سلسلة Radeon R300

اعتمدت الشريحة بنيةً تتألف من 8 مسارات بكسل، يحتوي كل منها على وحدة واحدة لرسم الخرائط النسيجية (تصميم 8x1). ورغم اختلاف هذا عن الشرائح القديمة التي كانت تستخدم وحدتي رسم خرائط نسيجية (أو 3 في Radeon الأصلية) لكل مسار، إلا أن هذا لم يمنع R300 من أداء رسم الخرائط النسيجية المتعددة بكفاءة الشرائح القديمة. فقد استطاعت وحدات رسم الخرائط النسيجية فيها تنفيذ عملية إعادة توجيه جديدة سمحت لها بأخذ عينات من 16 خريطة نسيجية لكل تمريرة هندسية. ويمكن أن تكون الخرائط النسيجية أي مزيج من بُعد واحد أو بُعدين أو ثلاثة أبعاد مع ترشيح ثنائي الخطية أو ثلاثي الخطية أو غير متناحٍ. وكان هذا جزءًا من مواصفات DirectX 9 الجديدة، إلى جانب مُظلِّلات البكسل ومُظلِّلات الرؤوس الأكثر مرونةً والقائمة على الفاصلة العائمة في Shader Model 2.0+ . بفضل تجهيزها بـ 4 وحدات تظليل الرؤوس، امتلكت R300 قدرة معالجة هندسية تزيد عن ضعف قدرة Radeon 8500 السابقة و GeForce4 Ti 4600 ، بالإضافة إلى مجموعة الميزات الأكبر المقدمة مقارنة بـ DirectX 8 shaders.

عرضت ATI جزءًا من إمكانيات مُظلل البكسل PS2.0 من خلال عرضها التوضيحي "الرسم باستخدام الإضاءة الطبيعية" . كان العرض التوضيحي تطبيقًا فوريًا لورقة بحثية للباحث البارز في مجال رسومات ثلاثية الأبعاد، بول ديبيفيك ، حول موضوع الرسم بنطاق ديناميكي عالٍ . ^{[ 1 ]} ومن القيود الجديرة بالذكر أن جميع رقاقات الجيل R300 صُممت بدقة قصوى للفاصلة العائمة تبلغ 96 بت، أو FP24 ، بدلًا من الحد الأقصى لـ DirectX 9 البالغ 128 بت، أو FP32 . حدد DirectX 9.0 دقة FP24 كحد أدنى للامتثال لمواصفات الدقة الكاملة. وقد وفر هذا التوازن بين الدقة أفضل مزيج من استخدام الترانزستور وجودة الصورة لعملية التصنيع في ذلك الوقت. إلا أنه تسبب في فقدان طفيف للجودة، عادةً ما يكون غير ملحوظ، عند إجراء عمليات مزج مكثفة. ولم تتجاوز رقاقات Radeon من ATI دقة FP24 حتى إصدار R520 .

كانت لوحة R300 أول لوحة تستفيد فعليًا من ناقل ذاكرة 256 بت. أصدرت ماتروكس لوحة Parhelia 512 قبلها بعدة أشهر، لكنها لم تُظهر تحسنًا ملحوظًا مع ناقلها ذي 256 بت. أما ATI، فلم تكتفِ بمضاعفة ناقلها إلى 256 بت، بل دمجت أيضًا وحدة تحكم متقدمة في الذاكرة من نوع Crossbar، تُشبه إلى حد ما تقنية ذاكرة NVIDIA . باستخدام أربع وحدات تحكم فردية في الذاكرة 64 بت متوازنة الأحمال، تميّز تطبيق ذاكرة ATI بقدرته على تحقيق كفاءة عالية في عرض النطاق الترددي من خلال الحفاظ على دقة كافية في عمليات نقل البيانات، وبالتالي التغلب على قيود زمن استجابة الذاكرة. كما حظيت لوحة R300 بأحدث تحسينات تقنية HyperZ III المبتكرة من ATI ، والتي تُوفر عرض النطاق الترددي ومعدل تعبئة الذاكرة . تطلّب تصميم 8x1 عرض نطاق ترددي أكبر من تصميمات ناقل 128 بت في الجيل السابق، نظرًا لمضاعفة معدل تعبئة النسيج والبكسل.

قدمت بطاقة Radeon 9700 تقنية ATI متعددة العينات لتصحيح التعرجات . ووفرت الشريحة أخذ عينات متفرقة بأنماط 2× و4× و6×. وقدّمت تقنية أخذ العينات المتعددة أداءً فائقًا مقارنةً بتقنية أخذ العينات الفائقة في بطاقات Radeon الأقدم، وجودة صورة أفضل من منتجات NVIDIA في ذلك الوقت. ولأول مرة، أصبح منع التعرجات خيارًا عمليًا بالكامل حتى في أحدث وأكثر الألعاب تطلبًا. كما قدمت بطاقة R300 ترشيحًا متباين الخواص متطورًا، والذي كان تأثيره على الأداء أقل بكثير من حل الترشيح المتباين الخواص في بطاقة GeForce4 وبطاقات المنافسين الأخرى، مع توفير جودة محسّنة بشكل ملحوظ مقارنةً بتطبيق الترشيح المتباين الخواص في بطاقة Radeon 8500 الذي كان يعتمد بشكل كبير على زاوية الرؤية.

