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ATi Radeon 9700 (Pro), 9700, 9500, 9500 (Pro) und 9100/9000 (Pro)


ATI hat wie jeder wohl mitbekommen hat, mehrere neue 3D Chips angekündigt. Der Radeon 8500 LE (128 MB) und den Radeon 8500 (64 MB) sind durch den Radeon 9000 bzw. den Radeon 9000 Pro ersetzt worden. Das neue Spitzenmodel hört auf den Namen Radeon 9700 und ist das neue Highlight von ATI´s Grafikchipgeneration. Da ATi den Radeon 9700 durch die Bezeichnung "Pro" aufgewertet hat, kann man davon ausgehen, dass auch ein Model des neuen Radeon ohne die Bezeichnung "Pro" auf den Markt kommen wird, welcher jedoch schätzungsweise mit niedrigeren Taktraten versehen sein wird. Außerdem ist noch eine Radeon 9500 geplant, die auf das mittlere Preissegment zielt und in direkter Konkurrenz zum Geforce 4 Ti 4200 stehen wird.

Radeon 9000 und 9000 Pro

Wie man bei einigen Benchmarks von verschiedenen Hardwareseiten sehen konnte, liegt die Performance des Radeon 9000 unter der seines Vorgängers Radeon 8500. D. h. das der Radeon 9000 Pro Kern zwar wie der Radeon 8500 vier Pixelpiplines besitzt, aber physikalisch nur noch eine Textureinheit pro Pipeline (Der Radeon 8500 hatte zwei Textureinheiten). Das führt zu Füllratenlimitierung und drückt die Leistung in 3D Spielen und Grafikintensiven Anwendungen. um den Leistungseinbruch auszugleichen, wurden Veränderungen vorgenommen, die die Geometrieleistung des Grafikchips erhöhen

Kostengünstige Produktion

Um die Grafikkarten möglichst billig anbieten zu können, liegt der Chiptakt der Radeon 9000 GPU bei 250 MHz und der Speicher bei 200 MHz DDR. Das bietet dem Hersteller die Möglichkeit, die Grafikkarte mit günstigeren 4-5 ns Speicher auszustatten. Laut ATi sollen die 9000er Grafikkarten ca. 130 US $ kosten. Der Radeon 9000 Pro wird mit je 275 MHz betrieben, was der Taktrate des alten Radeon 8500 entspricht. Je nach Anbieter liegt die Speicherbestückung zwischen 64 und 128 MB DDR- SDRAM. Die Radeon 9000 Pro wird für ca. 150 US $ über den Ladentisch wandern. Preislich gesehen, deckt ATI mit dem 9000er Chip den Low-Cost-Sektor ab und bietet Direkt x8 Kompatibilität zum recht günstigen Preisen an.

Die Technik des Radeon 9700 Pro Grafikchip (Auch die Radeon 9700 ohne das Kürzel Pro)

Im 17 Juli 2002 stellte ATI den Radeon 9700 Pro Grafikchip vor, der ja schon seit Monaten unter dem Codenamen R300 bekannt war. Der neue Grafikchip ist der erste der vollständig zur DirectX 9 API kompatibel ist. Mit der ATI Radeon 9700 Pro lassen sich Effekte in kommenden Spielen schon darstellen. Ist man allerdings Besitzer einer Geforce 4 Ti 4600, wird man diese Effekte leider nicht zu Gesicht bekommen, weil die Geforce 4Ti bekanntlicherweise kein Direct X9 unterstützt. Allerdings kann man die Spieler, die die heutigen Direct X 8.1 Grafikarten benutzen trösten. Da die kommende Spielegeneration gerade mal die API Direct X8.1 unterstützen. Desweiteren muss an dieser Stelle gesagt werden, dass die neue Microsoft Schnittstelle Direct X 9 noch gar nicht offiziell vorgestellt wurde und Spiele die Direct X9 unterstützen, sind in naher Zukunft gar nicht erst zu erwarten.

