라데온 R200 시리즈는 ATI에서 개발한 그래픽 처리 장치(GPU) 제품군으로, 2001년부터 출시되었다. 이 아키텍처는 4개의 픽셀 파이프라인과 2개의 버텍스 셰이더 유닛을 갖췄으며, 프로그래밍 가능한 픽셀 및 버텍스 프로세서를 최초로 탑재하여 Direct3D 8.1을 지원했다. R200 시리즈는 픽셀 셰이더 1.4를 도입하여 텍스처 처리 능력을 향상시켰고, 하드웨어 가속 테셀레이션 엔진인 Truform을 최초로 구현했다. 라데온 8500, 9000, 9100, 9200, 9250 등의 제품으로 구성되었으며, 성능과 가격에 따라 다양한 시장에 대응했다. 초기 드라이버 문제로 인해 출시 초기에 성능 논란이 있었지만, 이후 드라이버 업데이트를 통해 개선되었다. 모바일 버전과 메인보드 칩셋 형태로도 출시되었으며, 다양한 운영체제에서 드라이버를 지원했다.
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ATI 테크놀로지스 제품 - 라데온 AMD에서 개발한 라데온은 엔비디아 지포스에 대항하기 위해 등장한 GPU 브랜드로, 꾸준한 기술 향상을 통해 경쟁력을 확보하며 PC, 콘솔 게임기, 모바일 기기 등 다양한 플랫폼에 탑재되었다.
ATI 테크놀로지스 제품 - 제노스 제노스는 3개의 SIMD 엔진과 48개의 셰이더 유닛, 10MB의 eDRAM을 갖춘 GPU로, 90nm 공정으로 제작되어 500MHz로 작동하며, 최대 4기가픽셀의 픽셀 필레이트를 지원한다.
ATI 테크놀로지스 - AMD 크로스파이어X AMD 크로스파이어X는 AMD의 멀티 GPU 기술로, 여러 개의 그래픽 카드를 함께 사용하여 그래픽 성능을 향상시키며, 엔비디아의 SLI와 경쟁하고 다양한 렌더링 방식을 지원하지만, 전체 화면 모드에서만 작동하는 단점도 존재한다.
R200 칩셋의 3D 하드웨어는 각각 2개의 텍스처 샘플링 유닛을 갖춘 4개의 픽셀 파이프라인으로 구성된다. 또한 2개의 버텍스 셰이더 유닛과 기존 Direct3D 7 TCL 유닛을 탑재했으며, 이는 카리스마 엔진 II(Charisma Engine IIeng)라는 이름으로 홍보되었다. R200은 프로그래밍 가능한 픽셀 및 버텍스 프로세서를 갖춘 ATI의 첫 번째 GPU로, 픽셀 태피스트리 II(Pixel Tapestry IIeng)라고 불리며 Direct3D 8.1 규격을 준수한다.
R200은 하이퍼Z II(HyperZ IIeng)라는 고급 메모리 대역폭 절약 및 오버드로우 감소 기술을 탑재했다. 이 기술은 폐색 컬링(계층적 Z-컬링), 빠른 Z-버퍼 초기화, Z-버퍼 압축 기능으로 구성된다. 이를 통해 메모리 대역폭 사용 효율을 높이고 불필요한 렌더링을 줄여 성능을 향상시켰다.
이전 R100 아키텍처의 파이프라인당 3개 텍스처 유닛 구성(2x3)과 비교하여, R200의 파이프라인당 2개 유닛 구성(4x2)은 파이프라인 수는 늘었지만 유닛 수는 줄었다. 그럼에도 R200은 루프백(loop backeng)이라는 기법을 사용하여 각 파이프라인이 패스당 총 6개의 텍스처 레이어를 처리할 수 있도록 하여 더 강력한 성능을 제공한다. 패스당 처리 가능한 텍스처 수를 늘림으로써, 여러 번의 렌더링 패스가 필요한 경우를 줄여 성능을 개선했다.
R200은 픽셀 셰이더 버전 1.4(PS1.4)를 지원하여 이전 버전에 비해 크게 향상된 그래픽 효과 구현이 가능해졌다. 이는 Direct3D 8.1 규격의 일부로, 더 많은 텍스처 처리와 긴 셰이더 프로그램을 가능하게 했다. (자세한 내용은 픽셀 셰이더 1.4의 특징 섹션 참조)
텍스처 필터링 기능도 개선되었다. 비등방성 필터링은 R100과 유사한 기술을 기반으로 하지만, 삼선형 필터링 지원 및 기타 개선 사항이 적용되었다. 다만, 필터링 품질이 보는 각도에 따라 달라지는 경향이 있었고, 때로는 성능 확보를 위해 드라이버 수준에서 양선형 필터링으로 강제 적용되기도 했다. 경쟁 제품인 엔비디아(NVIDIA)의 지포스4 Ti 시리즈는 더 정확한 비등방성 필터링을 제공했지만, 성능 저하 폭은 더 컸다.
