Radeon HD 4000系列

ATI Radeon HD 4000系列，其显示核心代号Radeon R700，由AMD（ATI）研发并推出。Radeon HD 4000系列的第一款產品是RV770顯示核心，採用此晶片的顯示卡名為Radeon HD 4850，有800個流處理器。而核心頻率更高的HD 4870及HD 4890緊隨其後，更率先採用GDDR5作為顯示記憶體。最高端顯示卡採用R700核心，是一款雙晶片顯示卡產品，名為HD 4870 X2。

Radeon HD 4000 系列

发布日期	2008年6月
代号	Wekiva
显示卡
入门GPU	RV710（4300、4500）
中端GPU	RV730（4600） RV740（4700）
高端GPU	RV770 （4850、4870） R700（4850 X2、4870 X2） RV790 （HD 4890）
API支持
Direct3D	Direct3D 10.1、Shader Model 4.1
历史
前代产品	ATI Radeon HD 3000
后继产品	ATI Radeon HD 5000

背景

與之前的系列不同，首發的Radeon R700顯示卡只是中端產品。這與AMD調整策略有關。過往，AMD往往在高端市場落後於NVIDIA。此次，AMD在中端市場主動出擊，原因是該市場佔用家群一個較大的比例，利潤亦會較高。而對手NVIDIA方面，雖然推出了性能比較強的GTX 200系列顯示卡，但性價比明顯比R700不足。以往的顯示卡開發，是先研製旗艦級產品，再將此功能削減，成為中端和低端顯示卡。面對著顯示核心的架構愈來愈複雜，研發的成本和時間亦愈來愈高。另外，高端產品的市場比較細，產品往往只是技術的演示。而ATI在過往與NVIDIA競爭的過程中，經常錯過適當的發佈時間，不只輸掉高端市場，亦減慢了中低端顯示卡的發佈。

在AMD收購ATI後，市場策略亦開始調整。今次，公司只會研發針對主流市場的顯示卡，高端顯示卡則由雙核心顯示卡補上，例如Radeon HD 4870 X2。

架構

整體的架構與上一代相約，但作出了多方面的微調。與上一代顯示卡系列一樣，支援DirectX 10.1及Shader Model 4.1。RV770核心有9.56億個電晶體，採用55 nm製程製造。

SIMD(Single Instruction Multiple Data)

同樣是SIMD架構，核心擁有多個SIMD核心。每一個SIMD核心有16個流處理器、獨立的纹理单元和L1快取。 由於取消了共用快取，各核心可以透過Global DataShare Unit互相溝通。而每個流處理器有5個ALU，換言之一個SIMD核心有80個ALU。與上一代不同，本次所有的ALU單元都可以作整數位元運算，可大大提升GPGPU應用的效能。RV770顯示核心有10個SIMD核心，合共擁有800個流處理器。

流處理器(Stream Processing Unit)

RV770顯示核心擁有800個流處理器，是上一代RV670的2.5倍。流處理器的結構並沒有任何改變，只是數量上有所上升。每個流處理器有5個ALU，所有的ALU單元都可以作整數位元運算。流處理器的架構依然是4D+1D的結構，相對NVIDIA的全1D結構，雖然效率沒有那麼高，但架構簡單，可以輕易提升流處理器的數量。AMD方面，每一個流處理器內的5個ALU會共用一個指令发射端口；NVIDIA方面，一個ALU需要獨立的端口，難以有效提升流處理器的數量。

纹理单元(Texture Unit)

每一個SIMD核心都擁有1組纹理单元，換言之RV770擁有10組纹理单元。每組纹理单元內有4个纹理寻址单元，16个32位元浮点纹理采样单元和4个纹理过滤单元。

快取(Cache)

上一代的顯示核心，快取（Cache）是被所有的SIMD核心共享的。在R700顯示核心中，每一個SIMD核心都擁有獨立的Cache。這樣做可以降低延遲，提高效率。上一代SIMD可透過共用快取互相溝通，由於採用了獨立快取，所以AMD為每一個核心加裝了Global DataShare Unit，作SIMD互相溝通之用。

片內互聯

AMD放棄了Ring Bus架構鏈接顯示記憶體，改用回傳統的Crossbar架構。因為縱使Ring Bus架構的結構簡單且可以優化，但延遲率高，亦要用更多的電晶體。最重要的是R600顯示Ring Bus架構對效能的幫助不明顯，

記憶體

RV770的記憶體頻寬是256-bit，但使用GDDR5的話仍可以保持高速率。

光栅单元(Render Back-Ends)

