mini|250px|ATI Radeon HD 4890
Die Radeon-HD-4000-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips des Unternehmens AMD und der Nachfolger der Radeon-HD-3000-Serie. Alle Grafikprozessoren dieser Serie unterstützen das Shadermodell 4.1 (SM 4.1) nach DirectX 10.1. In dieser Serie wird zum ersten Mal GDDR5-Speicher verwendet.AMD: Der Nachfolger ist die Radeon-HD-5000-Serie.
Beschreibung Die offizielle Vorstellung des auf den Grafikkarten HD 4850 und HD 4870 verwendeten Grafikchips RV770 fand am 25. Juni 2008 statt. Aufgrund der frühzeitigen Verfügbarkeit im Handel und dadurch früh erscheinenden Berichten von Käufern zog AMD die Vorstellung der HD 4850 auf den 19. Juni vor, unter der Bedingung, dass nur Leistungsvergleiche angestellt werden, aber keine Details über die Architektur bekannt gegeben werden.
Der RV770-Chip basiert auf der Unified-Shader-Architektur des R600-Chips der Radeon HD 2900 XT, die allerdings deutlich modifiziert wurde. Wichtigster Unterschied ist die Verlegung der Textureinheiten (TMUs) in die Shadercluster. Bei der R600-Generation (inklusive der RV6xx-Ableger) bildeten die Textureinheiten einen Cluster, dessen Größe mit der Shaderclustergröße identisch ist. Dies ermöglichte im Prinzip eine etwas bessere Auslastung der TMUs beim R600, allerdings lässt sich das Design nicht zu größeren TMU-Zahlen skalieren ohne an Effizienz durch zu große Shadercluster zu verlieren. Mit der R700-Generation befinden sich immer 4 TMUs in einem Shadercluster, denen jeweils auch ein eigener First-Level-Cache zur Verfügung steht (bis RV670 haben sich alle TMUs einen einzigen L1-Cache geteilt), der Textur-L2-Cache bleibt aber unified. Genau diese Umstellung ermöglichte die deutliche Erhöhung der Einheitenzahlen mit dem RV770.
Im Gegensatz zum direkten Vorgänger, dem RV670, wurde die Anzahl der 5D-Shadereinheiten von 64 auf 160 gesteigert. Obwohl auch die Anzahl der Textureinheiten auf das Zweieinhalbfache stieg (von 16 auf 40, wobei die TAUs zu TMUs nun im Verhältnis 1:1 verbaut werden), erhöhte sich die Anzahl der Transistoren nur von 666 auf 956 Mio. Im gleichbleibenden 55-nm-Fertigungsprozess vergrößerte sich die Die-Fläche von 193 mm² auf 256 mm². Da der Konkurrenzchip von Nvidia, der GT200, mit 576 mm² deutlich größer war (bedingt durch die deutlich höhere Transistoranzahl sowie dem älteren 65-nm-Fertigungsprozess), konnte ATI den RV770 kosteneffizienter herstellen. Infolgedessen konnte ATI die Radeon HD 4870 deutlich günstiger auf dem Markt anbieten als die zunächst etwa gleich schnelle Geforce GTX 260 von Nvidia. Als äußerst erfolgreich erwies sich die Radeon HD 4850 im Marktbereich der Performanceklasse, da sie deutlich leistungsfähiger ist als die in etwa gleichteure Geforce 9800 GT. ATI bewarb ihre neue Grafikkartengeneration auch mit der Stromsparfunktion PowerPlay 2.0. Diese geriet aber in die Kritik, da sie deutlich weniger effizient arbeitete als die Vorgängerversion auf der Radeon-HD-3000-Serie. Gerade im Zusammenhang mit dem GDDR5-Speicher auf der Radeon HD 4870 wurde der Stromverbrauch im Leerlauf als zu hoch kritisiert, was auch mit Treiberupdates nicht behoben werden konnte.
Mit zwei RV770-Chips, die mittels Crossfire-Technologie zusammenarbeiten, wurden im August 2008 die Dual-GPU-Karten HD 4870 X2 und die HD 4850 X2 vorgestellt. Während letztere Karte exklusiv von Sapphire vertrieben wird, ist die HD 4870 X2 bei fast allen Boardpartnern im Portfolio zu finden.Radeon3D: In 2D-Betrieb hilft die Stromsparfunktion PowerPlay die Leistungsaufnahme in Grenzen zu halten, unter Last bricht die Leistungsaufnahme der HD 4870 X2 jedoch alle bisherigen Negativrekorde, weswegen auch ein starkes Netzteil eine Voraussetzung für diese Karte ist.Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4870 X2, Abschnitt „Leistungsaufnahme“. Testbericht vom 12. August 2008, abgerufen am 5. Februar 2010. Mit der Radeon HD 4870 X2 stellte ATI erstmals seit der Radeon-X1000-Serie wieder die leistungsstärkste Grafikkarte auf dem Markt zur Verfügung, bis Nvidia im Januar 2009 die Geforce GTX 295 vorstellte.