Um die Bezeichnung GPU (Graphik Processing Unit) loszuwerden , die der ewige Widersacher nVIDIA einst prägte, spricht ATI genauso wie 3DLabs bei seinem P10 Chip- von einer VPU (Visual Processing Unit), um auf die höhere Leistung und Flexibilität ihres Grafikchips hinzuweisen. Gehen wir nun ein wenig näher auf die Features der neuen VPU Radeon 9700 Pro ein. Der Radeon 9700 Pro Chip wird mit 107 Mill. Transistoren in 0,15 Micron gefertigt und verfügt über ein 256 Bit Speicherinterface, das eine Speicherbandbreite von bis zu 20 GB/s möglich macht. Beim Radeon 9700 Pro werden die anstehenden Daten für den Speicher in 4 von einander unabhängigen 64 Speichercontrollern verwaltet. Dieses Kontroller-Management (Quad Channel) ist sehr effizient und führt zu einer verbesserten Ausnutzung der Speicherbandbreite.

Ein Bild das die Quadchannel Technologie verdeutlicht:

Außerdem wurden die Pixelpiplines von vier auf acht Pipelines erhöht, mit der der Chip jetzt bis zu 16 Texturen bei einem einzigen Arbeitsdurchgang verarbeiten kann. Die Pixel und Vertex Shader wurden ebenfalls optimiert. Die acht Pixel- und vier Vertex Shader Engines erfüllen die Spezifikation von DirectX 9 in Version 2.0 und sollen laut Hersteller einen maximalen Polygon-durchsatz von bis zu 136 Mill. Dreiecken pro Sekunde erreichen. Desweitern wird die Leistung bei der Transformrate mit 325 Mill. Dreiecken/s und einer max. Füllrate von 2,6 Gigapixel/s angegeben. Der Chip rändert jetzt mit einer Farbtiefe bis zu 96 Bit und ermöglicht dadurch eine höhere Farbgenauigkeit und besserer Kontrastwerte. Außerdem unterstützt der Radeon 9700 Pro jetzt das AGP 8x Interface womit die anfallenden Texturen mit noch einer höheren Datenmenge über den AGP Bus geschickt werden können. Bei AGP 8x ist eine theoretische Datenübertragung von 2,1 GB/s möglich. Das ermöglicht eine schnellere Lade Zeit der hochauflösenden Texturen , d.h. es wird eine größere Datenmenge verarbeitet und somit wird es in Zukunft möglich sein, Anspruchsvollere 3D Spiele flüssig zu spielen, da die Datenmengen zügiger an die CPU weitergeleitet werden. Der Chiptakt der Radeon 9700 GPU liegt bei 325 MHz und der Speicher bei 620 MHz DDR.

Smoothvision 2.0 (Super Sampling & Multi Sampling)

Erstmals bietet der Radeon 9700 Pro mit Smoothvision 2.0 zwei Sampling Methoden an. Beim Super-Sampling wird jeder Bildpunkt mehrfach leicht gegeneinander verschoben berechnet und dann anschließend zusammengemischt. Der Aufwand für die Glättung ist jedoch hoch und geht auf Kosten der Speicherbandbreite. Da die Speicherbandbreite darunter leidet, ist die Folge ein starkes Einbrechen der Gesamtleistung. Die letztendlich Bildqualität soll aber sehr gut sein. Beim Multi Sampling werden die Randbereiche von Objekten geglättet. In der Multi Sampling Methode wird nur auf ein Bild zurückgegriffen, anstatt wie im Super Sampling das resultierende Bild aus allen Bildern neu zu generieren. Mit Multi Sampling soll es eine höhere Gesamtperformance geben, da ja nur die Randbereiche neu berechnet werden müssen. Durch die Implementierung von Multi Sampling in den Radeon 9700 Pro Grafikchip wurde der Nachteil, den der Vorgänger Radeon 8500 gegenüber der Geforce 4 Konkurrenz hatte, von ATI endgültig beseitigt.

