ATi R420, R423 & Co. Informationen

22. Februar 2004 / von Leonidas / Seite 1 von 2

Nachdem wir Ende Januar einen schon ziemlich kompletten Überblick über die kommenden nVidia-Grafikchips geben konnten, stand natürlich die Frage im Raum, was denn nun von ATi für das Frühjahr 2004 zu erwarten ist. Zu dem Zeitpunkt des nVidia-Artikels waren die Informationen zu den kommenden ATi-Grafikchips jedoch noch recht rar gesät, das ganze ließ sich grob in drei Absätzen zusammenfassen.

Abhilfe schaffte hier erst ein Artikel seitens AnandTech von letzter Woche, in welchem die Pläne von ATi schon recht detailliert dargelegt wurden. Wir wollen uns nachfolgend vorwiegend auf diese Informationen seitens AnandTech stützen, flechten dabei aber noch etwas eigenes Wissen ein - und haben einige wesentliche Details zur Einordnung der einzelnen Grafikchips hinzuzutragen, welche bis dato noch nicht bekannt waren und von welchen zumindestens eines für mehr als reichlich Diskussionstoff sorgen wird :-).

Vorab noch kurz zur "Klasse" der nachfolgenden Informationen: Diese sind - sofern nicht anders gekennzeichnet - sichere Informationen. Sowohl das bei AnandTech gesagte als auch unsere Ergänzungen wurden uns von einer aus erster Hand informierten Quelle bestätigt bzw. genannt.

Und damit zum kommenden Hauptprojekt von ATi, dem R420 Chip. Jener hat - glaubt man den Gerüchten zu diesem Fall - eine reichlich wechselvolle Geschichte hinter sich. Ursprünglich sollte der R400-Chip mit Shader 3.0 Support die Chips der R3x0-Serie noch im Herbst 2003 beerben, doch angeblich war ATi im letzten Jahr mit den allerersten Performance-Simulationen des R400 nicht wirklich zufrieden. Man kann hier darüber spekulieren, daß womöglich die Shader 3.0 Performance in Ordnung war, jedoch die Shader 2.0 Performance nicht den Erwartungen entsprach. Da jedoch derzeit und in naher Zukunft bei DirectX9-Benchmarks der Einsatz von Shader 3.0 noch auf sich warten läßt, hätte man mit einem schönen technischen Spielzeug für Shader 3.0, aber ohne die nötige Grundperformance in der Realität bei Shader 2.0 dagestanden.

So jedenfalls eine mögliche Erklärung, weswegen ATi der R400-Chip in einer noch sehr frühen Design-Phase dermaßen mißfiel, daß man das Projekt komplett cancelte. Angeblich sind die brauchbaren Teile des R400-Designs für das dem R420 nachfolgende R500-Projekt übernommen wurden - und für die Zwischenzeit, da man schließlich nicht einfach nach dem R350 (Radeon 9800 /Pro) nichts neues bringen konnte, brauchte man eine schnell zu realisierende Lösung, welche vor allem den Fehler des R400 - technisch Spitze, aber bei der Performance weniger gut - nicht begann. Man entschied sich letztlich, neben dem R360-Chip (Radeon 9800XT) als einen weiteren Refresh des R300-Chips (Radeon 9700 /Pro) zur zeitlichen Überbrückung, das R420-Projekt anzufangen.

Der R420, zuerst auch bekannt als Projekt "Loki", sollte dabei nicht das große technologische Vorhaben wie der R400 werden, sondern die bewährte Technik der vorhergehenden Chips R300 (Radeon 9700 /Pro), R350 (Radeon 9800 /Pro) und R360 (Radeon 9800XT) in wesentlich verbesserter Weise weiterführen, ohne dabei allerdings ein generell neues Design wie beim R400 anzufangen. Sprich: In erster Linie deutlich mehr Performance, weniger allerdings neue Features.

Schon frühzeitig wurde hierzu der eine wesentliche Punkt bekannt, auf welche Art ATi dies realisieren will: Die Verwendung der 130nm Fertigungstechnologie. Die vorhergehenden Chips der R3x0-Linie werden allesamt noch in 150nm gefertigt, insbesondere die 412 MHz Chiptakt der Radeon 9800XT (immerhin 107 Millionen Transistoren schwer) erscheinen dabei als ingenieurstechnische Meisterleistung. Mittels der kleineren Fertigungstechnologie dürfte ATi den R420 mit Leichtigkeit höher takten können, selbst wenn dieser mehr Transistoren mitbringt als die Vorgänger aus der R3x0-Linie.