또한 R200은 트루폼(TruFormeng)이라고 하는 하드웨어 가속 테셀레이션 엔진을 처음으로 탑재했다. 이 기능은 3D 모델의 폴리곤 수를 자동으로 늘려 기하학적 복잡성을 높여주는 기술이다. 하지만 트루폼은 게임 개발자의 별도 지원이 필요했고, 모든 장면에 적용하기에는 실용적이지 않았다. 모델의 각진 부분을 의도치 않게 둥글게 만드는 문제가 있었으며, 결국 제한적인 지원으로 인해 ATI는 후속 하드웨어에서 트루폼 지원을 중단했다.
이 외에도 R200 GPU는 듀얼 디스플레이 출력 기능인 하이드라비전(HydraVisioneng)과 하드웨어 디인터레이싱, 시간적 필터링, 모션 보상, iDCT 등을 지원하는 비디오 디코딩 엔진 비디오 이머전 II(Video Immersion IIeng)를 내장했다.
2. 1. 픽셀 셰이더 1.4의 특징
픽셀 셰이더 1.1
DirectX 8.1 픽셀 셰이더 1.4
최대 텍스처 입력
4개
6개
최대 프로그램 길이
12개 명령어 (최대 4개 텍스처 샘플링, 8개 색상 혼합)
22개 명령어 (최대 6개 텍스처 샘플링, 8개 텍스처 어드레싱, 8개 색상 혼합)
명령 집합
13개 주소 연산, 8개 색상 연산
12개 주소/색상 연산
텍스처 어드레싱 모드
40개
사실상 무제한
3. 성능
라데온 8500은 출시 초기 드라이버 문제로 어려움을 겪었다. 기대했던 성능에 미치지 못했고, 게임 실행 시 소프트웨어 결함이 다수 발견되었다. 칩의 안티앨리어싱 기능은 Direct3D 환경에서만 작동했으며 속도도 매우 느렸다. 경쟁사인 엔비디아는 라데온 8500의 성능을 미리 평가하는 리뷰가 공개되던 날에 맞춰 'Detonator4' 드라이버 패키지를 발표하며 지포스3의 성능을 더욱 끌어올려 경쟁 우위를 확보하려 했다.
일부 하드웨어 리뷰 사이트에서는 라데온 8500의 실제 게임 테스트에서 비정상적인 동작을 발견하기도 했다. 예를 들어, ATI가 특정 게임 실행 파일("Quake3.exe")을 감지하여 텍스처 필터링 품질을 의도적으로 낮추어 성능을 높이려 했다는 의혹이 제기되었다.[1] 'HardOCP'는 이러한 문제를 처음으로 제기하며, 실행 파일 이름의 'Quake'를 'Quack'으로 변경하여 필터링 품질이 달라지는 것을 증명하기도 했다.[2]
하지만 이후 드라이버 업데이트를 통해 라데온 8500의 성능은 개선되었다. 엔비디아의 Detonator4 드라이버를 사용한 지포스3보다 뛰어난 성능을 보였으며, 엔비디아가 라데온 8500에 대응하기 위해 더 높은 클럭으로 출시한 지포스3 Ti500과도 경쟁력을 갖추었다. 지속적인 드라이버 업데이트로 8500과 Ti500 간의 성능 격차는 줄어들었다. 또한 라데온 8500은 지포스3 Ti500보다 훨씬 저렴한 가격에 출시되었고, 듀얼 모니터 지원과 같은 멀티미디어 기능을 추가로 제공하는 장점이 있었다. 당시 고급형 카드에서 일반적이던 64MB 대신 128MB 비디오 메모리를 탑재한 최초의 DirectX 8.0 카드 중 하나였는데, 지포스3는 메모리 용량을 충분히 활용하지 못한 반면 라데온 8500은 이를 더 효과적으로 활용할 수 있었다.
