HD Audio登场-PC的天籁之音时代

2004-08-03 11:20:27 作者：依贝商城来源：文三街在线浏览次数：3886 文字大小:【大】【中】【小】

　在AC97 成为市场主流音频解决方案，我们认为不会再有任何突破的时候。Intel 却做出了惊人的举动，提出HD Audio 规范，把以往只有高端声卡才能见到的技术引入了集成声卡里面。作为消费者，我们当然也是欣喜若狂，毕竟花费低廉的价钱，就可以享用更加纯净、清晰的天籁之音，无论是音乐、电影还是游戏都能带来更好的体验。

在DOS 时代，我们受到无尽的困惑，也没有什么升级的理念。当时的声卡只能发出沙哑的音调，那里会想到会发展到今天多媒体中心的概念，也没想到PC竟然可以和Hi-Fi 同场竟逐市场份额。困惑的DOS ，每个特定的硬件产品都必须开发唯一的驱动程序，而这阻碍了兼容配件的出现。Windows 操作系统的发布，同时提出了API(应用程序接口）概念，API 是一个标准的接口，可以从高层面访问硬件设备的主要功能，而在它问世之前，只能由驱动程序直接访问设备，这通常会导致系统崩溃等现象。发布Windows 3.11 之后，也正式表明了音频领域飞跃的开始，因为它提出了MME(多媒体扩展），作为Windows API 的一部分，它可以提供音频的回放、记录等功能。

1996年，Microsoft 发布了功能更加强大的DirectSound API ，它支持多通道音频，或者软件模拟多声道功能，具备音频硬件加速能力，从那时候起，所有声卡都开始需求DirectSound 驱动。1997 年，Intel 引入了廉价的audio-codecs 标准规范，命名为AC'97 标准(Audio Codec '97)。该规范提出的最大成功是，把主流声卡的模拟和数字处理单元进行分离，从而有效地提高声卡的音频质量。由于把音频回放的采样频率提高到了48kHz ，已经可以兼容DVD-Video 的音频格式。AC 97的生命力非常强劲，最高版本是2.3，直到最近才被荒废了。

在现代优秀的声卡中，AC'97 codecs 并没有立足之地（高级和专业的音频设备都使用了I2S-codecs)，它完全地被定位为低端，由于糟糕的性能，被消费者锁定为“整合AC'97-audio”。不过由于它的廉价，糟糕的性能并没能阻止它普及的步伐，而且还有例外的情况。例如来自Analog Devices 和Intel 的整合AC'97 音频和nVIDIA 的整合AC'97 音频，在音频质量上就有天壤之别。

Intel 为了抵挡来自处理器制造商AMD ，芯片制造商VIA 等的冲击，不仅发布了支持64-bit 技术的Xeon 处理器，还在芯片组设计上有较大的野心。新时代的i915 和i925 芯片组，可以支持PCI Express 、DDR2 内存、LGA 775 Socket 、高解析度音频(HD Audio) ，而今天的主角正是这项HD Audio 技术。HD Audio 规范是早前AC'97 规范的升级版，但是除了Intel 特别强调的高MHz 解析度外，它还有很多其它的改进。

AC '97	HDAudio	HD Audio 优点
最大16 bit 48 kHz *	最大32 bit 192 kHz	完全支持最新的音频规范，比如 DVD-Audio
5.1	5.1/7.1	完全支持新的技术规范，比如 Dolby Digital Surround EX, DTS ES
最大带宽11.5 Mb/S	48 Mb/S 输出, 24 Mb/S 输入	更高的带宽可以在多通道格式的时候表现更丰富的细节
固定的带宽	分配带宽	不需要耗费带宽
预先定义使用 DMA	普通目的 DMA 通道	支持自由线程和多个设备
一个系统仅有一个音频设备	可以拥有多个逻辑音频设备	支持数字家庭/办公使用模式，输出不同的声音到多个音频设备
通过主Codec ，提供参考的频率	参考频率由芯片组提供 (I/O Controller Hub, ICH)	独立、高质量和稳定的同步时钟源
稳定性取决于第三方软件	唯一的Microsoft总线驱动	唯一的总线驱动，可以使操作系统更加稳定
有限的设备支持/插孔	全部设备支持 / jack retasking	完全制止所有的 audio PnP
Mic 仅支持两声道	Mic 支持16个声道	更精确、更好质量的音频输入和记录

