Zum ersten Todestag von Ati: Von Stars, Sternchen und Rohrkrepierern - Welche Ati-Grafikkarte hatten Sie?

Heute vor einem Jahr kündigte AMD das Ende von Ati als Marke an - an Atis Stelle treten Vision und Radeon. Anlass genug, die wichtigsten Ati-Grafikkarten bis heute vorzustellen, die bis zur 5000er-Serie der Radeons reicht. Unsere Zeitreise beginnt Mitte der 90er Jahre. Bereits in den Achtzigern und Anfang der Neunziger Jahre konnte sich Ati durch 2D-Beschleuniger gute langfristige Kontrakte im OEM-Bereich sichern. Nachdem man sich viel zu lange Zeit mit dem (ernsthaften) Einstieg ins 3D-Zeitalter gelassen hatte, hielten nur diese OEM-Beziehungen die Firma am Leben, denn die erste Generation von 3D-Chips mit den Namen 3D Xpression, 3D Charger und schließlich 3D Rage inklusive Varianten wie Rage II, IIc, Turbo, Pro Turbo usw. konnten mit der Konkurrenz von 3Dfx kaum mithalten.

Rage 128 und Rage Fury MAXX
Mit dem Rage 128 ging es aufwärts für Ati im 3D-Bereich. Die Spielleeistung war bereits ordentlich, konnte aber an der Spitze der 3D-Karten nur in Ausnahmefällen mithalten. Der Chip verfügte bereits über die Möglichkeit, in 32 Bit Farbtiefe zu rendern und war mit einem 32 MiByte großen Framebuffer ausgestattet. Auch hier behinderte die Treiberqualität noch die Entfaltung der vollen Leistungsfähigkeit. Der Chip bot dank iDCT-Unterstützung (inverse Discrete Cosinus Transformation) eine weitaus bessere Entlastung der CPU bei der DVD-Wiedergabe, was die damaligen Pentium-II-CPUs noch vor Probleme stellte.

Die erste echte Dual-Chip-Grafikkarte im Consumerbereich stellte Ati 1999 mit der Rage Fury MAXX vor, die mit zwei Rage-128-Chips und zweimal 32 MiByte VRAM ausgestattet war. Ohne Windows-2000-/ bzw. Windows-XP-Treiber war der Karte allerdings keine lange Lebenszeit beschieden.



Radeon 1
Im Jahre 2000 schlug Ati zurück: Nach Jahren des Zweite-Geige-Spielens wollten es die Kanadier wissen und brachten mit der Radeon die erste wirklich runderneuerte 3D-Engine. Mit Charisma-Engine (Hardware-TnL-Einheit) und Pixel-Tapestry (Pixel-Engine, die nur knapp an Pixel-Shader-Kompatibilität vorbeischrammte), unterstützt vom Effizienzpaket Hyper-Z und bis zu 64 MiByte DDR-RAM konnte die effizient arbeitende Karte zwar nicht mit der 16-Bit-Rohpower der Geforces mithalten, bot aber dafür in 32 Bit und hohen Auflösungen deutlich mehr Leistung als die i.d.R. mit 32 MiByte ausgestattete Geforce 2 GTS. Der Chip unterstützt zudem anisotrope Texturfilterung bis 16:1 - wenn auch in bescheidener Qualität.

Radeon 7500/8500
Der RV200, wie der 150-Nanometer-Shrink des R6-Chips der Radeons genannt wurde, vereinte die Vorteile der vollwertigen Radeon-GPUs mit dem Dual-Monitor-Support der Radeon VE und den hohen Taktraten, die durch die neue Fertigungstechnologie möglich wurden. Mit 290 MHz Chiptakt konnte er der Geforce 2 oft Paroli bieten und sogar der GF2 Ultra das ein- oder andere Mal davonrendern.

Ebenfalls aus dem Jahre 2001: der Radeon 8500. Ein ambitionierter Chip, welcher leider unter einigen Designfehlern litt, die seine Konkurrenzfähigkeit zur Geforce 3 einschränkten, obwohl er trotzdem noch des öfteren schneller war, als das Nvidia-Produkt. Zudem war er mit der Unterstützung für Pixel-Shader 1.4 fortschrittlicher und konnte dadurch manchen Render-Pass sparen (beispielsweise im 3DMark 03). In Max Payne 2 stellte die R200 sogar Spiegel dar, welche Pixel-Shader-1.1-Karten verwehrt blieben. Truform, eine Art von Higher-Order-Surface-Support auf N-Patch-Basis blieb eher eine Machbarkeitsstudie aufgrund der geringen Verbreitung und Performance-Kosten. Folgerichtig wurde es in den Folgechips nur noch per Software-Emulation unterstützt.