AMD重新設計了光栅单元，用來改善AA性能。亦取消了針對透明及霧化效果的運算單元。而AA算法仍然會交由Shader處理，憑著流處理器的數量是上一代的2.5倍，AA的性能亦有所提升。

CrossFire Sideport

R700的GPU互聯架構

這一代的雙顯示核心設計仍使用PCI Express橋接晶片。此次使用的是PLX出品，功耗為3.8瓦的PEX 8647晶片，這塊晶片支援PCIe 2.0，允許兩顆GPU運作在相同的PCIe插槽但擁有兩倍於前代產品（Radeon HD 3870 X2）的頻寬。但AMD在此代顯示核心上還內建了一個新的「CrossFire X Sideport」，用來協調多個顯示核心之間的通訊^[1]，提供額外5GB/s且全雙工的GPU間資料傳送頻寬，增進圖形效能。如此一來兩個GPU間的總頻寬達到了21.8GB/s。籍此AMD利用兩顆顯示核心，組成一張顯示卡，用作對抗NVIDIA的高端產品。所以增加CrossFire的效能和效率就變得重要。在這一點上，CrossFire X Sideport內聯器從未被啟用，在任何支援CrossFire的驅動程式上。

UVD2(Unified Video Decoder 2 )

相對第一代的UVD，UVD2可以解碼更高码率和分辨率的影片。另外，與NVIDIA的新PureVideo一樣，可以支援兩段影片同時解碼，方便提供畫中畫功能。新增Dynamic Contrast技術，用來提升影片的光暗對比。另外，顯示核心依然集成了音效卡，支援聲道由5.1升級到7.1，支援AC3和DTS，亦追加對LPCM的支援。

Radeon HD 4550/4350會支援UVD 2.2。^[2] 提高對高清影片格式的兼容性，支援新一代的影像輸出。

AVT(Accelerated Video Transcoding)

利用AVT技術，使用者可以利用R700顯示核心，編碼1080p的高清影片，這相當於GPGPU的一種應用。

其他技術

GPGPU

AMD選擇了開放標準，例如苹果電腦推廣的OpenCL，以至DirectX，或者AMD自家的Brook +。AMD認為NVIDIA的CUDA是閉源標準，最终都会失败。

物理引擎

AMD宣佈与Havok合作共同优化在AMD四核心处理器下的游戏物理运算的表现，并表示会共同研究将来让顯示卡支援Havok物理引擎。有第三開發者聲稱，PhysX物理引擎可以在R700核心上實現。而NVIDIA就盡全力幫助那一位程式員，讓R700核心支持CUDA技術，藉此讓核心支援PhysX物理引擎。^[3]

GDDR5

Radeon HD 4870將會利用GDDR5作為顯示記憶體，是業界首次採用GDDR5裝備顯示卡。相對而言，NVIDIA就顯得比較保守，只採用GDDR3記憶體，但可以保證產品發佈順利，亦提供足夠的頻寬。對上一次，ATI亦率先採用GDDR4作為X1950 XTX顯示卡的記憶體，但由於頻率提升有限，並未能為新產品提供更大的頻寬。而GDDR5的頻寬更大，功耗更低，亦符合AMD對節能的要求。

但由於GDDR5始終是新技術，所以開始的時候不能大量上市，亦耽誤了HD 4870顯示卡的發佈。而AMD放棄了Ring Bus記憶體架構，採用GDDR5記憶體是迫不得已的做法。

PowerPlay

這是一個電源管理技術，RV670將它首次引入到桌面市場中。而在R700顯示核心中，有關的技術亦得到升級。例如，顯示核心可以自行關閉不在工作中的處理單元，亦可以調整核心的電壓和頻率。顯示記憶體方面，就只有頻率可以調整。

產品

Radeon HD 4800

最先推出的是Radeon HD 4850顯示卡，於2008年6月25日推出，目標是中端市場，擁有800个流处理器，採用GDDR3顯示記憶體。比較高端的Radeon HD 4870 亦在其後推出，除核心頻率有所提升，更採用GDDR5顯示記憶體。另外，由於RV770的核心頻率還有提升的空間，預計有廠商會推出超頻版本的RV770顯示卡，用來與GTX 280顯示卡競爭。

旗艦型號Radeon HD 4870 X2已於2008年8月12日推出，採用雙顯示核心設計，對手是NVIDIA的GeForce GTX 280，而實際效能比NVIDIA Geforce GTX 280顯示卡更強，後來NVIDIA推出GeForce GTX 295方能戰勝之。顯示核心亦集成了CrossFire Sideport元件，兩個顯示核心可以雙向5GB/s的頻寬互相連結。^[4] 橋接晶片方面，採用了PEX8647，支援PCI-E 2.0。^[5]

