Radeon R700

By: Jin Li & Sonny Adadi

Overview

• Background

• History• R500

• R600

• R700 Architecture

What is Radeon R700?

• Series of Graphic Processing Units(GPU) by Advanced Micro Devices(AMD)

• Released in 2008

• Foundation chip codenamed RV770

• Radeon HD 4000 series tier list:o Budget ‐ 4300s, 4500s 

o Mid ‐ 4600s, 4700s

o Performance ‐ 4700s, 4800so Uber ‐ 4800 X2

What is a GPU?

• A processor optimized for 2D/3D graphics

• Highly parallel, multicored, multithreaded

Input Stage

Vertex-Shader

Geometry-Shader

Setup/Rasterizer Stage

Pixel-Shader

Output

Type of Shaders

•Pixel shader o Compute color and other attributes of each pixel.  

•Vertex shaders o The main purpose of this shader is to convert 3D position in virtual space to 2D coordinate that appear on the screen (including the depth value Z‐buffer). 

•Geometry shaderso Generates different kinds of graphic primitives such as points, lines and triangles.  

o Executed after the vertex shaders. Take vertices as input

Vertex processing flow

Vertex Shader EngineTriangle mesh

Position,coordinate, etc 

Pre-Vertex Data

Vertex Shader Instruction

Position “ texture”coordinate 

color

Pixel processing flow

Pixel Shader Engine

Texture Light color , shadow etc

Texture coordinate color

Color , Multi‐render target

Pixel Shader Instruction

History Lesson - R520

• Radeon X1000 series

• Released 2005‐2006

• Focus on efficiency

• Architectural improvements:o Ultra‐Threaded Dispatch Processor

o Ring Bus Memory Controller

R520 - Architecture

Input Stage

Vertex-Shader

Geometry-Shader Setup Stage

Pixel-Shader

Output

R520 - Memory• Ring Bus

• Two internal 256‐bit rings

• Eight 32‐bit external channels(256‐bit link)

• Reduces routing complexity

• Permits higher clock speeds

History Lesson - R600

• Radeon HD 2000 & 3000 series

• Released 2006‐2007

• Architectural improvements:o Unified Shader Architectureo Superscalar Very‐Large‐Instruction‐Word(VLIW)o Improved Ring Bus

Unified Shader Architecture

R600 - ArchitectureInput Stage

Vertex/Geometry/Pixel-Shaders

Setup Stage

Output

R600 - Memory• Improved Ring Bus

• Internal 512‐bits in both directions

• Eight 64‐bit channels(512‐bit link) 

• Fully distributed memory controller

Back to R700

• Same unified shader architecture... Just more of it

• Different memory subsystemo Ring bus replaced with something elseo Support GDDR5

R700 - Architecture

Input Stage

Vertex/Geometry/Pixel-Shaders

Setup Stage

Output

R700 Memory Controller• Ring bus gone!!!

• Switched hub architecture

• Reduced latency

• Reduced power

Specification ComparisonGPU HD4870 HD3870 X1950

GPU Frequency 750 MHz 775 MHz 650 MHz

Memory Frequency

900 MHz 1125 MHz 2000 MHz

Memory Type GDDR5 GDDR4 GDDR3

Memory Bandwidth 

115.2 GB/s 72.0 GB/s 64.0 GB/s

Number of transistors

956 million 665 million 384 million

Process Technology

55 nm 55 nm 90 nm

SIMD Engines 10 4 Separate Processor

SIMD Engine - R700

•10 SIMD Engines

•One SIMD Engine oSet of "Steam Cores"

o16 KB local data cache

•Stream cores oFive way Very Long Instruction Word (VLIW) processor

Stream Core - R700Base on VLIW (Very Long Instruction Word) five‐way superscalar architecture

Total 160 VLIW five‐way  superscalar shader processor

10 SIMD x 16 Shader Processor x 5 Stream processing unit 

Result :  800 Stream Processor

Compare previous generation‐ 4 SIMD

4 SIMD x 16 Shader Processor x 5 

Result : 320 Stream Processor

800/320 = 2.5 times 

R700 Shader Processor

Stream Processing Unit5 Scalar Units• Four small unit 

• Integer Add• Floating MAD • Floating point multiply• Floating point add• Dot product

• Fifth unit• Can handle transcendental instructions

• IEEE 32‐bit floating point precisionBranch Execution Unit• Responsible for flow control instructions

Questions?