Mit wahnsinnig schnellem, aber dafür nicht sehr ansehnlichen 16:1 AF war er der GF3 überlegen, konnte aber beim Einsatz von Kantenglättung nicht mehr mithalten. Grund: Das eigentlich geplante Multisampling funktioinierte nicht, ebenso das gedrehte Raster, welches die Qualität der Kantenglättung verbessert, funktionierte nur in bestimmten Fällen.

Radeon 9000/9200
Die abgespeckte Version (RV250, später mit AGP8x auch RV280) aus dem Jahre 2002 bot sämtliche Features des R200 für kleines Geld. Sämtliche Features? Nein, Truform fehlte, ebenso die Hälfte der Render-Pipelines. Dafür verkauften sich die Karten aber sehr gut, zumal Nvidia Konkurrenz nur in Form der komplett Shaderlosen Geforce-4-MX anzubieten hatte und man so sagen kann, dass die Radeon 9200 den Shader-Durchbruch für den Massenmarkt darstellte.

Radeon 9700
Mit der unglaublich erfolgreichen Radeon 9700 konnte Ati 2002 einen Sieg auf ganzer Linie einfahren - nicht nur die bei Erscheinen aktuelle GF4 wurde mehr als deutlich geschlagen, auch die verspätete Geforce FX hatte kaum eine Chance gegen die Grafikkarten mit dem R300-Chip. Gegen die GF4 punktete die R9700p hauptsächlich mit AA und AF, gegen die Geforce FX zusätzlich, wenn moderne 2.0-Shader zum Einsatz kamen.

Es handelte sich beim R300, der auch auf dem Preisleistungs-Tipp Radeon 9500 Pro zum Einsatz kam, um die erste DX9-GPU auf dem Markt. Zusätzlich reparierten die Ati-Ingenieure die Einheiten für MSAA und so konnten Radeon-9700-Besitzer eine bis dato ungekannte Bildqualität nutzen - lediglich der anisotrope Texturfilter gab noch Anlass zur Kritik, glich die nur befriedigende Qualität aber durch den kaum vorhandenen Performance-EInbruch in vieler Kunden Augen wieder aus. Soviel Leistung hatte jedoch ihren Preis: Nach der Dual-CHip-Karte Voodoo5 5500 war die Radeon 9700 Pro die erste Consumer-Grafikkarte, die zusätzliche Stromzufuhr vom Netzteil benötigte.



Radeon 9800 Pro/Radeon 9600/Radeon 9800 XT
Noch bevor das Nvidia-Imperium zurückschlagen konnte, brachte Ati mit der Radeon 9800 Pro im Frühjahr 2003 einen Refresh des R300 auf den Markt. Der R350 getaufte Chip war nach wie vor in 150 Nanometer-Technologie gerfertigt und erzielte werksseitig bereits Taktraten von 380 MHz - Übertakter erreichten hier noch weitaus höhere Werte. Beeindruckend, wenn man bedenkt, dass bereits der mit 325 MHz taktende R300 in 150nm für die Grenze des Machbaren gehalten wurde. Auch eine Version mit 256 MiB GDDR2-RAM kam auf den Markt.

Da die großen R300/R350-GPUs für Ati nur schwer wirtschaftlich in großer Zahl, sprich dem Niedrigpreissegment zu verkaufen waren, brachte man im Sommer 2003 die Mainstream-Ableger namens RV350/360 auf den Markt (Radeon 9600/9600 Pro). Dieser bot dasselbe 3D-Featureset wie die großen Geschwister und war lediglich in der Leistung mit nur vier Pixel-Pipelines und einem 128-Bit-Speicherinterface sowie einer fehlenden Stufe von hierarchical-Z beschnitten. Mit dem RV350 wurde auch stillschweigend die umstrittene TMU-Fähigkeit eingeführt, bei trilinearer Filterung Samples einzusparen und so höhere Fps zu ungunsten der Bildqualität zu erreichen.