2001년 말, ATI는 더 저렴한 지포스3 Ti200 및 지포스4 MX 460과 경쟁하기 위해 클럭 속도를 낮춘 8500 LE(이후 9100으로 재출시) 및 8500 LELE[3] 모델을 출시했다. 이 모델들은 낮은 가격과 함께 오버클러킹을 통해 8500 수준의 성능을 낼 수 있다는 점 때문에 OEM 및 컴퓨터 애호가들에게 인기를 끌었다. 당시 최고 성능 제품이었던 지포스4 Ti4600은 라데온 8500보다 거의 두 배 비싼 가격(350USD–399USD 대 199USD)으로 출시되어 직접적인 경쟁 상대는 아니었다. 경쟁 제품인 지포스4 Ti4200의 출시가 지연되고 ATI가 8500/LE의 128MB 버전을 적극적으로 출시하면서, R200 라인업은 중고급형 시장에서 꾸준한 인기를 유지했다. 특히 All-In-Wonder(AIW) 라데온 8500 DV 및 AIW 라데온 8500 128 MB 버전은 엔비디아의 Personal Cinema 제품보다 더 뛰어난 기능을 제공하며 좋은 평가를 받았다.[4]
시간이 지나면서 지포스 3/4 시리즈가 시장을 주도하게 되어 R200의 DirectX 8.1 픽셀 셰이더(PS) 1.4 기능을 활용하는 게임이 많지는 않았지만, 해당 기능을 지원하는 게임에서는 상당한 성능 향상을 보여주었다. PS 1.4를 사용하면 특정 그래픽 작업을 여러 번의 처리 과정(패스) 없이 한 번에 처리할 수 있었기 때문이다. 이러한 게임에서는 라데온 8500이 DirectX 8 코드 경로로 실행되는 최신 지포스4 시리즈와도 경쟁할 수 있는 성능을 보여주기도 했다. 대표적인 예로 Half-Life 2가 있다.
R200 아키텍처를 기반으로 다양한 제품이 출시되었다. 주요 제품군으로는 그래픽 카드와 메인보드 칩셋이 있다. 그래픽 카드는 2001년 말 라데온 8500부터 9250 시리즈까지 출시되었으며, 노트북용 모바일 버전도 개발되었다. 메인보드 내장 그래픽 기능을 위한 칩셋 역시 R200 아키텍처를 기반으로 한다.
4. 1. 그래픽 카드
ATI Mobility Radeon 9200
R200 칩셋을 사용한 그래픽 카드는 라데온 8500부터 9250 시리즈까지 다양하며, 2001년 말부터 시장에 출시되었다. 제품 라인업은 성능과 가격대에 따라 다음과 같이 구분될 수 있다.
시장 진입 수준: 9200SE
일반 수준: 9000, 9200, 9250, 8500LE/9100
하이엔드: 8500
ATI의 첫 R200 기반 그래픽 카드는 2001년 10월에 출시된 라데온 8500이었다. 이 카드는 코어 클럭 275MHz, 메모리 클럭 275MHz로 작동했으며, 당시 하이엔드 시장을 목표로 했다. 2001년 12월에는[6] 코어 클럭(250MHz)과 메모리 클럭(200 또는 250MHz)을 낮춘 라데온 8500 LE가 출시되었다. 이 모델은 나중에 라데온 9100이라는 이름으로 다시 출시되기도 했다. 초기에는 두 모델 모두 64MiBDDR SDRAM 구성으로 출시되었으나, 이후 128MiB 모델이 추가되었고, 특히 128MiB 라데온 8500은 메모리 인터리브 모드를 통해 약간의 성능 향상을 보였다.
멀티미디어 기능을 강화한 올인원더(All-In-Wonder, AIW) 라데온 8500 시리즈도 출시되었다. 2001년 11월에는 8500 LE와 동일한 클럭 속도(250MHz 코어, 200/250MHz 메모리)를 가진 64MiBAIW 라데온 8500 DV 모델이 나왔다. 2002년에는 128MiB 메모리를 탑재한 세 가지 AIW 모델(AIW 라데온 8500, AIW 라데온 8500 LE, AIW 라데온 8500 128MiB)이 출시되었다. 이 중 AIW 라데온 8500 128MiB 모델은 풀 8500과 동일한 클럭 속도로 작동했지만, AIW 8500 DV보다는 비디오 관련 기능이 적었다. ATI는 AIW 8500 DV 모델의 클럭 속도가 낮은 이유를 FireWire 인터페이스 탑재 때문이라고 설명했다.
2002년 말에는 R200 아키텍처 기반 제품에 대한 시장 수요에 부응하기 위해 라데온 9100이 공식적으로 발표되었다.[7] 이는 기존 라데온 8500 LE를 재출시한 것에 가깝다. 라데온 9000(코드명 RV250)은 라데온 9700과 함께 출시되었다. 이 칩은 기존 라데온 7500(RV200)을 대체하여 주류 시장을 공략했으며, 7500은 보급형 시장으로 내려갔다. 라데온 9000은 비용과 전력 소모를 줄이기 위해 R200 아키텍처를 상당히 재설계한 버전이다. 이 과정에서 2개의 텍스처 유닛 중 하나, "TruForm" 기능, 계층적 Z 버퍼(Hierarchical-Z), DirectX 7 TCL 유닛, 2개의 버텍스 셰이더 중 하나가 제거되었다. 게임 성능 면에서는 엔비디아의 지포스4 MX 440과 비슷한 수준이었으나, DirectX 8.1 버전의 버텍스 셰이더와 픽셀 셰이더를 완전하게 지원한다는 장점이 있었다. 라데온 9000은 라데온 8500LE나 지포스3 Ti200보다는 성능이 낮았지만, 이들 제품은 단종될 예정이었다가 시장 수요로 인해 다시 출시되기도 했다. 라데온 9200(코드명 RV280)은 2003년 4월 16일에 출시되었으며,[10] 라데온 9000을 기반으로 AGP 8배속을 지원하도록 개선된 버전이다. 이 외의 사양은 라데온 9000과 동일했다. 저가형 모델인 라데온 9200SE는 9200보다 클럭 속도가 약 20% 낮고 메모리 버스 폭이 64bit로 제한되었다. 2004년 7월에는 라데온 9200(RV280)의 클럭 속도를 약간 낮춘 라데온 9250이 출시되었다.