Der andere wesentliche Punkt ergab sich schon indirekt aus der voranstehenden - allerdings natürlich nur auf Gerüchten basierenden - Geschichte über den Werdegang des R400- und R420-Chips. Denn da der R420 generell gesehen immer noch vom R3x0-Design abstammt, war es eigentlich eher unwahrscheinlich, daß der R420-Chip Shader 3.0 Support würde bieten können. An einen R3x0-Chip den Support für Vertex und Pixel Shader 3.0 einfach "dranzukleben", ist nämlich nicht wirklich möglich, dafür sind die Shader 3.0 zu unterschiedlich zu den Shadern 2.0.

Nun, dies war die theoretische Überlegung auf Basis der Gerüchte-Story um R400 und R420. In der Folgezeit geriet diese Ansicht, der R420 könnte keinen Shader 3.0 Support haben, allerdings mehr und mehr in Vergessenheit - alle Welt inklusive sogar S3, XGI und Intel redete auf ihren Roadmaps schließlich vom Shader 3.0 Support und jede Gerüchteküche ordnete den R420 generell als "Shader 3.0 Chip" ein, so daß es immer unwahrscheinlicher wurde, daß dies nicht so ist. Doch weit gefehlt - die ursprüngliche theoretische Überlegung war doch richtig, denn: Wir können zweifelsfrei bestätigen, daß der ATi R420-Chip keinen Shader 3.0 Support bieten wird.

Nun erreicht der Verzicht auf dieses Feature allein noch keinen Performance-Zuwachs - abgesehen davon, daß man sich Transistoren spart und damit nur auf 160 Millionen beim R420 kommt, im Gegensatz zu 175 Millionen beim nVidia NV40. Doch hinter diesem Verzicht steht eine klare Absicht: ATi sagt hierzu, daß die Shader 3.0 keine solche Bedeutung haben werden, wie die IT-Welt eventuell derzeit annimmt, und daß man sich deshalb beim R420 lieber zielgerichtet auf die Shader 2.0 Performance konzentriert hat, anstatt mit den Shadern 3.0 ein schönes, aber eher nutzloses Checklisten-Feature einzubauen.

Man verweist hier auch nicht zu Unrecht auf die Shader 2.X der nVidia DirectX9-Chips, welche nur äußerst selten von den Spieleprogrammierern benutzt wurden. Zudem ist die Kompatibilität des R420 und dessen Nachfolger wohl kaum durch den Verzicht auf Shader 3.0 gefährdet, denn es wurden schon Millionen Shader 2.0 Grafikchips in Form der derzeitigen DirectX9-Beschleuniger verkauft, deren Nutzer wohl kein Spieleprogrammierer in den nächsten Jahren durch die Anforderung von Shader 3.0 fähigen Grafikchips verärgern kann. Zudem setzen Spieleprogrammierer gern und oft auf den kleinsten gemeinsamen Nenner - und dieser lautet nun einmal bei DirectX9-Chips Shader 2.0.

Generell gesehen muß man ATi hier also durchaus Recht geben: Derzeitig und auch zu Lebzeiten des R420-Chips wird sich selbst einfacher Shader 3.0 Support in Spielen wohl noch an einer Hand abzählen lassen. Spiele, welche Shader 3.0 direkt voraussetzen, werden zudem wohl erst in den Markt kommen, wenn der R420 längst zum LowCost-Produkt degradiert wurde. Denn derzeit kommen gerade einmal die ersten Spiele mit Zwang zu DirectX8-Hardware in den Markt, Spiele mit Zwang zu DirectX9-Hardware (auf Shader 2.0 Basis) sind unseres Wissens nach noch nicht einmal angekündigt.

Schwierig wird es nur, dies den Anwendern und Kunden zu vermitteln, schließlich hatten sich mehr oder weniger alle auf den Shader 3.0 Support als das Feature der kommenden NextGen-Generation von ATi und nVidia eingeschossen. Auch macht sich der Shader 3.0 Support sicherlich hervorragend als Checklisten-Feature im OEM-Markt, von den Herstellerfirmen dann gern auch fälschlicherweise als "DirectX 9.1 Support" beschrieben (was natürlich Unsinn ist, wie hier schon ausgeführt). Positiverweise reicht jedoch der Support von Shader 2.0 auch aus, um beim Windows XP Nachfolger "Longhorn" in die höchstmögliche Hardware-Klasse ("Tier 2") zur Darstellung der neuen 3D-Oberfläche von Longhorn zu kommen, hierfür wird kein Shader 3.0 Support benötigt.

Sicherlich wird die Meldung, das ATi dem R420 nur mit Shader 2.0 Support ausstattet, für eine heftige Diskussion sorgen. ATi hat hier die strategische Entscheidung getroffen, den Shader 3.0 Support beim R420 wegzulassen, um sich auf die Performance unter Shader 2.0 Anwendungen zu konzentrieren - denn dies sind jene Anwendungen, mit welcher der R420 zu seinen Lebzeiten konfrontiert sein wird. Von der Sache her ist diese Überlegung richtig, aber ATi bietet damit natürlich auch einige Angriffsfläche für nVidia, welche den Shader 3.0 Support bei der NV4x-Linie eben bieten werden - und diese technologische Überlegenheit sicherlich auch Marketing-technisch auszunutzen versuchen werden.