في 14 مارس 2008، أصدرت AMD مرجع السجل ثلاثي الأبعاد لـ R3xx. ^{[ 2 ]}

كانت بنية بطاقة Radeon 9700 فعّالة للغاية ومتطورة بشكل ملحوظ مقارنةً بنظيراتها في عام 2002. في الظروف العادية، تتفوق بطاقة Radeon 9700 Pro على بطاقة GeForce4 Ti 4600، وهي البطاقة الرائدة السابقة، بنسبة تتراوح بين 4 و101%، وتصل إلى 278% عند تفعيل خاصية منع التعرج (AA) و/أو الترشيح المتباين (AF). ^{[ 3 ]} في ذلك الوقت، كان هذا إنجازًا استثنائيًا، وأدى إلى انتشار استخدام خاصيتي منع التعرج والترشيح المتباين على نطاق واسع. ^{[ 4 ]}

إلى جانب البنية المتقدمة، لاحظ المراجعون أيضًا تغيير استراتيجية ATI. ستكون بطاقة 9700 ثاني شريحة من شرائح ATI (بعد 8500) تُشحن إلى مصنّعين خارجيين بدلًا من أن تُنتج ATI جميع بطاقات الرسومات الخاصة بها، مع استمرارها في إنتاج بطاقات تعتمد على شرائحها المتطورة. وقد أتاح هذا توفير موارد هندسية وُجّهت نحو تحسينات برامج التشغيل ، ما أدى إلى أداء مذهل لبطاقة 9700 عند إطلاقها. وقد قام جون كارماك، المدير التقني لشركة id Software، بتشغيل بطاقة Radeon 9700 في عرض Doom 3 التجريبي في معرض E3 . ^{[ 5 ]}

تُعتبر التحسينات في الأداء والجودة التي قدمها معالج الرسوميات R300 من أعظم الإنجازات في تاريخ الرسومات ثلاثية الأبعاد، إلى جانب إنجازات GeForce 256 و Voodoo Graphics . علاوة على ذلك، جاء رد NVIDIA المتمثل في GeForce FX 5800 متأخرًا في السوق وغير مُرضٍ إلى حد ما، خاصةً عند استخدام تظليل البكسل. أصبح R300 أحد معالجات الرسوميات ذات العمر الافتراضي الأطول في التاريخ، مما أتاح أداءً مقبولًا في الألعاب الجديدة لمدة ثلاث سنوات على الأقل بعد إطلاقه. ^{[ 6 ]}

في أوائل عام 2003، استُبدلت بطاقات 9700 ببطاقات 9800 (أو R350). كانت هذه البطاقات R300 مزودة بترددات أعلى، وتحسينات على وحدات التظليل ووحدة تحكم الذاكرة، مما عزز أداء منع التعرج. صُممت هذه البطاقات للحفاظ على تفوقها في الأداء على بطاقة GeForce FX 5800 Ultra التي طُرحت حديثًا، وهو ما نجحت فيه بسهولة. حافظت بطاقة 9800 على أدائها المتميز أمام بطاقة FX 5900 المُحسّنة، لا سيما (وبشكل ملحوظ) في المهام التي تتطلب تظليل بكسل SM2.0 مكثف. من مزايا بطاقة 9800 أيضًا أنها كانت لا تزال بطاقة أحادية الفتحة، مقارنةً بمتطلبات الفتحتين لبطاقتي FX 5800 وFX 5900. استخدم إصدار لاحق من بطاقة 9800 Pro، بسعة 256 ميجابايت من الذاكرة، ذاكرة GDDR2 . كان هناك نوعان آخران هما 9800، وهو ببساطة نسخة من 9800 Pro بتردد أقل، و9800 SE، الذي تم تعطيل نصف وحدات معالجة البكسل فيه (ويمكن إعادة تفعيلها أحيانًا). تنص مواصفات ATI الرسمية على ناقل ذاكرة 256 بت لبطاقة 9800 SE، لكن معظم الشركات المصنعة استخدمت ناقل 128 بت. عادةً ما كانت تُسمى بطاقة 9800 SE ذات ناقل الذاكرة 256 بت "9800 SE Ultra" أو "9800 SE Golden Version". 

