ATI图形处理器体系架构回顾

和NVIDIA G80之前的图形芯片类似，ATI在桌面产品方面的发展也是经历了硬件三角形设置（Setup）引擎、集成硬件T&L、硬件VS/PS的阶段，其中最辉煌的当然就是我们时常提到的R300或者说第一代DX9产品的时代。

不过除了运算部分的变化外，ATI、NVIDIA的GPU在其他部分或者说纹理单元、光栅处理单元以及内存控制等方面也有相当巨大幅度的演进，例如各向异性纹理过滤、全屏抗锯齿、交叉/环路内存控制、高速缓存等等。

ATI在03年的时候获得了微软的XBOX 360研发合同，其中就包括了代号Xenos（又被称作C1）的图形处理器。最大的特色是采用了统一着色器单元架构，顶点、像素着色器程序都在同样的单元上执行，由线程调度器作动态的资源分配，还引入了顶点纹理拾取（VTF单元）等ATIS同期R5XX产品所不具备的特性。

Xenos（C1）体系结构简图（资料来源：微软）

Xenos还采用了主芯片+集成有10MB eDRAM的渲染后端芯片的双管芯单片封装设计，既满足了游戏机的低引脚数芯片设计，又很大程度上解决了带宽饥渴型应用的瓶颈问题，在成本、性能的取舍上获得了业界的好评。

和Xenos同期提供给微软选择的还有NVIDIA的NV50也就是G80的原始前身，不过NVIDIA认为在NV50上微软的授权方式不能接受，只同意NV4X或者G7X的技术授权，结果是微软选择了开价更好的Xenos。

R600家族的体系架构在一定程度上可以看作是延续自Xenos，但是和Xenos相比，R600不仅规模上大得多，而且在着色器单元等方面都有较大的改进，最重要的是R600是DX10代产品，而Xenos则只是DX9+。

代号R600采用了台积电的80纳米高速版（80HS），集成了大约7亿枚晶体管，一枚管芯内集成了3D处理、2D加速、视频加速、显示输出、内存控制、HDCP、5.1音频通道等单元。

第一款采用R600芯片的产品是这次发布的RADEON HD 2900XT，3D内核频率为750MHz，搭配512位内存总线，内存总线的传输速率为1.65GT/s。

R600具备4个Quad Processor（四方阵列处理器，简称QP），每个QP内包含了16个着色器（shader）处理单元，每个着色器内包含了5路超标量（superscalar）的运算单元（ALU）。

着色器内的这些运算单元的功能并不完全一样，其中的四个"瘦"单元均可以每个周期执行一条MAD（乘加）指令，而另一个"胖"单元除了可以每个周期执行一条MAD指令还可以每个周期执行一条诸如SIN、COS、LOG、EXP等相对更复杂的函数指令。所有的运算单元都是32-bit浮点精度，但是也可以执行整数指令。

R600的TMU（纹理映射单元）设计和C1类似，虽然都有32个纹理定址单元，但是只有16个纹理取样单元，因此纹理映射单元（TMU）实际上是相当于16个，不过它们的纹理过滤单元和以前ATI的桌面产品相比，实现了硬件浮点纹理过滤能力。

R600的渲染后端单元（ROP）为16个，具备双倍Z处理能力，共计每个周期实现32 Z处理，各ROP的渲染对象输出能力也比RX10000提高了一倍达到8 MRT。

简而言之，作为第一款上市的ATI DX10产品，RADEON HD 2900XT提供了480GFLOPS或者说240 BIPS、12 GPixel/s、12GTexel/s的峰值指标，但是单纯看这些数字是看不出这个架构的性能的，在它们背后的细节才是性能的真正关键所在。