R520 (コードネーム:Fudo)は、ATI Technologiesが開発し、TSMCが製造したグラフィックス処理ユニット(GPU)である。90nmフォトリソグラフィプロセスを用いて製造された最初のGPUであった。
R520は、 DirectX 9.0cおよびOpenGL 2.0 3DアクセラレータX1000ビデオカードシリーズの基盤となるものです。これは、R300以来のATI初の主要アーキテクチャの刷新であり、 Shader Model 3.0に高度に最適化されています。このコアを使用したRadeon X1000シリーズは2005年10月5日に発表され、主にNvidiaのGeForce 7シリーズと競合しました。ATIは、2007年5月14日にR500シリーズの後継となるR600シリーズを発表しました。
ATI は、 Windows 8またはWindows 10用の X1000 シリーズ カードの公式サポートを提供していません。この世代の最後のAMD Catalyst は、2010 年にWindows 7まで提供された 10.2 です。[ 1 ] AMD は、2015 年にこのシリーズの Windows 7 用ドライバーの提供を終了しました。[ 2 ]
Linuxディストリビューションを使用する場合、一連のオープンソースのRadeonドライバーが利用可能です。
同じGPUは、マルチモニター環境を対象とした一部のAMD FireMV製品にも搭載されている。
R520を搭載したRadeon X1800ビデオカードは、ATIのエンジニアが開発の最終段階でGPU内部のバグを発見したため、数ヶ月遅れて発売されました。このバグは、欠陥のあるサードパーティ製90nm チップ設計ライブラリが原因で、クロック速度の上昇を著しく阻害したため、チップを再設計する必要がありました(新しいGDSIIをTSMCに送付する必要がありました)。この問題はプロトタイプチップへの影響がほぼランダムであったため、特定が困難でした。
R520アーキテクチャは、ATIによって「ウルトラスレッドディスパッチプロセッサ」と呼ばれています。これは、処理ユニット数を力任せに増やすのではなく、GPUの効率を向上させるというATIの計画を表しています。中央のピクセルシェーダー「ディスパッチユニット」は、シェーダーを16ピクセル(4×4)のスレッド(バッチ)に分割し、ピクセル「クワッド」(4つのパイプライン)ごとに最大128スレッドを追跡および分散できます。タスクの完了または他のデータの待機によりシェーダークワッドがアイドル状態になると、ディスパッチエンジンは、その間に実行すべき別のタスクをクワッドに割り当てます。理論的には、全体的な結果としてシェーダーユニットの利用率が向上します。クワッドあたりのスレッド数が多いため、ATIは、複数の同時読み書きが可能な非常に大きなプロセッサレジスタアレイを作成し、各シェーダーアレイへの高帯域幅接続を備え、可能な限り多くの作業が利用可能になるようにパイプラインに供給するために必要な一時ストレージを提供します。 RV530やR580のようなチップでは、パイプラインあたりのシェーダーユニット数が3倍になりますが、これらのシェーダーは依然としてリソースの少ないRV515やR520と同じレベルのスレッドリソースしか持っていないため、ピクセルシェーディングの効率はわずかに低下します。[ 3 ]
コアの次の大きな変更点は、メモリバスです。R420とR300はほぼ同じメモリコントローラ設計でしたが、前者はより高いクロック速度向けに設計されたバグ修正版でした。R520のメモリバスは、「メモリクライアント」に接続する中央コントローラ(アービタ)が異なります。チップの周囲には、DRAMチップと同じ速度で動作する2つの256ビットリングバスがありますが、レイテンシを低減するために逆方向に動作します。これらのリングバスに沿って、データがリングから出てメモリチップに出入りする4つの「ストップ」ポイントがあります。5番目のストップは、PCI Expressインターフェースとビデオ入力用に設計されており、はるかに単純です。この設計により、信号がGPUを通過する距離が短くなり、DRAMあたりのバンク数が増えるため、メモリアクセスが高速化され、レイテンシが低くなります。チップはメモリ要求をより速く、より直接的にRAMチップに分散できます。ATIは、旧設計と比較して効率が40%向上したと主張しています。 RV515やRV530などの小型コアは、より小型で低コストな設計のため、削減が行われました。たとえば、RV530には2つの内部128ビットバスがあります。この世代は、GDDR4を含むすべての最新のメモリタイプをサポートしています。リングバスに加えて、各メモリチャネルは32ビットの粒度を持ち、小さなメモリ要求を実行する際のメモリ効率が向上します。[ 3 ]
頂点シェーダーエンジンは、ATI の旧製品ですでに必要なFP32精度を満たしていました。SM3.0 に必要な変更には、命令長の延長、分岐、ループ、サブルーチンを含む動的フロー制御命令、およびより大きな一時レジスタ空間が含まれていました。ピクセルシェーダーエンジンは、実際には R420 のものと計算レイアウトが非常に似ていますが、90 nm プロセスで高いクロック速度を達成するために大幅に最適化および調整されています。ATI は、旧ハードウェア用のドライバで高性能シェーダーコンパイラを何年もかけて開発してきたため、互換性のある同様の基本設計を維持することで、明らかにコストと時間を節約できました。[ 3 ]
