R420 e a Radeon X800

O R420 foi uma expansão do do R300, com mais unidades de processamento e produzido usando uma técnica de 0.13 micron com low-k dielectrics (tecnologia que reduz a capacitância dos transístores, resultando em chips capazes de atingir frequências de operação mais altas). Apesar da arquitetura básica ter continuados basicamente a mesma, a ATI dobrou o número de pipelines de renderização no R420, elevando a contagem para 16. O pipeline de processamento de shaders foi também expandido, com 6 unidades de processamento de vertex shaders (contra 4 do R300) e novas funções.

O R420 suporta o Shader Model 2.0b, que é uma espécie de elo perdido entre as versões 2 e 3. Em 2004 a ATI realizou uma forte campanha entre os desenvolvedores, para que os títulos incluíssem suporte a ele lado a lado com o Shader Model 3. Isso fez com que as X800 ganhassem suporte a Shaders no FarCry e em outros títulos lançados em 2004, estendendo um pouco a vida útil das placas. Entretanto, a ATI logo migrou para o R520 e a linha X1xx, deixando que o R420 e o shader Model 2.0b caíssem no esquecimento. Isso fez com que apesar do bom desempenho, o R420 tivesse uma vida útil relativamente curta, assim como no caso das GeForce 5 FX.

Outra evolução incorporada ao R420 foi o suporte a memórias GDDR3 que foram um aperfeiçoamento das DDR2, destinadas ao uso em placas de vídeo. Elas também realizavam 4 transferências por ciclo, mas eram capazes de atingir frequências muito mais altas, o que tornou a transição bastante rápida. A partir de 2004, todas as placas de alto desempenho passaram a usar memórias GDDR3, relegando o uso de memórias DDR2 às placas de baixo custo. A partir desse ponto as DDR desapareceram rapidamente.

Para maximizar o volume de chips aproveitáveis por wafer, a ATI implementou uma arquitetura modular no R420, onde os pipelines de renderização eram agrupados em quartetos independentes, que podiam ser seletivamente desativados em caso de defeitos, resultando em chipsets com 12, 8 ou mesmo 4 pipelines ativos. A ideia foi logo adotada também pela nVidia e é utilizada até hoje para criar muitas das linhas de placas de baixo custo, equipadas com versões castradas dos chipsets.

O R420 foi usado na série Radeon X800, que originalmente era composta pela Radeon X800 Pro (versão castrada, com 12 das unidades de processamento ativas e clocks de 475 e 900 MHz), a Radeon X800 XL (versão completa com clocks de 400 e 1000 MHz) e a Radeon X800 XT (clocks de 500 e 1000 MHz). Estas três versões foram lançadas em versão AGP e foram equipadas com memórias GDDR3, daí as altas frequências para a memória.

Juntamente com o R420, a ATI lançou também uma versão PCI Express do chipset, o R423. A mudança no barramento não alterou consideravelmente o desempenho do chip (a diferença eram inferiores a 1% na maioria dos casos) mas o desenvolvimento de chipsets com suporte nativo ao PCI Express tornou a migração muito mais transparente do que no caso da nVidia, que optou por utilizar bridges AGP>PCI Express nas primeiras placas, que prejudicavam o desempenho.

O R423 foi usado na Radeon X800 XT, onde a GPU operava a 500 MHz e as memórias GDDR3 a 1000 MHz e na Radeon X800 XT PE, que era um pouco mais rápida, com clocks de 520 e 1120 MHz.

Posteriormente foram lançadas também versões castradas de médio e baixo custo, incluindo a X800 Pro (12 unidades de processamento e clocks de 475/900 MHz), X800 GTO 128 (12 unidades, bus de 128 bits e clocks de 400 e 700 MHz), X800 GT 128 (8 unidades, bus de 128 bits, clocks de 400/980 MHz) e X800 SE (8 unidades, bus de 128 bits e clocks de 425/700 MHz). Por serem modelos de baixo custo, as três foram lançadas também em versões com memórias DDR2, mais baratas.

No final de 2004 a linha foi renovada com o lançamento do chipset R480, um re-spin do R423 produzido usando uma técnica de 0.11 micron, que permitiu à ATI reduzir o custo e aumentar o clock das placas. Ele foi usado na Radeon X850 Pro (12 unidades, clocks de 520 e 1080 MHz), Radeon X850 XT (versão completa, clocks de 520 e 1080 MHz) e Radeon X850 XT PE (clocks de 540 e 590 MHz). Estas três placas foram lançadas também em versão AGP (com os mesmos clocks e basicamente o mesmo desempenho), nesse caso utilizando o chipset R481, que oferecia uma interface AGP nativa.

Radeon X850 XT PCIe

Existiram também versões AGP da Radeon X800 XT e X800 XT PE, mas no caso delas foi utilizado o chipset R423 combinado com um bridge PCIe>AGP (o Rialto) que reduzia sutilmente o desempenho. Ele foi usado como uma solução de transição da ATI, antes do lançamento do R481.

No final de 2004 a ATI lançou o RV410, uma versão de baixo custo do R480 que deu origem à série X700, que se tornou a linha de maior sucesso dentro da série, concorrendo com as GeForce 6 6600 ao longo de 2005 e em seguida com os modelos low-end da GeForce 7 em 2006, uma longevidade surpreendente, considerando a falta de suporte ao Shader Model 3.

O RV410 possui apenas 8 unidades de processamento e utiliza um barramento de 128 bits com a memória, mas manteve os pipelines de processamento de shaders intocados em relação ao irmão mais velho. A ATI poderia obter o mesmo resultado desativando componentes do R480, mas optou por produzir um novo chip para manter os custos de produção baixos, já que não teria unidades defeituosas suficiente para sustentar o grande volume de produção da série X700.

Radeon X700 XT

A Radeon X700 foi a versão mais simples, com clock de 400 MHz para a GPU e memórias DDR 1 (ela foi a última placa da ATI a utilizá-las) operando a 350 MHz. Ela foi seguida pela Radeon X700 Pro (GPU operando a 425 MHz e memórias GDDR3 a 860 MHz) e a Radeon X700 XT (475 MHz para a GPU a 1050 MHz para as memórias).

Estas três versões iniciais foram produzidas apenas em versão PCI Express, mas não demorou para que fossem lançadas também versões AGP, utilizando o bridge PCIe>AGP. Foram produzidas também placas com memórias DDR2, que eram mais baratas que as versões GDDR3.