這個系列最低端的是Radeon HD 4830，它有640個流處理器，對手是GeForce 9800 GT。^[6]

AMD於2009年4月2日（原為4月6日，之後推遲到9日，最後由於產品提早在3月底發售，所以正式的官方發佈時間定為4月2日）^[7] 推出使用RV790核心的Radeon HD 4890，規格與Radeon HD 4870相似，但運作頻率更高。對手是NVIDIA的GeForce GTX 275。RV790核心並不是單純的RV770核心超頻版本，還額外增加了300万个晶体管^[8]。

AMD於中國內地市場推出Radeon HD 4860，使用RV790核心，只擁有640個流處理器，採用512MB GDDR5顯示記憶體，由於以高時脈運作，所以效能與Radeon HD 4870接近。

Radeon HD 4700

ATI Radeon HD 4770顯示卡

Radeon HD 4770於2009年4月推出，使用AMD首款40nm繪圖核心RV740，擁有640個流處理器，128bit顯示記憶體介面，但採用GDDR5顯示記憶體，以免記憶體頻宽不足。核心時脈750MHz，記憶體時脈3200MHz。效能較Radeon HD 4830優勝，部份測試成績甚至與Radeon HD 4850相近。由於需求高加上台積電的40nm晶片前期生產良率欠佳，造成市面上長期缺貨，相同級別需要由Radeon HD 4850降價接替。本產品可視為半年後推出的Radeon HD 5000系列的實驗品。

Radeon HD 4600

• Radeon HD 4670 - 核心頻率為750MHZ，採用GDDR3顯示記憶體，頻率為1800MHz（容量是512/1024 MB）。核心擁有320个流处理器，但顯示記憶體頻宽仅有128bit，规格参数与HD3850 128-bit(HD3690)相似^[9]。

