌هاي گرافيكي Radeon X1000 نشان داد كه در سير تحول فن‌آوري‌هاي اين عرصه چيزي از رقيب خود NVIDIA كم ندارد. سري جديد فن‌آوري نوين و ابتكاري را به خدمت گرفته است از طرف ديگر تجربه نشان داده پردازنده‌هاي گرافيكي كه فن‌آوري‌هاي ابتكاري به همراه دارند در بازار چندان مورد استقبال قرار نمي‌گيرند و اين پردازنده‌ها در واقع بستري هستند براي تضمين موفقيت فروش پردازنده هاي نسل بعدي كه فن‌آوري‌هاي نوين آنها را به ارث خواهند برد .
با در نظر گرفتن اقدامات اخير NVIDIA كارت‌گرافيك‌هاي جديد ATI با شرايط فعلي، آينده پرفروشي را پيش رو نخواهند داشت اما فراموش نكنيم فن‌آوري كه براي اولين بار در اين سري به خدمت گرفته شد در آينده نزديك ATI را مالك تاج سلطنت دنياي كارتهاي گرافيكي خواهد نمود . پردازندهگرافيكي آينده ATI با كد R580 به زودي عرضه خواهد شد و حدس زدن پاسخ NVIDIA به آن، بسيار دشوار مي‌باشد چرا كه NVIDIA از تمام پتانسيل محصولات خود براي رويايي با كارت گرافيك هاي «رادئون» سري 1000 بهره برده است.
بحث هاي بسيار زياد و موضوعات متنوعي در رابطه با رادئون سري 1000 وجود دارد كه در اين مختصر با توجه به محدوديت چهارچوب مقالات نشريه، سعي كردم تا به بعد فن‌آوري و نوآوري هاي آنها بيشتر پرداخته شود چرا كه ATI به زودي آرايش جنگي خود را تغيير خواهد داد و آنچه كه از اين سري كارت گرافيك‌ها به غير از نام آنها باقي خواهند ماند، فن‌آوري‌هاي انقلابي است كه نسل‌هاي بعدي آن را ارث خواهند برد.
توضيح : اين مقاله در ماهنامه کاربر شماره ۱۳ نيز چاپ شده است لذا کليه حقوق نشر و نشر الکترونيک آن مطعلق به نشريه کاربر می‌باشد
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]