Am 10. September 2008 präsentierte AMD die Radeon-HD-4600-Serie für den Mainstream-Markt, sowie am 30. September die Radeon-HD-4500er und die Radeon-HD-4300er Serie für den Low-End-Markt. Die Grafikkarten, die auf den RV730- oder RV710-GPUs basieren, zeichnen sich durch eine geringe Verlustleistung insbesondere im Leerlauf aus.Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4670, Abschnitt „Leistungsaufnahme“. Testbericht vom 10. September 2008, abgerufen am 5. Februar 2010. Da die Radeon HD 4670 durchaus erfolgreich gegen Nvidias Geforce 9600 GSO agierte, allerdings nicht mit der Geforce 9600 GT konkurrieren konnte, präsentierte ATI am 23. Oktober 2008 die Radeon HD 4830. Dabei handelt es sich um eine Radeon HD 4850 mit reduzierten Taktraten sowie zwei deaktivierten Shaderclustern.
Am 2. April 2009 stellte AMD die Radeon HD 4890 vor, welche auf dem RV790 basiert. Dabei handelt es sich um ein RV770-Derivat, welcher in einem verbesserten 55-nm-Fertigungsprozess hergestellt worden ist, um höhere Taktraten zu erreichen. Dies ermöglicht der Radeon HD 4890 in etwa die Performance der zu diesem Zeitpunkt nicht mehr produzierten Geforce GTX 280 zu erreichen. Nvidia reagierte mit der Präsentation der ungefähr gleich schnellen Geforce GTX 275, welche allerdings architekturbedingt kostenintensiver in der Herstellung ist. Auf eine Dual-GPU-Grafikkarte auf Basis des RV790 verzichtete AMD, da solch eine Karte einen TDP von über 300 Watt hätte (was jenseits der nach dem PCI-Express-Standard erlaubten Leistungsaufnahme läge) und nach AMDs Einschätzung auch „einfach nicht nötig“ sei.Computerbase: Zu hoher Leistungsbedarf: Keine HD 4890 X2 (Update). Nachricht vom 30. März 2009, aktualisiert am 7. April 2009, abgerufen am 5. Februar 2010. Allerdings kündigten kurz darauf einige Grafikkartenhersteller bereits eine solche Karte an, dabei sollen – nicht standardkonform – zwei 8-Pin-Stromanschlüsse eingesetzt werden.Computerbase: ATi-Partner bringen Radeon HD 4890 X2. Nachricht vom 13. April 2009, abgerufen am 5. Februar 2010. Ferner gab AMD an, dass man den Stromverbrauch der Radeon HD 4890 im Vergleich zur 4870 im Leerlauf reduziert habe. Dies konnte allerdings von den ersten unabhängigen Testmessungen nicht bestätigt werden.Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4890 vs. Nvidia GeForce GTX 275, Kapitel „Leistungsaufnahme“. Testbericht vom 2. April 2009, abgerufen am 5. Februar 2010.
Am 28. April 2009 stellte AMD die Radeon HD 4770 vor, welche auf dem RV740 basiert und die Radeon HD 4830 ersetzte. Beim RV740-Chip handelt es sich um die erste im 40-nm-Fertigungsprozess hergestellte GPU. Dies ermöglichte AMD, die Karte mit einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis auf dem Markt anzubietenComputerbase: Test: ATi Radeon HD 4770, Kapitel „Preis-Leistung-Verhältnis“. Testbericht vom 28. April 2009, abgerufen am 5. Februar 2010. und sie erfolgreich gegen die etwa gleich teure, aber langsamere Geforce 9800 GT von Nvidia zu platzieren. Durch den neuen Fertigungsprozess wurden Fortschritte bei der Leistungsaufnahme erzielt, welche allerdings im Leerlauf unter Windows nicht so groß waren wie erhofft, was auf die Verwendung von GDDR5-Speicher zurückgeführt wird.Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4770, Kapitel „Leistungsaufnahme“. Testbericht vom 28. April 2009, abgerufen am 5. Februar 2010. Nach der Markteinführung konnte AMD die unerwartet hohe Nachfrage nach der Radeon HD 4770 zunächst nicht decken, da der neue 40-nm-Fertigungsprozess bei TSMC eine ungenügende Yield-Rate aufwies. Deshalb ließ AMD seinen Boardpartner Powercolor am 28. Mai 2009 die Radeon HD 4730 für den 8. Juni ankündigen. Dabei handelt es sich um eine übertaktete Variante der Radeon HD 4830 mit halbiertem Speicherinterface, welche allerdings GDDR5-Speicher verwendet.Hardware-Infos: Nachricht vom 28. Mai 2009, abgerufen am 5. Februar 2010. Die theoretische Speicherbandbreite bleibt daher unverändert. Erste Testberichte zeigen eine überraschend geringe 3D-Leistung, die vermuten lässt, dass die Zahl der ROPs bei der Radeon HD 4730 auf 8 halbiert wurde.Au-Ja: Powercolor HD 4730 – Preisbrecher oder Stromfresser?. Testbericht vom 17. Juni 2009, abgerufen am 5. Februar 2010.HT4U.net: PowerColor ATI Radeon HD 4730: Zahnloser, durstiger Tiger. Testbericht vom 17. Juni 2009, abgerufen am 5. Februar 2010.
