Radeon R300シリーズ

このチップは、それぞれ1つのテクスチャ マッピング ユニットを備えた8つのピクセル パイプラインからなるアーキテクチャを採用しました（8x1 デザイン）。これは、パイプラインごとに2つ（またはオリジナルのRadeonの場合は3つ）のテクスチャ ユニットを使用する古いチップとは異なりますが、R300が古いチップほど効率的にマルチ テクスチャリングを実行できないという意味ではありません。そのテクスチャ ユニットは、ジオメトリ パスごとに最大16個のテクスチャをサンプリングできる新しいループバック操作を実行できます。テクスチャは、バイリニア、トライリニア、または異方性フィルタリングを使用した1次元、2次元、または3次元の任意の組み合わせにすることができます。これは、より柔軟な浮動小数点ベースの Shader Model 2.0+ピクセル シェーダーと頂点シェーダーとともに、新しいDirectX 9仕様の一部でした。4つの頂点シェーダー ユニットを備えたR300は、DirectX 8シェーダーと比較してより多くの機能セットが提供されることに加えて、以前のRadeon 8500およびGeForce4 Ti 4600の2倍以上のジオメトリ処理能力を備えていました。

ATI は、自然光によるレンダリングデモで、ピクセル シェーダー PS2.0 で何ができるかの一部を示しました。このデモは、著名な 3D グラフィックス研究者Paul Debevec氏の高ダイナミック レンジ レンダリングに関する論文をリアルタイムで実装したものです。^{[ 1 ]}注目すべき制限は、すべての R300 世代のチップが、 DirectX 9 の最大 128 ビットFP32ではなく、最大96 ビット、つまりFP24の浮動小数点精度で設計されていたことです。DirectX 9.0 では、完全な精度の仕様に準拠するための最小レベルとして FP24 が指定されていました。この精度のトレードオフは、当時の製造プロセスにおいてトランジスタの使用と画質の最良の組み合わせを提供しました。これは、重いブレンドを行う際に、通常は目に見えない品質の低下を引き起こしました。ATI の Radeon チップは、 R520まで FP24 を超えることはありませんでした。

R300は、256ビットメモリバスを真に活用した最初のボードでした。Matroxは数か月前にParhelia 512をリリースしていましたが、このボードは256ビットバスで大きな向上を示しませんでした。しかし、ATIはバスを256ビットに倍増しただけでなく、NVIDIAのメモリ技術にやや似た高度なクロスバーメモリコントローラも統合しました。4つの個別の負荷分散された64ビットメモリコントローラを使用することで、ATIのメモリ実装は、メモリトランザクションの適切な粒度を維持し、メモリレイテンシの制限を回避することで、高い帯域幅効率を実現することができました。「R300」には、ATIの革新的なHyperZメモリ帯域幅とフィルレート節約技術の最新の改良版であるHyperZ IIIも搭載されていました。8x1アーキテクチャの要求は、テクスチャとピクセルフィルレートが2倍であるため、前世代の128ビットバス設計よりも多くの帯域幅を必要としました。

Radeon 9700は、ATIのマルチサンプルガンマ補正アンチエイリアシング方式を導入しました。このチップは、2倍、4倍、6倍などのモードでスパースサンプリングを提供しました。マルチサンプリングは、旧Radeonのスーパーサンプリング方式よりもはるかに優れたパフォーマンスを提供し、当時のNVIDIAの製品と比較して優れた画質を実現しました。アンチエイリアシングは、当時最新かつ最も要求の厳しいタイトルでも初めて完全に使用可能なオプションとなりました。R300はまた、高度な異方性フィルタリングを提供し、GeForce4や他の競合カードの異方性ソリューションよりもパフォーマンスへの影響がはるかに小さく、角度に大きく依存していたRadeon 8500の異方性フィルタリング実装よりも大幅に改善された品質を提供しました。

2008年3月14日、AMDはR3xx用の3Dレジスタリファレンスを公開しました。^{[ 2 ]}

Radeon 9700 のアーキテクチャは、2002 年の同世代の製品と比較して非常に効率的で、はるかに高度でした。通常の条件下では、Radeon 9700 Pro は、以前の最上位カードであるGeForce4 Ti 4600 を 4 ～ 101% 上回り、アンチエイリアシング (AA) および/または異方性フィルタリング (AF) が有効になっている場合は最大 278% 上回ります。 ^{[ 3 ]}当時、これは非常に特別なことであり、AA と AF が実際に使用可能な機能として広く受け入れられる結果となりました。^{[ 4 ]}

高度なアーキテクチャに加えて、レビュアーは ATI の戦略変更にも注目した。9700 は、ATI がすべてのグラフィック カードを製造するのではなく、サードパーティメーカーに出荷される ATI のチップとしては 8500 に次ぐ 2 番目の製品となるが、ATI は最上位チップを使用したカードの製造は継続する。これにより、ドライバの改善に振り向けられるエンジニアリング リソースが解放され、そのおかげで 9700 は発売当初から驚異的なパフォーマンスを発揮した。id Software のテクニカル ディレクターであるJohn Carmackは、 E3 のDoom 3デモを Radeon 9700 で実行した。^{[ 5 ]}

R300 GPU によってもたらされたパフォーマンスと品質の向上は、GeForce 256やVoodoo Graphicsの成果と並んで、3D グラフィックスの歴史上最も偉大なものの 1 つと考えられています。さらに、NVIDIA の対応として登場したGeForce FX 5800は、市場投入が遅れただけでなく、特にピクセル シェーディングを使用した場合、あまり印象的ではありませんでした。R300 は、発売から少なくとも 3 年後には新しいゲームでプレイ可能なパフォーマンスを実現し、史上最も長く使用された GPU の 1 つとなりました。^{[ 6 ]}

