ATI Radeon R200 (8000 系列、9000 系列低階版)

發佈時間:2001 年 08 月 (R200)、2002 年 08 月 (RV250)、2003 年 04 月 (RV280)
API 支援:Direct3D 8.1、OpenGL 1.4
Shader Model 版本:Vertex Shader 1.1, Pixel Shader 1.4
像素渲染器 (PS):4 組/頂點渲染器 (VS):1 組/材質對應單元 (TMUs):8 組/著色輸出單元 (ROUs):2 組 (R200)
像素渲染器 (PS):4 組/頂點渲染器 (VS):1 組/材質對應單元 (TMUs):4 組/著色輸出單元 (ROUs):1 組 (RV250、RV280)

進入 21 世紀的 GPU 產業早已與 20 世紀末大有不同,隨著 OpenGL 與 DirectX 的興起主宰了整個個人電腦 3D 圖形的天下,GPU 開發已經不必像過去那樣瞎子摸象般的尋找未來趨勢並擔心一跟不上、一給對手可乘之機可能就會被其他競爭對手給取代的問題,最基本的發展方向是很清楚的,跟著 API 走基本上不會有太大的問題 (而設計 API 的微軟與 OpenGL 組織實際上也會與 GPU 廠商互動來發展更強大的 API)。

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因此在 NVIDIA 推出 GeForce3 進入 DirectX 8 與可編成化管線的時代時,ATI 當然也不可能不跟隨時代的腳步走上相同的道路,不過這次 ATI 不搶快的策略倒是押對寶了,因為在 DirectX 8.0 規範推出後沒幾個月,微軟就發布了 DirectX 8.1 作為 DirectX 8.0 的補充 (主要是 Shader Model 方面的改進,可以支援的規格參數更高也更有彈性),於是 GeForce3 上市沒多久就面臨了「不支援最新版 DirectX」的窘境,這某種程度上導致了 GeForce3 終究只能做為過渡產品的命運。

儘管晚了幾個月,但是 Radeon R200 在 2001 年 08 月得以「全球第一款完整支援 DirectX 8.1 的 GPU」稱號風光上市,對於 ATI 的市占與評價提升有著一定的作用,而且最值得紀念的是-這是有史以來第一次 ATI 的 GPU 產品在功能方面得以超越 NVIDIA 當下的旗艦。

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首先從架構看起,還記得之前我們談到 Radeon R100 系列的時候有特別提到 Radeon R100 的像素管線配置 (Charisma Engine) 很特別嗎?當時為了支援三重紋理貼圖所以 ATI 給每條像素管線設計了三組紋理對應單元 (TMUs),但實際上絕大多數程式都只能活用雙重紋理貼圖因此多出來的那組 TMU 其實往往沒甚麼事情可做,因此造成了 Radeon R100 理論性能高於 GeForce2,但卻沒辦法反映在實際使用中的問題。而 Radeon R200 就沒有這個問題了,ATI 不再堅持三重紋理貼圖技術,每組像素渲染管線 (Charisma Engine II) 都只設計了兩組 TMUs 可供使用,而多出來的空間則是用來將像素渲染管線的總數一口氣加倍增加到了四組。

受到架構更加貼近實際需求,得以大幅提升 TMU 資源的使用效率,而且像素管線的組數大有成長的因素影響之下,Radeon R200 相較於 R100 來說在性能上有了非常大的成長 (特別是與 GeForce3 的「不長進」兩相對照之下感覺更明顯)。

除此之外 Radeon R200 也首次加入了 ATI 自行研製的曲面細分硬體加速引擎-TruForm (如下圖與上方影片,不過由於使用上相當依賴開發者編寫程式時的方法,而且只在一些特定的狀況下有好的效果,因此採用率並不高,在後續產品中就見不到這個硬體加速單元了,改為使用軟體支援的方式呈現,直到 2007 年的 Radeon HD 2000 系列才又加入類似功能的硬體加速單元)。

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不過儘管硬體上 Radeon R200 大致上解決了 Radeon R100 中有的問題,並且追上 NVIDIA 進入了可程式化管線世代,甚至在功能性方面超越了 NVIDIA (特別是 Pixel Shader 1.4 的支援),但這款產品最大的敗筆就是驅動程式,上市初期的驅動程式甚至幾乎沒辦法正常進行遊戲,玩家光是看錯誤訊息與各種各式各樣的破圖、異常效果就飽了,這樣拙劣的驅動程式根本無法完整發揮 Radeon R200 晶片的實際能力 (特別是反鋸齒的部分,ATI 似乎根本沒寫完驅動程式就趕著讓 Radeon 8500 上市了,當時的驅動程式只能在 Direct3D 模式下提供反鋸齒功能,而且速度慢到非常驚人的地步)。

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看過架構上的簡單介紹之後,接下來我們回到產品本身來看,Radeon R200 晶片先後有三個衍伸型,分別是最原始的 R200 與針對中低階市場推出的 RV250、在 R300 系列推出之後用來擔當入門級產品的 RV280 三種,儘管 ATI 曾經試圖發展以 R200 為基礎的強化版本 R250 (可能會稱為 8500 XT,預計的時脈配置高達 300/600 MHz),並希望能將 R250 用來對抗 NVIDIA 的新科旗艦 GeForce4 Ti,但或許是看到了 3dfx Rampage 的前車之鑑吧?最後 ATI 選擇放棄 R250 計畫直接進攻下一世代的 R300。

R200 後來以 Radeon 8500 的名義發售 (時脈設定為 275/550 MHz),之後隔年二月又推出了降頻版本稱之為 Radeon 8500 LE (降頻至 250/500 MHz),而在 R300 系列推出之後 Radeon 8500 LE 又被改名為 Radeon 9100 發售,這與 NVIDIA GeForce Ti 應該是 NVIDIA 與 ATI 一直以來幫老 GPU 改名舊瓶裝新酒重新上架惡習的開端

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至於 RV250 則是在 2002 年 08 月 (在 R300 推出前一兩個月時) 針對中低階市場推出的版本,砍掉了一組頂點渲染器與一半的像素對應單元、拿掉了 TruForm 硬體加速單元,並以 Radeon 9000 (時脈設定為 200/500 MHz) 與 Radeon 9000 Pro (時脈設定為 275/550 MHz) 的名義發售,作為 Radeon 9000 系列的最入門產品。

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最後要提的則是 RV280,這款產品與 RV250 很接近,唯一的差別為 RV280 加入了對 AGP 8x 的支援,除此之外幾乎一模一樣,定位與性能還是比 R200 低,但最後卻用了 Radeon 9200 (時脈設定為 250/400 MHz)、Radeon 9200 SE  (時脈設定為 200/333 MHz,而且記憶體頻寬砍半) 的名義發售,這在當時應該是有史以來整個顯示晶片發展史當中命名最亂的一次 (ATI 官方後來號稱 7000 系列是只支援 DirectX 7.0 API、8000 系列是能支援 DirectX 8.1 API、9000 系列則是能夠支援 DirectX 9.0 API 的意思,不過 Radeon 9200 等基於 R200 系的產品顯然是不能支援 DirectX 9.0 的)。

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基於 R200 晶片架構的最後一款產品則是 2004 年 07 月推出的 Radeon 9250,雖然型號看起來最大但實際上只是時脈比較高的 RV280 罷了 (設定為 240/400 MHz)。