パイプラインの最後では、テクスチャアドレッシングプロセッサがピクセルシェーダーから分離されているため、未使用のテクスチャリングユニットは、より多くのテクスチャレイヤーを必要とするピクセルに動的に割り当てることができます。その他の改善点としては、4096x4096テクスチャのサポートや、ATIの3Dcノーマルマップ圧縮による、より特定の状況での圧縮率の向上などが挙げられます。[ 3 ]
R5xxシリーズは、より高度なオンボード動画エンジンを搭載しています。R100以降のRadeonカードと同様に、R5xxはMPEG-1/2ビデオパイプラインのほぼ全体をオフロードできます。また、3Dパイプラインのシェーダーユニットと動画エンジンの組み合わせにより、Microsoft WMV9/ VC-1およびMPEG H.264 /AVCのデコードもサポートします。ベンチマークでは、VC-1およびH.264再生時のCPU使用率の低下はわずかであることが示されています。
発売時には、リアルタイム 3D デモ プログラムがいくつか公開された。ATI の「デジタル スーパースター」である Ruby の開発は、The Assassin という新しいデモで継続された。これは、高ダイナミックレンジ ライティング(HDR) と動的なソフト シャドウを備えた非常に複雑な環境を披露した。Ruby の最新の競合プログラムである Cyn は、120,000 ポリゴンで構成されていた。[ 4 ]
これらのカードはデュアルリンクDVI出力とHDCPをサポートしています。ただし、HDCPを使用するには外部ROMのインストールが必要ですが、初期のビデオカードモデルでは外部ROMは利用できませんでした。RV515、RV530、RV535コアにはシングルおよびダブルDVIリンクが1つずつ搭載されています。R520、RV560、RV570、R580、R580+コアにはダブルDVIリンクが2つ搭載されています。
AMDはRadeon R5xxアクセラレーションの最終版ドキュメントを公開しました。[ 5 ]
X1000シリーズを公式にサポートする最後のAMD Catalystバージョンは10.2、ディスプレイドライババージョンは8.702です。

このシリーズは X1000 シリーズの低価格ソリューションで、RV515 コアをベースとしています。チップには、古いX300 – X600カードと同様に、4 つのテクスチャ ユニット、4 つのROP、4 つのピクセル シェーダー、および 2 つの頂点シェーダーが搭載されています。これらのチップは R520 の 1 つのクアッドを使用していますが、より高速なボードでは、これらのクアッドがさらに多く使用されています。たとえば、X1800 では 4 つのクアッドを使用しています。このモジュール設計により、ATI は同一のテクノロジーを使用して「上から下まで」のラインナップを構築でき、研究、開発時間、およびコストを削減できます。小型設計のため、これらのカードは消費電力が低く (30 ワット)、より低温で動作し、小型のケースで使用できます。[ 3 ]最終的に、ATI は X1550 を作成し、X1300 の販売を終了しました。X1050 は R300 コアをベースとしており、超低価格パーツとして販売されました。
初期のMobility Radeon X1300からX1450もRV515コアをベースにしています。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
2006年から、Radeon X1300およびX1550製品はRV505コアに移行しました。これは以前のRV515コアと同様の機能と特徴を備えていましたが、TSMCによって80nmプロセス( RV515の 90nmプロセスから縮小)を使用して製造されました。 [ 10 ]
X1600は、RV530コアをベースにしたM56 [ 11 ]コアを使用しており、RV515と似ているが、異なるコアである。
RV530は、ピクセルシェーダーとテクスチャユニットの比率が3:1です。12個のピクセルシェーダーを備え、RV515の4つのテクスチャユニットと4つのROPを維持しています。さらに3つの頂点シェーダーが追加され、合計5ユニットになります。チップの単一の「クアッド」は、R580の4つのクアッドの設計と同様に、パイプラインごとに3つのピクセルシェーダープロセッサを備えています。これは、RV530が同じクロック速度でX1300と同じテクスチャリング能力を持ち、12個のピクセルシェーダーによりシェーダー演算性能でX1800と同等であることを意味します。利用可能なゲームのプログラミングコンテンツにより、X1600はテクスチャリング能力の不足によって大きく制限されています。[ 3 ]
X1600は、ATIのミドルレンジGPUとしてRadeon X600とRadeon X700の後継機種として位置づけられました。Mobility Radeon X1600とX1700もRV530をベースにしています。 [ 12 ] [ 13 ]

X1650 シリーズは 2 つの部分から構成されています。X1650 Pro は RV535 コア (新しい 80 nm プロセスで製造された RV530 コア ) を使用し、X1600 よりも消費電力と発熱量が低くなっています。[ 14 ]もう 1 つの部分である X1650XT/X1650GT は、新しい RV570 コア (RV560 とも呼ばれる) を使用していますが、主な競合製品である Nvidia の 7600GT に合わせるため、処理能力は低くなっています (フル装備の RV570 コアは高性能カードである X1950Pro を駆動していることに注意してください)。[ 15 ]また、Radeon X1650 もありますが、これは古い 90nm RV530 コアを使用しているため、技術的には X1600 の前世代に属します。仕様をよく見ると、基本的には DDR2 メモリを搭載した Radeon X1600 Pro の名前が変更されたものです。