Der R360-Chip (Radeon 9800 XT) war die erste High-End-GPU mit der vom RV350 geerbten Textureinheit und gleichzeitig die letzte Ausbaustufe der 9er-Radeon-Serie. Mit nochmals (leicht) gesteigertem Takt und Ati Overdrive, einer automatischen Übertaktungsfunktion des Treibers, zeigt Ati Nvidia noch einmal die lange Nase.

Radeon X800
Bei der X800-Reihe musste Ati ein wenig zurückstecken: Trotz Verdopplung der Rohleistung mit 16 Render-Pipelines und Textureinheiten samt hoher Taktraten von bis zu 520 MHz war der R420 nicht das, was eigentlich geplant war - der R400. Dieser sollte bereits über ein Unified-Shader-Design verfügen und mindesten Shader-Modell 3 unterstützen. Das Project musste jedoch verschoben und später abgesagt werden.

Es blieb die R420 mit 16 Renderpipelines, Shader-Modell-2.x-Unterstützung und dem mittlerweile beim RV360-Chip etablierten 130-nm-Prozess. Dieser ermöglichte zusammen mit dem relativ sparsamen Design mit nur 160 Millionen Transistoren Taktraten von 475, 500 und 520 MHz für die Pro-, XT- und XT-PE-Versionen - und damit mehr Rohleistung in Spielen, als bei der Geforce-6-Reihe. Aufgrund der schlechten Verfügbarkeit der Spitzenmodelle beim Launch kristallisierte sich die "Pro" als beliebteste Version heraus - wohl auch, weil bestimmte Serien sich per BIOS-Mod in vollwertige 16-Pipe-Karten umwandeln liessen.

Später gab es noch viele Variationen des Chips mit unterschiedlichen Pipeline-Konfigurationen, Speicherbusbreiten und VRAM-Größen, sowie Taktraten.

Der RV423 auf der X800 XL war nicht nur der erste native PCI-Express-Chip dieser Leistungsklasse, sondern auch ein Die-Shrink des R420 im 110-Nanometer-Prozess. Diese Karten sollten die Produktionskosten und damit den Verkaufspreis der X800-Reihe senken. Ati hatte jedoch Probleme mit dem Prozess und so konnte der R423 nicht mit denselben Taktraten laufen, wie die älteren X800-Karten: 400 MHz war die Werksvorgabe.

Radeon X850
Mit dem R480/481 erfrischte Ati die X800-Reihe und gab ihr gleichzeitig einen neuen Namen: X850. Die Chips (je einer für AGP und PCI-Express) waren nach den Probleme mit der 110-Nanometer-Fertigung wieder im älteren, aber bewährten 130-nm-Prozess hergestellt und wurden mit bis zu 540 MHz betrieben. Nvidia konnte inzwischen im High-End nach der GF 6800 Ultra nichts mehr zulegen und so zementierte die X850 XT-PE den Fps-Vorsprung, den die Ati-Karten in zeitgenössischen Spielen innehatten weiter.

Entsprechend der gesteigerten Leistung sah man sich gezwungen, einen Radiallüfter mit Zwei-Slot-Bauhöhe einzusetzen, der die erhitzte Luft direkt aus dem Gehäuse beförderte - allerdings nicht gerade leise.

Radeon X1800/X1900
Die X1800 XT (R520-GPU) war das Flaggschiff der im Oktober 2005 vorgestellten X1000-Reihe, einer radikalen Weiterentwicklung der bisherigen Ati-Chips. Erstmals boten sie Shader-Modell-3-Support - nach Ati-Angaben "Shader-Modell 3 done right", weil die X1800 über eine hervorragende Performance bei dynamischen Programmverzweigungen sowie Multisampling, welches auch zusammen mit HDR-Rendering arbeitet, verfügte. Die im modernen 90-nm-Prozess gefertigten Chips lieferten optional erstmals quasi winkelunabhängige anisotrope Filterung. Der 512 MiByte große VRAM war über einen achtfach unterteilten Ringbus-Memory-Controller angebunden, welchen Ati als bahnbrechende Neuerung bewarb.