Abseits der sicherlich aufflammenden Diskussion über Sinn und Unsinn von Shader 3.0 hat ATi mit dem Verzicht auf diese aber auch eine klare Richtlinie für den R420 gegeben: Dieser Chip soll unter Shader 2.0 zur absoluten Höchstform auflaufen. Zwar wird der Chip weiterhin 8 Rendering-Pipelines wie seine Vorgänger haben, doch diese sollen erheblich verbessert worden sein. Was sich dahinter genau verbirgt, wollte man uns jedoch noch nicht sagen. Es könnten mehrere Textureneinheiten pro Pipeline sein (die R3x0-Chips hatten alle nur eine Textureneinheit pro Pipeline), es könnten auch interne Verbesserungen sein, welche dann wohl eher nur die Chip-Experten unter uns verstehen werden. Zumindestens soll an den Rendering-Pipelines tatkräftig gearbeitet worden sein, um die Shader 2.0 Performance auf ein neues Level zu befördern.

Desweiteren wurde die Anzahl der Vertex Shader von 4 auf 6 erhöht, was dem R420 zusammen mit der Takterhöhung und den internen Verbesserungen eine Steigerung der Vertex Leistung um bis zu 100 Prozent bescheren könnte. Im übrigen reicht nach unseren Rechnungen diese Erhöhung der Anzahl der Vertex Shader (im übrigen ist die Anzahl nicht direkt mit den nVidia-Chips vergleichbar, welche ein Vertex Shader Array benutzen) nicht aus, um die 50 Millionen mehr Transistoren zu erklären - hier dürfte im R420 also noch Platz für die eine oder andere Überraschung sein, seien es die schon erwähnten mehr Textureneinheiten oder aber verbessertes Anti-Aliasing oder/und anisotrope Filterung.

Leider liegen derzeit noch keine Informationen vor, was ATi beim R420 wirklich bezüglich Anti-Aliasing und anisotropen Filter zu ändern bzw. zu verbessern gedenkt. Abseits der Performance, welcher natürlich nie genug ist :-), ist die Qualität des Anti-Aliasings der jetzigen ATi-Chips sicherlich schon recht optimal, während man hingegen bei der Qualität der bilinearen, trilinearen und anisotropen Filter sicherlich noch zulegen kann. Davon abgesehen läßt sich also momentan über den R420-Chip folgendes zusammenfassend sagen:

ATi R420

generell basierend auf den R3x0-Chips, allerdings mit vielen Verbesserungen an der Shader-Architektur
160 Millionen Transistoren, in 130nm bei TSMC gefertigt
8 Rendering-Pipelines, Anzahl der Textureneinheiten unbekannt
6 Vertex Shader Einheiten
DirectX 9.0 Architektur, unterstützt Shader 2.0
256 Bit Speicherinterface, unterstützt DDR1, GDDR2 und GDDR3
internes AGPx8 Interface
genaue Taktraten: unbekannt; laut AnandTech runde 500 MHz Chip- und Speichertakt
Präsentation: vermutlich noch erstes Quartal 2004
Markteintritt: zweites Quartal 2004

Die aus dem Artikel von AnandTech stammenden Chip- und Speichertakte hören sich erst einmal relativ niedrig an, insbesondere wenn man den NV40 derzeit auf 500 bis 600 MHz Chiptakt und 600 bis 800 MHz Speichertakt taxiert. Allerdings wären das gegenüber dem R360-Chip (Radeon 9800XT) immerhin auch schon 21 Prozent mehr Chip- und ganze 37 Prozent mehr Speichertakt, während nVidia bei angenommenen 550/600 MHz gegenüber dem NV38 (GeForceFX 5950 Ultra) takttechnisch "nur" um 16 bzw. 26 Prozent zulegt.

Zudem kann man davon ausgehen, daß beim Speichertakt definitiv noch Spielraum nach oben ist, immerhin hat Samsung kürzlich die Massenproduktion von GDDR3 mit bis zu 800 MHz Taktfrequenz begonnen. Auch beim Chiptakt sollte aufgrund der 130nm Fertigung eigentlich noch etwas mehr möglich sein - in diesem Punkt erscheinen uns die genannten Taktraten doch etwas konservativ angegeben. Wir können uns für unseren Teil also durchaus vorstellen, daß ATi eine mögliche Pro-Version des R420 auch höher taktet als jene 500/500 MHz, welche AnandTech genannt haben.