〖原创〗小熊在线-neo 北京 2004年05月25日15:23
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ATi在R300时代取得了辉煌的战绩，R300的着色器有着非常高的并行执行效率（co-issue），这让同时期的NV30和NV35望尘莫及，我们知道NV30和NV35由于流水线 架构设计上的问题，在执行PS1.4和PS2.0指令时效率很低，而且当临时寄存器使用数量超过4个时，性能为大幅下降20%。NV30采用的是4×2的流水线设计，它的每个像素着色器每个时钟周期能完成2个双线性过滤纹理贴图和一条算术运算指令，我们称之为2T+1M（2次纹理贴图+1条算术指令），由于只有4条流水线，相当于每时钟周期完成8T+4M，虽然NV30在进行Z/模板输出时每时钟周期可以处理8个像素，相当于8×0架构。而R300采用了8×1的流水线设计，每个像素着色器一个时钟周期内可以完成一次双线性纹理贴图和2条算术指令（ATi称之为co-issue），也就是说R300每时钟周期能完成8T+16M，在算术指令的处理能力上远超过NV30。nVidia迅速推出NV35以取代NV30，NV35的像素着色器增加了一个浮点处理单元，可以实现2T+2M的处理能力，即使如此，NV35的指令呑吐量还是远低于R300。因此nVidia在NV40上采用了全新的架构设计，NV40的管线在一个时钟周期内仅能完成一次双线性过滤纹理贴图，但是它最多能完成4条数学运算指令，它的流水线是1T+4M，NV40拥有16条 并行流水线，可以提供16T+64M的最大处理能力，也就是16次纹理贴图加64次数学运算。NVIDIA这次把主要的精力从纹理贴图转移到数学运算上，可见nVidia是吸取了前代产品上的经验与教训。NV40发布不久，ATi也发布了它的旗舰产品R420。
R420的形象RUBY
采用130nm，低介电，铜连线工艺的X800芯片，拥有1.6亿颗晶体管，由台积电生产
可能是因为ATi的R300/RV350在架构上的领先优势太多，R420大量沿用R300以来的设计，并没有支持VS3.0（顶点着色器 3.0）和PS3.0（像素着色器3.0），也就是说R420不支持VS3.0和PS3.0中引入的动态流程控制，不支持无限长度的着色器指令，不支持VS3.0带纹理的顶点处理。不过ATi自有它的一套方法来弥补， 例如VS3.0中的顶点纹理查找指令能够实现位移贴图功能，位移贴图能够避免纹理表面过于平滑，R420的3Dc也能得到细致的纹理效果，两者有异曲同工之妙，关于3Dc后面会有详细的介绍。
X800 XT的架构图，它具有256位的GDDR3内存接口，6条顶点处理管线，三角形设置引擎，16条像素处理管线（组织成4个quad像素处理管线），SMOOTHVISION HD和HYPER Z HD。X800 Pro的像素管线被减少到12条，今后还会有精减到8条甚至4条管线的产品。
内存总线
R420的内存接口结构和R300一致，四条64位的交错（crossbar）总线，R420提高了内存总线的频率，X800 XT的内存频率达到了560MHz，这要比R300提高了200MHz，X800 Pro也达到了450MHz。由于R420具有16条并行的像素处理管线，这需要高带宽的内存总线配合。X800最终也选择了GDDR-3，和GDDR-2相比，GDDR-3降低了工作电压，减少了功耗，提高了工作频率。GDDR-3内部结构仍然是DDR2内存的4bit-prefetch，目前主要由三星提供产品。
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