理论上这个标准的参数为20bit 96KHz ，但实际上你会发觉其中有些玄机

既然提到了下一代音频解决方案，笔者想顺便介绍一下大家都非常关心的Microsoft 下一代操作系统，因为其引入了一个新的音频技术-通用音频架构(UAA)。UAA 是个相当智能的技术，它通过系统自带的驱动程序，自动寻找新安装的音频设备，并自动安装驱动程序。自动安装的驱动程序可以毫无障碍地发挥音频设备的所有功能，包括音频回放、硬件加速、多种特效等。当然，对于玩家来说，他们可以安装最新的Beta 版本驱动，可以获取更加丰富的功能，比如更友好的控制面板，通过Sensaura 软件算法支持DS3D 和EAX 等。

为了推动新规范的实施，Intel 在HD Audio 加入了Dolby 技术的支持，以便于对支持Dolby 技术的电脑采取 Logo 认证的措施，在竞争中获得更大的主动权。Intel 把Dolby 电脑划分为以下几个版本：

Dolby Sound Room - 为一个听众提供5.1声道的支持，包括Dolby 数字、Dolby耳机、Dolby 虚拟扬声器、Dolby Pro Logic II

Dolby 家庭影院 - 为多个听众提供5.1声道的支持，包括Dolby 数字、Dolby耳机、Dolby 虚拟扬声器、Dolby Pro Logic II ,还有使用 Dolby Digital Stereo Creator 创建Dolby Digital DVD

Dolby Master Studio - 为多个听众提供7.1声道的支持，包括Dolby Digital, Dolby Digital Live, Dolby Headphone, Dolby Virtual Speaker, Dolby Pro Logic IIx, 还有创建完全Dolby Digital 的DVD

根据Intel 在IDF 提出的数据，打上Dolby Logo 的硬件产品需要符合以下的音频质量和硬件性能：

	低端 PC	中端 PC	顶级 PC
信噪比相对于 –20 dBFS 的一个额外开销	55 dB	65 dB	75 dB
Headroom 相对于 –20 dBFS	20 dB	20 dB	20 dB
FR 传输频带波	20 Hz to 20 kHz +0.5 / –3 dB	20 Hz to 20 kHz +0.5 / –1 dB	20 Hz to 20 kHz ±0.5 dB
THD+N	≤–60 dBFS	≤–60 dBFS	≤–65 dBFS
没有剪切时候的FS 输出电压	1Vrms<FSOV<2.2Vrms	1Vrms<FSOV<2.2Vrms	2Vrms<FS

新标准由于需要高水平的输出信号，硬件也自动提供了一个可接受的信噪比，因此衡量性能的参数也发生了变化，比如使用-20 dBFS 取代峰值-峰值信号。谐波畸变在-60 dB 的时候被控制在0.01%，而这微小的值显然不会对声音的质量构成任何威胁。传输频带波也能够通过DAC 轻易达到，对声音质量的影响是微乎其微的，不过在Codec 输出的时候，需要制造商使用高性能的操作放大器。事实上，为了获得认证的Logo，转换器需要重新设计，以便于发挥高质量Codec 芯片的性能。

外观和连接器

为了揭开大家心里的疑团，我们找来了一块Intel 的主板，它使用了一颗Avance Logic(Realtek) ALC880 Codec ，也就是说符合了Intel High Defintion Audio 的需求。现在首先让大家看看，具备高性能音频输出的主板，在I/O 方面究竟有什么独特之处。

声卡输入：

Mic
Line
Front
Surround
声卡输出：
Rear
Center/LFE
digital Coaxial
Digital Optical

内部连接器：

连接前端两个端口的面板

硬件特色

Realtek ALC880

转换器：24 bit 192KHz 8声道DAC(SNR >100 dBA)+3立体声20 bit 96KHz ADCs(SNR >85 dBA)

HD Audio Codec ALC880 支持UAA(通用音频架构)，包括了4立体声24 bit DACs(SNR > 100 dBA)，3立体声20 bit ADCs(SNR>85dBA)，这个芯片是专门为高性能多媒体电脑而量身设计的。