Im August stellten Boardpartner vom AMD die Radeon HD 4750 und 4860 für den asiatischen Markt vor. Beide Karten kommen mit deaktivierten Shaderclustern daher, wobei die Radeon HD 4750 den in 40 nm hergestellten RV740-Grafikprozessor verwendet, wohingegen die HD 4860 auf einem teildeaktivierten und bis dato nur auf der Radeon HD 4890 eingesetzten RV790 basiert. Die Taktraten liegen jedoch, wie es der Modellname andeutet, zwischen denen der Modelle HD 4850 und HD 4870 und damit deutlich niedriger als jene der HD 4890.Radeon3D:
Grafikprozessoren Grafik-chip Fertigung Einheiten API Video-pro-zessor Schnitt-stelle Pro-zess Transi-storen Die-Fläche ROPs Unified-Shader Textureinheiten DirectX OpenGL OpenCL Stream-prozessoren Shader-Einheiten Shader-Cluster TAUs TMUs RV620 55 nm 181 Mio. 64 mm² 4 40 8× 5D-VLIW 2 8 4 10.1 3.3 (Linux Mesa: 3.3+) ATI Stream UVD 1.0 PCIe 2.0 RV710 242 Mio. 72 mm² 80 16× 5D-VLIW 8 1.1 (Linux Mesa: 1.1 incomplete) UVD 2.2 RV730 514 Mio. 146 mm² 8 320 64× 5D-VLIW 8 32 32 RV740 40 nm 826 Mio. 137 mm² 16 640 128× 5D-VLIW RV770 55 nm 956 Mio. 256 mm² 800 160× 5D-VLIW 10 40 40 UVD 2.1 RV790 959 Mio. 282 mm²
Namensgebung mini|hochkant=1.2|ATI RV770 auf einer ATI-HD4850-Grafikkarte Alle Grafikkarten werden mit ATI Radeon HD und einer zusätzlichen vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit einer 4 (für die Serie) beginnt. Die zweite Ziffer teilt die Familie in verschiedene Marktsegmente auf. Die dritte und vierte Ziffer dient einer Unterteilung in die verschiedenen Modelle. Suffixe werden wie in der vorhergehenden Serie nicht genutzt, die Leistungseinordnung innerhalb der Serie bzw. des Marktsegments erfolgt lediglich über die Nummer.
Aufteilung HD 42x0: IGP HD 43x0: Low-End HD 45x0/46x0: Mainstream HD 47x0/48x0: Performance HD 48x0 X2: High-End (Modelle mit zwei GPUs auf einer Karte)
Modelldaten Modell OffiziellerLaunch Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher Typ Aktive Einheiten Takt(MHz) Größe(MB) Takt(MHz) Typ Speicher-interface ROPs Shader-Cluster Stream-prozessoren TAUs TMUs Radeon HD 4200 4. Aug. 2009 RV620 4 2 40 8 4 500 sharedund/oder 128(Sideport) k. A. DDR2 / DDR3 Sideport 16Bit Shared Memory 32/64 Bit Radeon HD 4250 27. Apr. 2010 700 400 DDR3 Radeon HD 4290 2. Mrz. 2010 k. A. Radeon HD 4350 30. Sep. 2008 RV710 80 8 600 256 500 DDR2 64 Bit Radeon HD 4550 512 800 DDR3 Radeon HD 4650 10. Sep. 2008 RV730 8 8 320 32 32 5121024 500 DDR2 128 Bit Radeon HD 4670 750 512 1000 GDDR3 1024 900 DDR3 Radeon HD 4730 8. Jun. 2009 RV770 640 700 512 1800 (900) GDDR5 Radeon HD 4750 13. Aug. 2009 RV740 16 6 480 24 24 730 1600 (800) Radeon HD 4770 28. Apr. 2009 8 640 32 32 750 Radeon HD 4830 23. Okt. 2008 RV770 575 900 GDDR3 256 Bit Radeon HD 4850 19. Jun. 2008 10 800 40 40 625 5121024 993 Radeon HD 4860 13. Aug. 2009 RV790 8 640 32 32 700 512 1500 (750) GDDR5 Radeon HD 4870 19. Jun. 2008 RV770 10 800 40 40 750 5121024 1800 (900) Radeon HD 4890 2. Apr. 2009 RV790 850 1024 1950 (975) Radeon HD 4850 X2 12. Aug. 2008 2 × RV770(R700) 2 × 16 2 × 10 2 × 800 2 × 40 2 × 40 625 2 × 1024 993 GDDR3 2 × 256 Bit Radeon HD 4870 X2 750 1800 (900) GDDR5 Hinweise Die angegebenen Taktraten sind die von AMD empfohlenen bzw. festgelegten, beim Speichertakt wird der I/O-Takt angegeben. Allerdings kann der genaue Takt durch verschiedene Taktgeber um einige Megahertz abweichen, des Weiteren liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.