SMARTSHADER 2.0

ATI`s SMARTSHADER 2.0 Technologie besteht aus vier Vertex Shadern und insgesamt acht parallelen Pixel Shadern. Der RADEON 9700 Pro ist das erste Produkt, das die zweite Generation von ATi`s programmierbarer Vertex und Pixel Shader Technologie nutzt. SMARTSHADER 2.0 soll dazu beitragen, die Bildqualität zu verbessern und zusätzlich für bombastische Übergangseffekte sorgen. Diese Technologie ist ein Bestandteil der DirectX 9.0 API und wird auch bei zukünftigen Open GL Versionen unterstützt.

VIDEOSHADER

ATI führt eine neue Technologie ein, die die programmierbaren Pixel Shader mit der Videotechnik verbindet. Der Video Shader verbessert die Videoqualität bei Streaming-Internet-Videos indem er die häßlichen Bildartefakte glättet. (Klötzchen bildung)

Truform 2.0

In der Version 2.0 soll Truform die Verarbeitung von n-Patches beherrschen. Dass von DirectX 9 integrierte Displacement Mapping kann beide 3D Features miteinander verbinden. Dabei werden die Eckpunkte, die das 3D Objekt später ergeben, über den AGP Bus zum Grafikprozessor transportiert. Aus wenigen Punkten kann der Grafikchip das Objekt eigenständig mit verbesserten Details erstellen ( ist auch unter dem Begriff Tessellation bekannt ).

Anisotropische Filterung

Die Anisotropische Filterung bietet im Gegensatz zur bi- oder trilinearen Filterung die Möglichkeit, Texturen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich stark zu interpolieren. So kann man auf schräge oder entfernte Texturverläufe das passende Filterungsverhältnis einsetzen. In der Spiele Praxis bedeutet dies, dass Gegenstände, die aus dem Boden oder der Wand herausragen oder sich sogar um die Z Achse drehen, je nach Betrachtungswinkel unterschiedlich stark aufgelöst werden müssen. ATi`s Radeon-9700-Pro-Chip beherrscht diese Filterungsmethode und bietet Einstellungen von bis zu 16 Texture-Samples pro Pixel an.

Anisotropische Filterung bietet im Gegensatz zur bi- oder trilinearen Filterung die Möglichkeit, Texturen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich stark zu interpolieren. So kann man auf schräge oder entfernte Textur-Verläufe das passende Filterungs-Verhältnis einsetzen. In der Spiele-Praxis bedeutet dies, dass Gegenstände, die aus dem Boden oder der Wand herausragen oder sich sogar um die Z-Achse drehen, je nach Betrachtungswinkel unterschiedlich stark aufgelöst werden müssen. ATi`s Radeon 9700 Pro Chip beherrscht diese Filterungsmethode und bietet Einstellungen von bis zu 16 Texture-Samples pro Pixel an.

Hyper Z III

ATI´s im Chip integrierte Hardware zur Schonung der Speicherressourcen nennt sich Hyper Z III und setzt sich aus den Komponenten "Hierarchical-Z", "Z-Compression" und "Fast-Z-Clear" zusammen. (Hierarchical Z: Gibt nur sichtbaren Pixeln eine Chance.) Alle drei Komponenten zielen auf die Z-Koordinate, also den Pixelwert, der die Tiefen-Information angibt. Sie sollen vor allem Bandbreitenengpässe, die bei gesteigertem Datenvolumen zustande kommen, verhindern. Hierarchical Z unterteilt den Z-Buffer-Speicher, in dem die Tiefeninformationen der einzelnen Pixel vorliegen, in Blöcke und untersucht deren Sichtbarkeit im Bild. Ist der Pixelblock verdeckt, wird er verworfen. Ist er teilweise sichtbar, wird dieser Block nochmals in kleinere Kästchen unterteilt und wiederum verglichen. So wird effizienter sichergestellt, dass nur sichtbare Bildelemente gezeichnet werden.