元々は X1000 シリーズのフラッグシップだった X1800 シリーズは、ローリング リリースと当時の競合製品である NVIDIA のGeForce 7 シリーズの台頭により、あまり歓迎されませんでした。2005 年後半に X1800 が市場に投入されたとき、それは 90 nm GPU を搭載した最初のハイエンド ビデオ カードでした。ATI は、256 MBまたは 512 MB のオンボード メモリ をカードに搭載することを選択し(ローカル メモリ サイズに対する将来的な需要の増大を予見して)、X1800XT PE は 512 MB のオンボード メモリのみを搭載していました。X1800 は、ATI の最高級パフォーマンス GPU として R480 ベースのRadeon X850に取って代わりました。[ 3 ]
R520のリリースが遅れたため、当初予定されていた春/夏のリリースよりも競合製品がはるかに強力になった。前身のX850と同様に、R520チップは4つの「クアッド」を搭載しており、これは前身およびNVIDIA 6800シリーズと同じクロック速度で同様のテクスチャリング機能を備えていることを意味する。X850とは異なり、R520のシェーダーユニットは大幅に改善されている。シェーダーモデル3に対応しており、シェーダーユニットの効率を大幅に向上させるシェーダースレッドの進歩も受けている。X1900とは異なり、X1800は16個のピクセルシェーダープロセッサを搭載し、テクスチャリングとピクセルシェーディングの比率が均等である。このチップは、頂点シェーダーの数もX800の6個から8個に増加している。 90 nmの低誘電率製造プロセスにより、これらの高トランジスタチップは非常に高い周波数でクロック動作させることが可能となり、X1800シリーズは、24本のパイプラインを使用するNVIDIA 7800および7900シリーズなど、パイプライン数は多いがクロック速度が低いGPUと競合できるようになった。[ 3 ]
X1800は発売が遅れたため、すぐにX1900に置き換えられた。X1900は予定より遅れていたわけではなく、当初から「春のリフレッシュ」チップとして計画されていた。しかし、大量の未使用X1800チップが生じたため、ATIはピクセルパイプラインの1クワッドを廃止し、X1800GTOとして販売することにした。
X1900およびX1950シリーズは、X1800設計のいくつかの欠陥を修正し、ピクセルシェーディング性能を大幅に向上させました。R580コアはR520 PCBとピン互換性があるため、X1800 PCBの再設計は不要でした。ボードには、バリアントに応じて256 MBまたは512 MBのオンボードGDDR3メモリが搭載されています。R580とR520の主な違いは、ATIがピクセルシェーダープロセッサとテクスチャプロセッサの比率を変更したことです。X1900カードは、各パイプラインに1つではなく3つのピクセルシェーダーを搭載しており、合計48個のピクセルシェーダーユニットを備えています。ATIは、将来の3Dソフトウェアがピクセルシェーダーをより多用するようになるという予想に基づいてこの措置を取りました。[ 16 ]
2006年後半、ATIはRadeon X1950 XTXを発表しました。これは、R580+と呼ばれる改良版R580 GPUを使用するグラフィックスボードです。R580+は、クロックあたりの消費電力が低く、クロックレートの上限が大幅に高い新しいグラフィックスDRAMテクノロジーであるGDDR4メモリをサポートしている点を除いて、R580と同じです。X1950 XTXはRAMを1GHz ( 2GHz DDR)でクロックし、64.0GB/sのメモリ帯域幅を提供し、X1900 XTXよりも29%優れています。このカードは2006年8月23日に発売されました。[ 17 ]
X1950 Proは2006年10月17日に発売され、200ドル以下の競争の激しい市場セグメントでX1900GTの後継となることを目的としていました。X1950 Pro GPUは、 わずか12個のテクスチャユニットと36個のピクセルシェーダーを備えた80nm RV570コアをベースに構築されており、内部の2つのCrossfireコネクタによるネイティブCrossfire実装をサポートする最初のATIカードであり、古いCrossfireシステムにあった扱いにくい外部ドングルが不要になりました。[ 18 ]
以下の表は、AMD / ATIのGPUの機能を示しています( AMDグラフィックス処理ユニット一覧も参照)。
ATI X1000シリーズのグラフィックカード(例:X1900)には頂点テクスチャフェッチ機能がないため、VS 3.0モデルに完全に準拠していません。その代わりに、「頂点バッファへのレンダリング(R2VB)」と呼ばれる機能が提供されており、これは頂点テクスチャフェッチの代替機能として機能します。
1ピクセルシェーダー :頂点シェーダー :テクスチャマッピングユニット :レンダリング出力ユニット
新しいVLIW4ストリームプロセッサアーキテクチャにより、以前のVLIW5アーキテクチャと比較して同じパフォーマンスを維持しながら、各SIMDの面積を10%削減することが可能になった。