• Radeon HD 4650 - 核心頻率比4670慢，採用GDDR2顯示記憶體。

Radeon HD 4550

ATI Radeon HD 4550顯示卡

• Radeon HD 4550 - 有80個流處理器，採用GDDR3顯示記憶體，頻寬只有64-bit。

Radeon HD 4350

• Radeon HD 4350 - 與HD 4550同樣有80個流處理器，但只採用GDDR2顯示記憶體。對手是GeForce 9400 GT。

FireStream 9000

GPGPU產品方面，AMD會推出基於RV770核心的FireStream 9250。它支援雙精度和64位元浮點運算。

顯示核心規格列表

桌上型

獨立顯示核心

型號	發布日期	開發代號	製程 (nm)	電晶體數量 (百萬)	晶片面積 (mm2)	匯流排介面	顯示記憶體容量 (MiB)	時鐘頻率		核心佈置	填充率		顯示記憶體類型			運算效能 GFLOPS		熱設計功耗 (W)		GFLOPS/W 單精度浮點 運算能效	API支援 (版本)			發售價格 (美元)
								核心 (MHz)	記憶體 (MHz)		像素 (GP/s)	材質 (GT/s)	記憶體頻寬 (GB/s)	匯流排類型	記憶體位寬 (位元)	單精度浮點數	雙精度浮點數	空載	滿載		DirectX	OpenGL	OpenCL
Radeon HD 4350	2008年9月30日	RV710	55	242	73	PCIe 2.0 x16 PCIe 2.0 x1 AGP 8x	256 512 1024	575	500	80:8:4	2.3	4.6	6.4	DDR2	64	92	否		20	4.6	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4550	2008年9月30日	RV710	55	242	73	PCIe 2.0 x16	256 512 1024	600 600	600 800	80:8:4	2.4	4.8	6.4 12.8	DDR2 GDDR3	64	96	否		25	3.84	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4650	2008年9月10日	RV730 PRO	55	514	146	PCIe 2.0 x16 AGP 8x	256 512 1024	600 650	400-500 500 700	320:32:8	4.8 5.2	19.2 20.8	12.8-16.0 16.0 22.4	DDR2 GDDR3 GDDR4	64 128	384 416	否		48	8.0 8.7	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4670	2008年9月10日	RV730 XT	55	514	146	PCIe 2.0 x16 AGP 8x	512 1024	750 750	400-500 900 1000	320:32:8	6.0	24.0	12.8-16.0 28.8 32.0	DDR2 GDDR3 GDDR4	128	480	否		59	8.14	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4730	2009年6月8日	RV770 CE	55	956	256	PCIe 2.0 x16	512	700 750	900 900	640:32:8	5.6 6.0	22.4 24.0	28.8	GDDR3	128	896 960	179.2 192		110	8.15	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4770	2009年4月28日	RV740	40	826	137	PCIe 2.0 x16	512	750	800	640:32:16	12	24	51.2	GDDR5	128	960	192		80	12	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4830	2008年10月21日	RV770 LE	55	956	256	PCIe 2.0 x16	512 1024	575	900	640:32:16	9.2	18.4	57.6	GDDR3 GDDR4	256	736	147.2		95	7.75	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4850	2008年6月25日	RV770 PRO	55	956	256	PCIe 2.0 x16	512 1024 2048	625	993	800:40:16	10	25	63.55	GDDR3 GDDR4	256	1000	200		110	9.09	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4860	2009年9月9日	RV790 GT	55	959	282	PCIe 2.0 x16	512 1024	700	750	640:32:16	11.2	22.4	96	GDDR5	256	896	179.2		130	6.89	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4870	2008年6月25日	RV770 XT	55	956	256	PCIe 2.0 x16	512 1024 2048	750	900	800:40:16	12	30	115.2	GDDR5	256	1200	240		150	8	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4890	2009年4月2日	RV790 XT	55	959	282	PCIe 2.0 x16	1024 2048	850	975	800:40:16	13.6	34	124.8	GDDR5	256	1360	272		190	7.16	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4850 X2	2008年11月7日	R700	55	956x2	256x2	PCIe 2.0 x16	512x2 1024x2	625	993	800:40:16 ×2	2× 10	2× 25	2× 63.55	GDDR3	256x2	2000	400		250	8	10.1	3.3	1.0	?
Radeon HD 4870 X2	2008年8月12日	R700	55	956x2	256x2	PCIe 2.0 x16	1024x2	750	900	800:40:16 ×2	2× 12	2× 30	2× 115.2	GDDR5	256x2	2400	480		286	8.39	10.1	3.3	1.0	?

¹ 統一渲染單元數量 : 紋理對映單元數量 : 渲染輸出單元數量
²GDDR5顯示記憶體的資料傳送速率是其時鐘頻率的4倍，而非其它DDR記憶體的兩倍
³熱設計功耗（TDP）數值來源於超微官方資料。不同廠商的非公版顯示卡電路板設計會使得實際TDP數值和官方資料的有所不同。
⁴全部型號帶有UVD2、ATI PowerPlay功能

整合式顯示核心

這一列表是Radeon HD 4000中內建於AMD晶片組系列的型號，整合這些型號的晶片組有700系列、800系列以及900系列（980G，實際是880G的更名版本）。這些型號全部支援DirectX 10.1以及OpenGL 3.3。

型號	發布日期	開發代號	圖形核心	製程 (nm)	電晶體數量 (百萬)	晶片面積 (mm2)	匯流排介面	記憶體容量3 (MiB)	核心時脈2 (MHz)	核心佈置1	填充率			顯示記憶體類型				運算效能 GFLOPS	特性/備註
											像素 (GP/s)	材質 (GT/s)	FP32 (GP/s)	記憶體頻寬 (GB/s)	匯流排類型	有效時脈 (MHz)	記憶體位寬 (位元)
Radeon HD 4200 Graphics (785G晶片組)	2009年8月	RS880	RV620	55	>205	~73 (~9 × 8.05)	HT 3.0	最高可從系統記憶體佔用512 + 可選的專用128（即板載顯存）	500	40:4:4	2	2	1	20.8 (系統記憶體) + 2.6 (專用)	HT (系統) + DDR2-1066 DDR3-1333 (專用)	1333 (專用)	16 (專用)	40	UVD2
Radeon HD 4250 Graphics (880G晶片組、980G晶片組)	2010年3月（880G）、2011年9月（980G）	RS880							560		2.24	2.24	1.12		HT (系統) + DDR3-1333 (專用)			44.8
Radeon HD 4290 Graphics (890GX晶片組)		RS880D						最多佔用系統記憶體512 + 專用128	700		2.8	2.8	1.4					56

¹ 統一渲染單元數量 : 紋理對映單元數量 : 渲染輸出單元數量
²在ATI PowerPlay節電技術生效時，核心時脈在不同的使用場合時會有所不同。這個列表列出的時脈數值是官方預設的時脈值參數
³整合顯示核心的專用記憶體採用特別的sideport匯流排，用作顯示記憶體