2003 年初頭、9700 カードは 9800 (または R350) に置き換えられました。これらはクロック速度が向上し、アンチエイリアシング性能を高めるシェーダー ユニットとメモリ コントローラが改良された R300 です。これらは、最近発売されたGeForce FX 5800 Ultra に対するパフォーマンスの優位性を維持するように設計されており、それを難なく達成しました。9800 は、主に (そして顕著に) 重い SM2.0 ピクセル シェーディングを伴うタスクにおいて、改良された FX 5900 に対しても依然として健在でした。9800 のもう 1 つのセールス ポイントは、FX 5800 および FX 5900 のデュアル スロット要件と比較して、シングル スロット カードであったことです。256 MBのメモリを搭載した 9800 Pro の後のバージョンでは、 GDDR2が使用されました。他の2つのバリエーションは、クロック周波数を下げただけの9800 Proである9800と、ピクセル処理ユニットの半分が無効化された（場合によっては再び有効化できた）9800 SEでした。ATIの公式仕様では9800 SEのメモリバスは256ビットと規定されていましたが、ほとんどのメーカーは128ビットのバスを使用していました。通常、256ビットのメモリバスを備えた9800 SEは「9800 SE Ultra」または「9800 SE Golden Version」と呼ばれていました。 

9800 と並行して、9600 (別名 RV350) シリーズが 2003 年初頭に発売されました。9600 PRO は、置き換えるはずだった 9500 PRO を上回る性能ではありませんでしたが、130  nm プロセス (7500/8500 以降の ATI カードはすべて 150 nm でした ) と簡素化された設計により、ATI にとってははるかに経済的に製造できました。Radeon 9600 のRV350コアは基本的に 9800 Pro を半分に切ったもので、同じ機能ユニットがちょうど半分になっているため、2 つの頂点シェーダーを備えた 4×1 アーキテクチャになっています。また、階層型 z バッファ最適化ユニットが削除されたため、Radeon 9500 と同様に HyperZ III の一部が失われました。130  nm プロセスを使用することで、コアクロック速度を上げることもできました。デフォルトのクロック周波数が高い9600シリーズは、オーバークロッカーによってかなりの余地があることが示されました（Proモデルでは400MHz から 500MHz以上を達成）。9600シリーズは、置き換えた9500および9500 Proよりも性能は劣っていましたが、NVIDIAのGeForce FX 5600 Ultraに対する9500の優位性をほぼ維持することに成功し、長年主流の高性能ボードであったGeForce4 Ti 4200に対するATIのコストパフォーマンスの高い回答となりました。

2003年の夏、RV350コアをベースにしたMobility Radeon 9600が発売されました。DirectX 9.0シェーダーを提供する最初のノートPCチップとして、以前のMobility Radeonと同様の成功を収めました。Mobility Radeon 9600は当初、GDDR2-Mと呼ばれるRAMテクノロジーを使用する予定でした。そのメモリを開発していた会社が倒産し、RAMが届かなかったため、ATIは通常のDDR SDRAMを使用せざるを得ませんでした。GDDR2-Mを使用していれば、間違いなく消費電力の削減とパフォーマンスの向上が見られたでしょう。2004年の秋には、わずかに高速なバリアントであるMobility Radeon 9700が発売されました（名前が似ているにもかかわらず、デスクトップ版Radeon 9700の古いR300ではなく、依然としてRV350をベースにしていました）。

2003 年後半には、9800 XT (R360)、9600 XT (RV360)、9600 SE (RV350) の 3 つの新しいカードが発売されました。9800 XT は 9800 PRO よりわずかに高速で、9600 XT は新しく発売された GeForce FX 5700 Ultra と十分に競合しました。^{[ 7 ]} 9600 XT のRV360チップは、 Low-Kチップ製造を利用した ATI 初のグラフィックス チップで、9600 コアのクロックをさらに高くすることができました (デフォルトは 500  MHz)。9600 SE は、NVIDIA の GeForce FX 5200 Ultra に対する ATI の回答で、5200 を上回る性能を発揮しながらも、より安価でした。 2004年初頭には、別の「RV350」ボードが登場し、Radeon 9550が搭載された。これは、コアクロックが低い（ただし、メモリクロックとバス幅は同じ）Radeon 9600だった。

R300ベースの世代で注目すべき点は、全ラインナップがシングルスロット冷却ソリューションを採用していたことである。ATIが公式にデュアルスロット冷却設計を採用したのは、2004年12月に発売されたR420世代のRadeon X850 XT Platinum Editionまで待たなければならなかった。 ^{[ 8 ]}

また、2004年にはATIがRadeon X300およびX600ボードをリリースしました。これらはそれぞれRV370（ 110nmプロセス）およびRV380（ 130nm Low-Kプロセス）GPUをベースとしていました。これらはRadeon 9550および9600で使用されているチップとほぼ同じで、唯一の違いはネイティブPCI Express対応である点でした。これらはDellをはじめとするOEM企業にとって非常に人気が高く、コネクタ（ DVIまたはDMS-59）、カードの高さ（フルハイトまたはハーフハイト）など、さまざまな構成で販売されました。

その後、Radeon X300グラフィックカードと同じチップ（RV370）を使用したRadeon X550が発売された。

これらのGPUは、マザーボードに統合されているか、モバイルPCI Expressモジュール（MXM）に搭載されています。