Radeon X1900: l'evoluzione della specie

La storia del processore grafico R580 risale a molti mesi prima dell'arrivo di R520 sul mercato. La prima volta che si sentì parlare di questo prodotto, infatti, è stato a marzo del 2005, quasi un anno fa. In quel periodo erano ancora incerte le informazioni relative allo stato dei lavori per R520, ma si seppe da subito che ATI stava già lavorando al suo successore. Si tratta, quindi, di una GPU le cui fasi di progettazione sono proseguite parallelamente a quelle di R520 ed oggi, conoscendone analogie e differenze, possiamo comprendere come ciò sia stato possibile.

Iniziamo l'analisi del processore grafico R580 dicendo che in termini di processo produttivo i suoi 384 milioni di transistor sono stati realizzati sulle medesime linee di produzione a 90 nanometri con cui oggi vengono costruiti RV515, RV530 e R520 e che, contrariamente a quest'ultimo, il suo concepimento non ha incontrato particolari problemi. Fin dalla presentazione delle schede Radeon X1800, infatti, ATI aveva affermato di avere un chip chiamato R580 già in produzione. Questa è senza ombra di dubbio una buona notizia non solo per l'azienda canadese, ma anche per i suoi clienti in quanto avere meno problemi a livello produttivo si traduce in rese superiori, costi inferiori ed una disponibilità maggiore.

L'architettura di base di R580 non differisce molto da quella di R520. Con l'introduzione della famiglia Radeon X1000, ATI ha messo a punto uno schema di funzionamento che, al di là della porzione relativa al calcolo dei vertex shaders, l'unica rimasta conservativa, si compone di una serie di unità di calcolo rivolte allo svolgimento delle operazioni matematiche (PSU) e di texturing (TMU) e di un Ultra-Threaded Dispatch Processor dedicato alla gestione contemporanea di un determinato numero di threads. Questa modalità di organizzare l'elaborazione dei pixel shaders è fortemente innovativa e possiede numerosi vantaggi, uno su tutti l'elevata efficienza, in quanto l'intervento dell'Ultra-Threaded Dispatch Processor in abbinamento alla presenza di un elevato numero di registri condivisi da tutte le unità, consente di parallelizzare al massimo tutte le fasi di elaborazione assicurandosi di sfruttare tutte le unità disponibili in un determinato istante e riducendo le latenze.

La colonna portante alla base della progettazione di R580 è il rapporto tra numero di accessi alle texture e numero di operazioni matematiche all'interno dei pixel shaders. Secondo le statiche mostrateci da ATI, tale rapporto aumenta con il passare del tempo ed i più recenti videogames hanno mediamente pixel shaders con un rapporto di 5:1, il che vuol dire che se abbiamo 10 operazioni di accesso alle texture, ne troveremo circa 50 di carattere matematico. Tale rapporto per titoli come FEAR e Splinter Cell Chaos Theory, che sono tra i più esosi, è rispettivamente pari a 7:1 e 8:1. ATI ha, quindi, sfruttato queste informazioni per progettare un'architettura altamente modulare, che rendesse le TMU e le ALU indipendenti tra loro. In questo modo è possibile dare vita a processori grafici differenti nel numero di ALU, ma non nel numero di TMU e viceversa ed infatti se confrontiamo, ad esempio, RV515 con RV530, osserviamo che la differenza sostanziale è solo nel numero di unità di pixel shading o, se vogliamo, nel rapporto tra unità di pixel shading e unità di texturing.