Das alles hatte jedoch seinen Preis: Die rund 321 Millionen Transistoren erzeugten eine Menge Abwärme, welche sich leider nicht geräuscharm fortschaffen lies und die Lautstärke zu einem Kritikpunkt an der Karte machte. Zudem verfügte Sie "nur" über 16 Render-Pipelines mit je einer ALU, welche aufgrund des um mehrere Monate verpäteten Erscheinens bereits etwas knapp bemessen war - die hohe Effizienz der Einheiten konnte die geringe Anzahl jedoch meist wieder ausgleichen.

Mit dem R580-Chip, einer konsequenten Weiterentwicklung des R520 bestückte Ati die X1900-Reihe. Die GPU verfügte über nur minimal höhere Taktraten, jedoch über drei Shader-ALUs in jeder der weiterhin 16 Render-Pipelines, was in Verbindung mit einigen Verbesserungen für die Schattenberechnung (Fetch4, bereits im RV510/RV530 der X1300/X1600-Reihe enthalten) die Karte in genau dem Bereich verbesserte, wo die größte Schwäche bestand. Ihre Leistungsfähigkeit machte sie trotz nochmals leicht gestiegener Abwärme der nun 384 Millionen Transistoren zum Überflieger Anfang 2006 bis in den Herbst hinein.



Mit der X1900 All-in-Wonder brachte Ati die letzte, hierzulande erhältliche Multimedia-Karte heraus. Sie basiert auf einem vollwertigen R580-Chip, lediglich in Sachen Speichergröße (256 statt 512 MiByte) und Taktraten (500/490 MHz statt 650/750 MHz) mussten Käufer Abstriche hinnehmen.

Radeon X1950 XT/Pro
Im Spätsommer 2006 präsentierte Ati die X1950 XT - wiederum ein graduelles Upgrade des erfolgreichen R580-Produktes. Allerdings setzten die Ingenieure hier den Hebel an einer Stelle an, die bislang keine Schwäche des Chips darstellte: Durch die (erstmalige) Verwendung von GDDR4-RAM waren Speichertransferraten von 64 GiByte möglich - bei 256 Bit Interface-Breite waren dazu 1.000 MHz Speichertakt nötig. Auch die Kühlung wurde geändert: Durch das Design mit neuem und vom Luftausgang wegverlagerten Rotor sollten die Karten leiser werden. In der Praxis war das Pfeifgeräusch keine besondere Verbesserung gegenüber dem Röhren der älteren X1900. Trotz allem: Bei Verfügbarkeit war die Karte schneller als alle anderen Single-GPU-Karten auf dem Markt und zudem mit einem Einstiegspreis von "nur" 399 Euro für eine High-End-Karte verhältnismäßig günstig.

Mit dem RV570-Chip auf der X1950 Pro erarbeitete sich Ati den Preis-Leistungstipp für den Herbst 2006. Dank Wechsel auf 80-nm-Fertigung und dem Verzicht auf 4 von 16 Render-Pipelines konnte die GPU günstig produziert und leise gekühlt werden. Leistungsmäßig hielt sie in älteren Spielen gut mit der Konkurrenz mit, konnte in shaderlastigen Neuerscheinungen wie NfS Carbon, Gothic 3 oder TES IV: Oblivion der gesamten Geforce-7-Konkurrenz davonziehen.

Radeon HD 2900
Mit abermals mehreren Monaten Verspätung und aufgrund der überraschend starken Geforce 8 war Ati bei der im Mai 2007 vorgestellten HD 2900 gezwungen, den Kampf um die High-End-Krone vorerst aufzugeben. Mit dem Verzicht auf das schnellste Modell und einem Kampfpreis im Mittelklasse-Bereich versuchte man, den ersten DirectX-10-Chip an den Mann zu bringen. Probleme mit der Fertigung (der Chip ist enorm stromhungrig) und den ROPs (MSAA-Resolve musste zum Teil über die 320 Unified-Shader-ALUs) erledigt werden) verhinderten eine bessere Positionierung, sodass die HD 2900 trotz großen Wirbels im Vorfeld und exorbitanter Speicherbandbreite aufgrund des 512-Bit-Busses selbst mit Nvidias drittschnellstem Chip, der 8800 GTS, zunächst arge Probleme hatte. Auch die seit nunmehr drei Jahren unverändert bei 16 belassene Anzahl der Textureinheiten trug ihr Scherflein dazu bei.