值得一提的是，Reaktek 的该DACs芯片，集成了DVD-Audio 的内容保护功能，可以为音乐提供商的版权提供更好的保护。该芯片支持特有的三个麦克风阵列输入技术，支持声音回波消除(AEC:Acoustic Echo Cancellation)，波传送组(BF:Beam Forming)和噪音抑制技术(NS :Noise Suppression) 。阻抗敏感和插座检测技术，可以通过监测，自动装载输入和输出设备。耳机放大器被整合到了每个模拟输出端子里面，根据用户的定义和连接的设备类型(通用音频插座），所有模拟IOs 都能够被重新分派任务或者自动切换。

ALC880 支持32 bit 96KHz S/PDIF 输出和输入，通过Intel ICH6 芯片或者其它任何兼容HDA 的音频控制器，它还支持Host/SOft Audio 。在驱动程序的帮助下，EAX/Direct Sound 3D/I3DL2/A3d 这些游戏中常用的API ，也能够发挥得淋漓尽致。特别值得一提的是，它还有一个可选的Dolby AC-3 解码器，用于数字音频使用解码器或者消费者的接收器输出到扬声器。

控制面板

控制面板的设计非常优美，看起来和创新Audigy 声卡的面板有几分神似，而且色彩柔和，使用也非常方便，就如一个玩具般。

在“Sound Effect”（声音效果）页面，我们见到一个10频段的均衡器，这里可以根据自己的需要预设或者自定义，当然还有包括Karaoke 模式等不同的音频模式。

在“Speaker Configuration”（扬声器配置）页面，有一个菜单用于选择扬声器的配置，还有为了让你了解目前选择配置的效果，有一个选择让你发送测试信号到不同的扬声器试听。

在你连接一个外置设备到插孔的时候，“Audio Wizard”（音频向导)面板将会自动出现，让你配置正确的设备。自动检测可以通过在主窗口相应的按钮，手动禁止或者打开。

在出现的窗口，你可以定义使用的设备。

在“3D Audio Demo ”页面你可以根据测试音频源，来估计定位的质量。

在“SPDIF” 页面，包括了数字接口设置 -- 采样频率的选择和“No Output”按钮。

RMAA 测试

为了便于比较这款芯片的性能，我们找来了Terratec 6fire LT 和Audiotrak ProDigy 7.1 声卡，并使用短小却具有高质量音频输出的黄金接头。

HD Audio Realtek ALC880

Front-out, 运作模式: 16 bit 44 kHz

FR 频带波纹 (从40 Hz 到 15 kHz), dB:	+0.12, -0.26	Very good
噪音水平 , dB (A):	-86.4	Good
Dynamic range, dB (A):	82.0	Good
THD, %:	0.0038	Very good
IMD, %:	0.014	Very good
路际串音（Channel crosstalk） , dB:	-86.0	Excellent

总体性能 : Very good

Digital-out, 运作模式 : 16 bit 44 kHz

测试	Realtek HD Audio S/PDIF 同步	Realtek HD Audio S/PDIF 异步
FR 频带波纹 (从40 Hz 到 15 kHz), dB:	+0.00, -0.02	+0.00, -0.02
噪音水平 , dB (A):	-96.9	-97.4
动态范围（Dynamic range）, dB (A):	96.6	96.6
THD, %:	0.0004	0.0004
IMD, %:	0.0051	0.0051
路际串音 , dB:	-98.0	-99.5

总体性能: Excellent

HD Audio C-Media CMI9880

来自 ECS PF4 Extreme 主板(Intel 915P) 测试

Front-out, 运作模式: 16 bit 44 kHz

FR 频带波纹 (从 40 Hz to 15 到), dB:	+0.19, -0.68	Good
噪音水平 , dB (A):	-90.5	Very good
动态范围, dB (A):	90.3	Very good
THD, %:	0.034	Good
IMD, %:	0.043	Good
路际串音 , dB:	-92.3	Excellent

总体性能: Very good

HD Audio Avance Logic ALC880

来自 ABIT AA8 DuraMAX (Intel 925X) 主板测试

Front-out, 运作模式: 16 bit 44 kHz

FR 频带波纹(从 40 Hz 到 15 kHz), dB:	+0.14, -0.17	Very good
噪音水平 , dB (A):	-88.6	Good
动态范围, dB (A):	88.7	Good
THD, %:	0.0031	Very good
IMD, %:	0.010	Very good
路际串音, dB:	-91.5	Excellent