Z Kompression

Durch das integriertes Multi-Sampling Anti-Aliasing bekommt Z Kompression einen höheren Stellenwert. Es soll bei sechsfachem FSAA eine Kompression Rate von bis zu 24:1 (6 mal 4-fache Kompressionsrate) möglich sein. Die Komprimierung von Daten ist ein allgemein verbreitetes Verfahren bei der Übertragung einer großen Datenmenge über ein Medium mit begrenzter Bandbreite. Der Z-Puffer ist hierfür ein gutes Beispiel. Da die Übertragung zum und vom Z-Puffer einen so großen Teil der Speicherbandbreite benötigt, sollten die Daten also offensichtlich komprimiert werden. Hyper Z verwendet einen hochentwickelten und verlustfreien Komprimierungsalgorithmus, um die bei Lese- und Schreibvorgängen des Z-Puffers zu übertragende Datenmenge zu verkleinern. Sowohl Komprimierung als auch Dekomprimierung werden in Echtzeit vorgenommen, so dass zusätzliche Speicherbandbreite gewonnen werden kann, ohne die Bildqualität zu beeinträchtigen.

Fast Z Clear

Nach der Fertigstellung eines jeden Frame muss der dieser Szene zugeordnete Tiefenpuffer gelöscht werden, bevor er für Daten des nächsten Frame zur Verfügung steht. Herkömmliche Grafikprozessoren löschen den Puffer durch Überschreiben der Daten mit Nullwerten. Dieser Vorgang stellt jedoch auch einen Schreibvorgang in den Z-Puffer dar, so dass auch dadurch mehr Speicherbandbreite in Anspruch genommen wird als zum Rändern der Szene nötig wäre. Durch Hyper Z kann der Z-Puffer sehr schnell gelöscht werden (ca. 64x schneller als herkömmliche Architekturen), ohne dabei etwas in den Z-Puffer zu schreiben. So wird keine unnötige Speicherbandbreite verbraucht und die Leistung weiter gesteigert.

Aktualisierung wegen der neu hinzugekommenen Radeon Chips 9700, 9500 und 9500 Pro

ATi stellte ja im Oktober/November 2002 die ergänzenden Chips Radeon 9700 ohne Pro und die Radeon 9500 ohne Pro und die Radeon 9500 mit Pro vor. Dies veranlaßte uns natürlich unsere Radeon 9X Informationen zu aktualisieren. Außerdem kam noch kurzfristig ein relaunsch der Radeon 8500 mit der Bezeichnung 9100 hinzu.

Einige Informationen zu den neuen Radeons mit einer aktualisierte Datentabelle.

Der Radeon 9700 ohne Pro

Hierbei handelt es sich um eine vollwertige Radeon mit allen Merkmalen die auch schon der grosse Bruder Radeon 9700 Pro besitzt lediglich der VPU und der Speicher wurden runter geschraubt. Dieser Chip wird mit 275 MHz VPU Takt und 550 bzw. je Hersteller und Speicherausstatung (ns Zugriffszeit) mit 540 MHz Speichertakt versehen. Ansonsten änderte ATi nichts am Radeon 9700. Vorteil durch den geringeren Takt kann der Hersteller dieses Modell günstiger anbieten.

Der Radeon 9500 Pro

Bei diesem Chip wurden einige Veränderungen vorgenommen. Er verfügt nur noch über 128 Bit Speicheranbindung was die Speicherbandbreite um die ca. die hälfte reduziert anstatt 20 GB/s pro Sekunde bringt der Chip nur noch ca. 10 GB/s mit doch das ist immer noch mehr, als eine Geforce 4Ti von nVIDIA vermag. Desweiteren wurde der VPU und der Speichertakt ebenfalls nach unten korrigiert. Der VPU wird mit 275 MHz VPU Takt und 550 MHz Speichertakt betrieben. Erfreulicherweise wurde an der eigentlichen Chiparchitektur nichts verändert. Der Radeon 9500 Pro verfügt wie seine grossen Brüder über alle Direct X9 Features und über die 8 im Chip integrierten Rendering Pipelines.