Radeon HD 3870/3850/3870 X2
Mit der RV670-GPU, die auf der Radeon HD 3870 (im Bild) und HD 3850 zum Einsatz kam, schrumpfte Ati den riesigen R600-Chip drastisch ein - ohne jedoch allzuviel Funktionalität einzubüßen. 320 Shader-ALUs und 16 Textureinheiten blieben erhalten, lediglich Speicherinterface und interner Ringbus wurden halbiert - jedoch ohne größere Auswirkungen auf die Performance. Auch die Leistungsaufnahme bekam man erstaunlich gut und schnell in den Griff. Der kleine Chip erlaubte relativ kurze Zeit nach Markteinführung enorm günstige Preise, die der Konkurrenz Kopfschmerzen bereitete, auch wenn der Griff nach der High-End-Krone im November 2007 nochmals verschoben werden musste.

Im Januar 2008 war es dann soweit: Mit zwei per PCI-E-Bridge gekoppelten RV670-GPUs samt 2 x 512 MiByte GDDR3-RAM auf einer Karte trumpfte die HD 3870 X2 in vielen Benchmarks groß auf und ließ Nvidias bis dato schnellste Karte, die GF 8800 Ultra, hinter sich. Ein langes Leben war der Karte aufgrund des bevorstehenden Launches der HD4800-Reihe jedoch nicht beschehrt.

Radeon HD 4800
Im Juni stellte AMD die HD-4800-Reihe mit RV770-GPU vor und verblüffte Konkurrenz und Fachpresse: Auf nur 33 Prozent größerer Chipfläche als beim RV670 brachte man die 2,5-fache Anzahl an Shader-ALUs (jetzt 800!) und Textureinheiten (40, jedoch kein Single-Cycle-FP16 mehr) unter, blieb aber beim 256 Bit breiten Speicherinterface. Dank kompletten Neudesigns des Speichercontrollers und der ROPs war der Einbruch mit Multisampling-AA nun ähnlich gering, oft sogar geringern, als bei Nvidias Geforce-8/9-Reihe. Die kleine GPU versorgte hoch getakteter GDDR3-RAM mit Daten, bei der HD 4870 kam sogar GDDR5 erstmals zum Einsatz und bot einen Datendurchsatz von bis zu 115,2 GiByte/sek.

Auch bei der HD-4800-Reihe setzte AMD auf einen Kampfpreis und grub damit den Verkäufen von Nvidias GTX260-/280-Karten das Wasser ab - obwohl die GTX 280 nach wie vor die schnellere Karte war. X2, die zweite: Mit 2 x 1.024 MiByte GDDR5-RAM, zwei RV770-GPUs mit 750 MHz und einer neuen PCI-Express-Brücke ist die HD 4870 X2 eine Zeitlang die schnellste Grafikkarte der Welt.

Radeon HD 4770 und Radeon HD 5870
Die Radeon HD 4770 ist das Testvehikel bei AMD für den 40nm-Prozess. Sie bietet einen sehr kleinen Chip, der dazu sparsam unter Last und sehr preisgünstig ist. Trotz der lange schlechten Liefersituation werbewirksam zu vermarkten für AMD. Tests der HD 4770 gibt es ab April 2009. Aktuell bietet sogar PCGH zusammen mit Sapphire eine entsprechende Karte an.

Die Radeon HD 5870 ist die erste DirectX-11-Grafikkarte, sogar noch vor dem offiziellen Windows-7-Launch. Dadurch hat AMD einen deutlichen Vorsprung vor Nvidia, außerdem ist die HD 5870 auch die akuellste schnellste Single-GPU-Karte. Sie ist leise und effizient trotz über 2 Mrd. Transistoren - 40nm sei Dank. Die ebenfalls vorgestellte Radeon HD 5850 wird von PC Games Hardware am 30.09.2009 geprüft. Das Fazit fällt insgesamt gut aus, auch wenn das Referenzdesign deutlich zu laut ist. Ende 2009 folgt auch noch eine Dual-GPU-Grafikkarte mit Namen HD 5970, die auf zwei vollwertige HD-5870-Chips setzt. Im Test der HD 5970 fällt die Karte durch eine störende Lautstärke in 3D auf, dafür fällt die Leistungsaufnahme vergleichsweise erfreulich aus.

Zwischen Oktober 2009 und Februar 2010 erscheinen noch einige kleinere HD-5000-Grafikkarten, unter anderem die HD 5770.

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