行動型顯示核心

這個列表除了獨立顯示核心以外，還包括整合於北橋晶片內的整合式顯示核心。

型號[10]	發布日期	型號代號	開發代號	製程 (nm)	匯流排介面	記憶體容量 (MiB)	時鐘頻率 (MHz)	記憶體時脈 (MHz)	核心佈置1	填充率		記憶體			API相容性 (版本)		運算能力 GFLOPs	備註
										像素 (GP/s)	材質 (GT/s)	頻寬 (GB/s)	匯流排類型	匯流排位寬 (位元)	DirectX	OpenGL
Mobility Radeon HD 4200	2009年9月10日	未知	RV620	55	內建PCIe x16 1.1	可最多從系統記憶體中佔用512	500	800 (系統記憶體)	40:4:4	2	2	6.4/12.8	DDR2 DDR3	64/128	10.1	2.0	40	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4225	2010年5月1日	未知	RV620	55	內建PCIe x16 1.1	可最多從系統記憶體中佔用512	380	800 (系統記憶體)	40:4:4	1.52	1.52	6.4/12.8	DDR2 DDR3	64/128	10.1	2.0	30.4	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4250	2010年5月1日	未知	RV620	55	內建PCIe x16 1.1	可最多從系統記憶體中佔用512	500	800 (系統記憶體)	40:4:4	2	2	6.4/12.8	DDR2 DDR3	64/128	10.1	2.0	40	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4270	2010年5月1日	未知	RV620	55	內建PCIe x16 1.1	可最多從系統記憶體中佔用512	590	800 (系統記憶體)	40:4:4	2.36	2.36	6.4/12.8	DDR2 DDR3	64/128	10.1	2.0	47.2	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4330	2009年1月9日	M92	RV710	55	PCIe x16 2.0	512	450	600	80:8:4	1.8	3.6	9.6	DDR2 DDR3 GDDR3	64	10.1	3.3	72	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4530	2009年1月9日	M92	RV710	55	PCIe x16 2.0	512	500	700	80:8:4	2	4	11.2	DDR2 DDR3 GDDR3	64	10.1	3.3	80	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4550	2010年1月1日	M92	RV710	55	PCIe x16 2.0	512	550	700	80:8:4	2.2	4.4	11.2	DDR2 DDR3 GDDR3	64	10.1	3.3	80	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4570	2009年1月9日	M92	RV710	55	PCIe x16 2.0	512	680	800	80:8:4	2.72	5.44	12.8	DDR2 DDR3 GDDR3	64	10.1	3.3	108.8	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4650[11]	2009年1月9日	M96	RV730	55	PCIe x16 2.0	512 1024	500 550	600 800	320:32:8	4 4.4	16 17.6	19.2 25.6	DDR2 DDR3 GDDR3	128	10.1	3.3	320 352	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4670[11]	2009年1月9日	M96-XT	RV730	55	PCIe x16 2.0	512 1024	675	800	320:32:8	5.4	21.6	12.8 25.6	DDR2 DDR3 GDDR3	128	10.1	3.3	432	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4830[12]	2009年3月3日[13]	M97	RV740	40	PCIe x16 2.0	512 1024	400/600 400/600	800/900 800/900	640:32:16	6.4/9.6 6.4/9.6	12.8/19.2 12.8/19.2	25.6/28.8 25.6/28.8	GDDR3 DDR3	128	10.1	3.3	512/768 512/768	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4850[14]	2009年1月9日	M98	RV770	55	PCIe x16 2.0	1024	500	850 700	800:40:16	8	20	54.4 89.6	GDDR3 GDDR52	256	10.1	3.3	800	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4860[12]	2009年3月3日[13]	M97	RV740	40	PCIe x16 2.0	1024	650	1000	640:32:16	10.4	20.8	64.0	GDDR52	128	10.1	3.3	832	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4870	2009年1月9日	M98-XT	RV770	55	PCIe x16 2.0	512 1024	550	888 700	800:40:16	8.8	22	56.832 89.6	GDDR3 GDDR52	256	10.1	3.3	880	UVD2, PowerPlay 7.0
Mobility Radeon HD 4870 X2	2009年1月9日	M98-XT	RV770	55	PCIe x16 2.0	2048	550	700	2x [800:40:16]	2x 8.8	2x 22	2x 89.6	GDDR52	2x 256	10.1	3.3	2x 880	UVD2, PowerPlay 7.0 雙GPU解決方案

¹ 統一渲染單元數量 : 紋理對映單元數量 : 渲染輸出單元數量
²GDDR5顯示記憶體的資料傳送速率是其時鐘頻率的4倍，而非其它DDR記憶體的兩倍