إلى جانب سلسلة 9800، طُرحت سلسلة 9600 (المعروفة أيضًا باسم RV350) في أوائل عام 2003، ورغم أن أداء 9600 PRO لم يتفوق على 9500 PRO التي كان من المفترض أن تحل محلها، إلا أنها كانت أكثر اقتصادية لشركة ATI في الإنتاج بفضل تقنية 130  نانومتر (جميع بطاقات ATI منذ 7500/8500 كانت بتقنية 150  نانومتر) والتصميم المبسط. كانت نواة RV350 في Radeon 9600 عبارة عن نواة 9800 Pro مُصغّرة إلى النصف، مع نصف الوحدات الوظيفية نفسها، مما يجعلها بنية 4×1 مع مُظلّلَي رأس. كما فقدت جزءًا من تقنية HyperZ III بإزالة وحدة تحسين المخزن المؤقت Z الهرمي، كما هو الحال في Radeon 9500.  وكان استخدام تقنية 130 نانومتر مفيدًا أيضًا لرفع سرعة ساعة النواة. أظهرت سلسلة 9600، التي تتميز جميعها بترددات افتراضية عالية، إمكانية كبيرة لزيادة تردد التشغيل (حيث وصلت إلى أكثر من 500  ميجاهرتز، مقارنةً بـ 400  ميجاهرتز في طراز Pro). ورغم أن سلسلة 9600 كانت أقل قوة من سلسلتي 9500 و9500 Pro اللتين حلت محلهما، إلا أنها حافظت إلى حد كبير على تفوق سلسلة 9500 على بطاقة NVIDIA GeForce FX 5600 Ultra، وكانت بمثابة رد ATI الاقتصادي على بطاقة GeForce4 Ti 4200، التي كانت لفترة طويلة البطاقة الرائدة في الأداء.

خلال صيف عام 2003، أُطلق معالج الرسوميات Mobility Radeon 9600، المبني على نواة RV350. وباعتباره أول معالج حاسوب محمول يدعم تقنية DirectX 9.0، فقد حقق نفس نجاح معالجات Mobility Radeon السابقة. كان من المخطط أصلاً أن يستخدم Mobility Radeon 9600 تقنية ذاكرة وصول عشوائي (RAM) تُسمى GDDR2-M . إلا أن الشركة المطورة لهذه الذاكرة أفلست ولم تصل الذاكرة، مما اضطر ATI إلى استخدام ذاكرة DDR SDRAM العادية. لا شك أن استخدام GDDR2-M كان سيُحقق وفورات في استهلاك الطاقة، وربما تحسينات في الأداء. في خريف عام 2004، أُطلق إصدار أسرع قليلاً، وهو Mobility Radeon 9700 (الذي كان لا يزال مبنياً على نواة RV350، وليس على نواة R300 الأقدم المستخدمة في معالج Radeon 9700 المكتبي، على الرغم من تشابه الاسم).

في وقت لاحق من عام 2003، تم إطلاق ثلاث بطاقات رسومات جديدة: 9800 XT (R360)، و9600 XT (RV360)، و9600 SE (RV350). كانت بطاقة 9800 XT أسرع قليلاً من بطاقة 9800 PRO، بينما نافست بطاقة 9600 XT بقوة بطاقة GeForce FX 5700 Ultra التي تم إطلاقها حديثًا. ^{[ 7 ]} كانت شريحة RV360 في بطاقة 9600 XT أول شريحة رسومات من ATI تستخدم تقنية تصنيع الشرائح منخفضة الطاقة (Low-K) ، مما سمح بتردد أعلى لنواة 9600 (500  ميجاهرتز افتراضيًا). أما بطاقة 9600 SE فكانت رد ATI على بطاقة GeForce FX 5200 Ultra من NVIDIA، حيث تفوقت عليها في الأداء مع كونها أرخص سعرًا. تبع ذلك لوحة "RV350" أخرى في أوائل عام 2004، على Radeon 9550، والتي كانت Radeon 9600 بتردد أساسي أقل (على الرغم من تردد الذاكرة وعرض الناقل المتطابقين).

تجدر الإشارة إلى أن الجيل R300 بأكمله استخدم حلول تبريد أحادية الفتحة. ولم تعتمد ATI تصميم التبريد ثنائي الفتحة رسميًا إلا مع بطاقة Radeon X850 XT Platinum Edition من الجيل R420 في ديسمبر 2004. ^{[ 8 ]}

في عام 2004 أيضًا، أصدرت شركة ATI بطاقتي Radeon X300 وX600. استندت هاتان البطاقتان إلى معالج الرسوميات RV370 (  بتقنية 110 نانومتر) و RV380 (بتقنية 130  نانومتر Low-K ) على التوالي. كانتا متطابقتين تقريبًا مع الرقاقات المستخدمة في بطاقتي Radeon 9550 و9600، مع اختلاف وحيد هو دعمهما لتقنية PCI Express . لاقت هاتان البطاقتان رواجًا كبيرًا لدى شركة Dell وغيرها من شركات تصنيع المعدات الأصلية، حيث تم بيعهما بتكوينات متنوعة؛ من حيث المنافذ: DVI مقابل DMS-59 ، وارتفاع البطاقة: كامل الارتفاع مقابل نصف الارتفاع.

وفي وقت لاحق تم إطلاق بطاقة Radeon X550، باستخدام نفس الشريحة المستخدمة في بطاقة الرسومات Radeon X300 (RV370).

يتم دمج وحدات معالجة الرسومات هذه إما في اللوحة الأم أو تشغل وحدة PCI Express المحمولة (MXM) .