Der Radeon 9500 ohne Pro

Der Radeon 9500 ohne die Bezeichnung Pro, ist der wohl am meisten beschnittene VPU im Sortiment der neuen 9700/9500 Serie von ATi. Hier wurde so kräftig gestutzt, so das man sich fragen sollte was bringt dieser Chip überhaupt noch an Leistung mit. 1. Reduzierung des Chiptaktes auf 275 MHz und 550 MHz DDR Speichertakt. 2. Halbierung der Speicherbandbreite auf 128 Bit. Und der 3. und wohl schwerste Eingriff ist die Reduzierung der im Chip integrierten Rendering Pipelines von 8 auf lediglich nur noch 4 Pipelines. Auch hier kann man erfreulicherweise Festellen, das an der DirectX 9 Fähigkeit des Chips nichts verändert wurde.

Der Radeon 9100

Nach dem man festellte das die Radeon 9000 und 9000 Pro nicht an die Leistung des Vorgängers herankam hat ATi sich dazu entschlossen den Radeon 8500 nochmals aufzuwärmen in dem man im die Bezeichnung 9100 zukommen lies. Der Chip wurde in keiner weise verändert so das er immer noch über die Direct X 8,1 Schnittstelle verfügt und nicht Direct X 9 kompatibel ist. Wir gehen davon aus, das er die Bezeichnung 9100 bekam, um damit das Sortiment der 9X Serie zu komplettieren und ihn Leistungsmässig da einzuordnen, wo er hin gehört. Der Radeon 8500 (9100) ist schneller wie der Radeon 9000/Pro.

Die technischen Daten der neuen ATI Grafikchips:

  Radeon 9000 Radeon 9000 Pro Radeon 9700 Pro Radeon 9700
GPU Takt
250 MHz
275 MHz
325 MHz
275 MHz
Speichertakt
400 MHz DDR
550 MHz DDR
620 MHz DDR
550 MHz DDR
Speicheninterface
128 Bit DDR
128 Bit DDR
256 Bit DDR
256 Bit DDR
Speicherbandbreite
6,4 GB/s
8,8 GB/s
20 GB/s
ca. 15-16 GB/s
AGP Interface
4xAGP
4xAGP
8xAGP nach AGP 3.0 Norm
8xAGP nach AGP 3.0 Norm
DirectX Version
8.1
8.1
9
9
Rendering Pipelines
4
4
8
8
Textureinheiten pro Pipeline
1
1
2
2
max. Texturen pro Pixel
6
6
6
6
Pixel Shader
ja
ja
ja
ja
Vertex Shader
ja
ja
ja, 2x
ja, 2x
Herstellungsprozess
0.15µm
0.15µm
0.15µm
0.15µm
max. Speicherausbau
128 MB
128 MB
256 MB
256 MB
max. Füllrate
2,0 GTexel/s
2,2 GTexel/s
2,6 GTexel/s
ca. 1,8-2 GTexel/s
TV Out integriert
ja
ja
ja
ja
Dual Monitor Support
Ja
ja
ja
ja

 

Tabelle 2 mit den Mainstreamchips der Radeon 9X Serie

  Radeon 9500 Pro Radeon 9500 Radeon 9100 = 8500
GPU Takt
275 MHz
275 MHz
275 MHz
Speichertakt
550 MHz DDR
550 MHz DDR
550 MHz DDR
Speicheninterface
128 Bit DDR
128 Bit DDR
128 Bit DDR
Speicherbandbreite
ca. 10 GB/s
ca. 8,6 GB/s
8.8 GB/s
AGP Interface
8xAGP nach AGP 3.0 Norm
8xAGP nach AGP 3.0 Norm
8xAGP nach AGP 3.0 Norm
DirectX Version
9
9
8,1
Rendering Pipelines
8
4
4
Textureinheiten pro Pipeline
2
1
1
max. Texturen pro Pixel
6
6
?
Pixel Shader
ja
ja
ja
Vertex Shader
ja, 2x
ja
ja
Herstellungsprozess
0.15µm
0.15µm
0.15µm
max. Speicherausbau
256 MB
256 MB
128 MB
TV Out integriert
ja
ja
ja
Dual Monitor Support
ja
ja
ja

 

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