总体性能 : Very good

AC'97-audio Realtek ALC650

通过比较，我们得知这款AC'97 codec 需要18 bit ADC ，20 bit DAC ，信噪比>90 dBA 。

Front-out, 运作模式: 16 bit 44 kHz

FR 频带波纹 (从40 Hz 到 15 kHz), dB:	+0.16, -0.13	Very good
噪音水平, dB (A):	-80.0	Good
动态范围, dB (A):	79.7	Satisfactory
THD, %:	0.0040	Very good
IMD, %:	0.056	Good
路际串音 , dB:	-76.4	Very good

总体性能 : Good

RightMark 3DSound 测试

DirectSound 诊断

设备: Realtek HD Audio 后置输出 (RtkHDAud.sys)

特色:
DirectSound 3D Hardware: Yes
DirectSound 2D Hardware: Yes
EAX 1: Available
EAX 2: Available
EAX3: N/A
EAX4 Advanced HD: N/A

比率:
dwMinSecondarySampleRate 100
dwMaxSecondarySampleRate 192000

自由缓冲状态:
dwFreeHw3DAllBuffers 32
dwFreeHw3DStaticBuffers 32
dwFreeHw3DStreamingBuffers 32
dwFreeHwMixingAllBuffers 32
dwFreeHwMixingStaticBuffers 32
dwFreeHwMixingStreamingBuffers 32

最大缓冲状态
dwMaxHwMixingAllBuffers 33
dwMaxHwMixingStaticBuffers 33
dwMaxHwMixingStreamingBuffers 33
dwMaxHw3DAllBuffers 33
dwMaxHw3DStaticBuffers 33
dwMaxHw3DStreamingBuffers 33

多种状态:
dwFreeHwMemBytes 0
dwTotalHwMemBytes 0
dwMaxContigFreeHwMemBytes 0
dwUnlockTransferRateHwBuffers 0
dwPlayCpuOverheadSwBuffers 0

音频传输速度 (硬件）: 10.870 Mb/sec.

主观测试

在主观测试部分，我们使用了Event 20/20bas 专业监视器，还有先锋提供的B&W 6s3 扬声器。为了更好地评估音频质量，我们在测试中使用了以下的声卡用于对比：Creative Audigy 和Live!5.1 ，还有整合了AN'97-audio 的Realtek ALC 650 。

在集成声卡中，HD Audio Realtek ALC880 听起来似乎有更好的音质，几乎和Creative Audigy 并驾齐驱。如果你的耳朵足够灵敏，可能会注意到细节部分有些区别，Augdigy 在高频部分有更好的转换性能。然而，如果你在听HD Audio 和Creative Audigy 之间的时间超过5分钟，你将听不到两者会有任何差别。

通过HD Audio ALC880 与Live!5.1 的音质比较，笔者发觉Realtek ALC880 的领先优势是非常明显的：更好的平衡和平滑的回放，在播放过程没有任何停顿、粗燥的语调。感觉在试听ALC880 和Live!5.1 的时候，两者的差别非常明显。Audigy 和ALC880 的声音差别微乎其微，但Live!5.1 回放的性能则要略逊一筹。

AN'97-audio Realtek ALC650 回放的性能也显然与HD Audio Realtek ALC880 相距甚远，由于市场的定位不同，这两者的差别也是情理中的事情。在低音和中频的时候，HD Audio 的细节更加丰富，在高音则要远远超出ALC650，音质圆润，感觉非常明显。然而，AN97-audio 与HD Audio 不同，它用模糊的细节，把立体声处理得非常平滑。当然，通过对比，几乎任何事情都可以看出区别，HD Audio Realtek ALC880 的回放性能与它的参数吻合。

总结

HD Audio 的提出，把集成声卡的性能一下子提到了Creative Audigy 的水平。根据我们的衡量和试听，觉得HD Audio codec(RMAA-Very Good) 要远胜于AN'97 Codecs Sigmatel 9721 和ALC650(RMAA-Good) 。整合的HD Defition Audio 听起来，明显要比整合的AN'97-Audio 和有5年历史的Live!5.1 声卡好。在音质上，它接近上市3年的Creative Audigy ，但仍旧比不上现在的Audigy2或者以上的主流声卡。

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