ATI는 2001년 제품 브랜딩 전략을 변경하여, 7000번대 시리즈는 DirectX 7.0 지원, 8000번대 시리즈는 DirectX 8.1 지원을 의미하도록 했다. 그러나 라데온 9000/9200 시리즈는 DirectX 8.1 기능만 갖추었음에도 불구하고 "DirectX 9.0 호환"으로 광고되었으며, 진정한 DirectX 9.0 규격을 만족하는 라데온 9700은 "DirectX 9.0 준수"로 구분하여 광고했다.
다음은 R200 시리즈 그래픽 카드의 주요 모델별 사양이다. 모든 모델은 150nm 공정으로 제조되었다.
1픽셀 셰이더 : 버텍스 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 유닛2 라데온 8500 LE는 메모리 클럭이 200MHz 또는 250MHz인 버전이 있으며, 이에 따라 메모리 대역폭도 6.4GB/s 또는 8.0GB/s가 된다.3 라데온 9250은 메모리 버스 폭이 64bit 또는 128bit인 버전이 있으며, 이에 따라 메모리 대역폭도 3.2GB/s 또는 6.4GB/s가 된다.
4. 1. 1. 라데온 8500 XT (취소)
Radeon 8500 XT(코드명 R250)는 2002년 중반 출시를 목표로 개발되었던 그래픽 카드이다. 주 경쟁 상대로는 엔비디아의 GeForce4 Ti 시리즈, 특히 당시 최고 사양 모델이었던 Ti4600(350USD~399USD)을 겨냥했다. 출시 전 정보에 따르면 R250 칩의 코어 및 메모리 클럭 속도는 300MHz로 예상되었다.
그러나 300MHz 클럭 속도로는 GeForce4 Ti4600을 간신히 넘어서는 수준의 성능에 그칠 것으로 예측되었다. 이는 당시 기준으로 중급형 성능에 해당했지만, 생산 비용은 더 높을 것으로 예상되었다. 또한, 칩 크기와 전력 소모량 때문에 노트북과 데스크톱 양쪽 시장을 모두 공략하기에는 적합하지 않았다. 특히 기존 Radeon 8500과 Radeon 9000 칩이 추가 전압 없이는 300MHz 클럭 속도를 안정적으로 달성하기 어려웠던 점을 고려할 때, R250 역시 비슷한 오버클럭 문제를 겪으며 생산 수율 저하와 비용 상승을 초래할 가능성이 높았다.[8][9]
ATI는 과거 3dfx가 여러 프로젝트에 역량을 분산하다 실패했던 사례를 교훈 삼아, R250 출시 계획을 취소하고 차세대 DirectX 9.0 지원 그래픽 카드인 Radeon 9700 개발에 집중하기로 결정했다. 이 결정은 결과적으로 ATI가 처음으로 엔비디아를 기술 개발 경쟁에서 앞서 나가는 중요한 계기가 되었다. 새롭게 출시된 Radeon 9700은 당시로서는 혁신적인 기능과 압도적인 성능을 제공하며 GeForce4 Ti4600으로부터 최고 성능 그래픽 카드의 자리를 성공적으로 가져왔다.
4. 2. 모바일 버전
''모빌리티 라데온 9000''은 2002년 초여름에 출시된 최초의 DirectX 8 지원 노트북용 그래픽 칩이었다. 이 칩은 이전 세대 DirectX 7 기반의 엔비디아 지포스 2 Go보다 뛰어난 성능을 보였으며, 동시대 경쟁 제품인 지포스 4 Go보다 더 많은 기능을 제공했다.
이후 데스크톱 라데온 9200을 기반으로 한 ''모빌리티 라데온 9200''도 출시되었다. ''모빌리티 라데온 9200''은 애플의 iBook G4를 비롯한 여러 노트북 컴퓨터에 탑재되었다.[11] 이 GPU들은 노트북의 메인보드에 직접 통합되거나 별도의 모바일 PCI Express 모듈(MXM) 형태로 장착되었다.
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