13 лет назад 10 января 2006 в 17:16 71

Анонсированный недавно x-fi компании creative – это не очередная модификация, а совершенно новый, невероятно мощный звуковой процессор с уникальной архитектурой и богатыми функциональными возможностями.

НОВОСТИ АРХИТЕКТУРЫ
Традиционно чипы обработки звука имели последовательную архитектуру. Это значит, что независимо от того, как используется процессор, сигнал обязательно должен пройти через все модули обработки, даже если некоторые из них в данный момент не нужны. И здесь возникают два важных момента, связанные со стремлением Creative создать универсальную мультимедийную карту.

Во-первых, начиная с карт серии Live! любой сигнал подвергался передискретизации в сигнал с опорной частотой 48 кГц, что далеко не всегда повышало качество звука. Особенно сильно страдал звуковой сигнал, который изначально имел частоту дискретизации 44,1 кГц (самые распространенные на данный момент форматы – Audio CD и большая часть MP3-файлов). Во-вторых, управление картой независимо от ее конкретного применения было очень непростым и часто избыточным, поскольку так или иначе нужно было управлять всеми доступными модулями.

Получалась странная картина: стремясь повысить качество звучания и сохранить универсальность, Creative создавала процессоры, которые в наиболее частых вариантах применения серьезно портили звук и отличались не слишком понятным управлением. В итоге, учитывая накопленный опыт предыдущих поколений чипов, компания создала гораздо более производительный звуковой процессор с совершенно иной архитектурой.

X-Fi Ring Architecture
Производительность звукового процессора X-Fi – порядка 10 000 MIPS. Это вполне сопоставимо с производительностью современных процессоров для настольных компьютеров (см. таблицу), но в данном случае вся эта мощь используется исключительно для обработки звука. Чтобы было понятно, что представляет собой новый звуковой процессор Creative, приведем несколько цифр: чип X-Fi производится по техпроцессу с нормой 0,13 мкм, состоит из 51,1 миллиона транзисторов и работает на частоте 400 МГц. (К примеру, процессор Intel Pentium 4 на ядре Northwood, производимый по той же норме 0,13 мкм, состоит из 55 миллионов транзисторов.) При этом новый процессор почти в 20 раз производительнее Audigy и на порядок функциональнее.

Эволюция звуковых карт семейства Sound Blaster
Звуковая карта Sound Blaster Производительность звукового процессора, MIPS Производительность среднего десктопного процессора на момент выхода карты, MIPS Количество внутренних звуковых каналов Коэффициент нормирования производительности относительно SB Live! Число одновременных эффектов в реальном времени Число транзисторов
Pro 1 3 – 0,0001x – 100 000
AWE 32 67 300 – 0,2x – 500 000
Live! 335 1000 16 1x 1 2 000 000
Audigy 424 1250 64 4x 4 4 600 000
X-Fi 10340 30000 4096 67x 8 51 000 000

Естественно, архитектура X-Fi совсем не похожа на архитектуру универсальных центральных процессоров. Это модульная архитектура, которая позволяет изменять конфигурацию цепей обработки сигнала внутри звукового процессора. Каждый элемент процессора подключен к шине Audio Ring, которая является основой архитектуры X-Fi Ring Architecture. Фактически Audio Ring это конвейерная мультиплексная шина, то есть каждый модуль может взять данные из конвейера, обработать их и поместить обратно, если, конечно, этому модулю скажут, что его участие в обработке сигнала требуется в настоящий момент. Таким образом, путь прохождения звукового сигнала через модули обработки может формироваться в соответствии с конкретной задачей. Важно отметить, что образуемые шиной Audio Ring 4096 каналов используются не только для нужд пользовательских приложений, но и для внутренних задач процессора, таких как реверберация, динамическая обработка, наложение эффектов и прочее.

X-Fi Super-SRC
Принудительная передискретизация в предыдущих поколениях процессоров Creative была настоящим бедствием, поскольку выполнялась плохо, и часто ее старались просто отключить, жертвуя функциональностью звуковой карты. Проблема ресэмплирования исходного сигнала в сигнал с другой частотой дискретизации заключается не только в том, что по своей сути этот процесс не может проходить без потерь, а еще и в том, что производить конвертирование можно по-разному – с разной степенью точности.

X-Fi Super Sample-Rate Conversion (Super-SRC) – это значительно улучшенный по сравнению с предыдущим поколением программно-аппаратный конвертер. Качество конвертирования сигнала с самой “проблемной” частотой 44,1 кГц в сигнал с опорной частотой 48 кГц выросло на порядок. Недаром SSRC модуль “съел” 70% вычислительной мощности процессора X-Fi. Кроме того, очень важно, что у пользователя есть возможность принудительно отключить конвертер и отказаться от какого-либо преобразования, но при этом получить чистый звук 44,1 кГц, когда это необходимо (например, при прослушивании Audio CD).

Распределение вычислительной мощности звукового процессора X-Fi по модулям
Модуль процессора Распределение вычислительной мощности Audio Ring, MIPS
Super-SRC (преобразователь частоты дискретизации) 7310 (70%)
Filter (фильтр) 200 (1,9%)
Mixer (микшер) 1210 (11,7%)
Tank (накопитель) 440 (4,3%)
DSP (цифровой сигнальный процессор) 1180 (11,4%)
Всего 10340

X-RAM
Еще одно железное нововведение – X-RAM, память, установленная непосредственно на картах X-Fi. Этот локальный буфер объемом 64 Мб, построенный на чипах SDRAM, используется исключительно для хранения “игрового звука” – распакованных сэмплов, с помощью которых создается звуковое пространство в той или иной игре. Зачем это нужно?

Затем, что если хранить эти сэмплы в оперативной памяти компьютера, как это обычно делается, то, во-первых, придется занять некоторый объем памяти, которой никогда не бывает много; во-вторых, нужно будет пересылать их в звуковой адаптер по шине PCI, пропускная способность которой далеко не безгранична; и в-третьих, прежде чем пересылать в карту сэмплы, их придется распаковать, используя центральный процессор, поскольку обычно для экономии памяти они хранятся в сжатом виде. Если же хранить распакованные сэмплы в локальном буфере звуковой карты, то немного разгрузятся шина и процессор и освободится часть оперативной памяти.

Все это теоретически должно дать выигрыш в fps. Насколько конкретно вырастет этот показатель, пока сказать сложно, поскольку для использования X-RAM необходима поддержка со стороны приложения. Creative утверждает, что в специальной версии Unreal Tournament 2004 Benchmark X-Fi Edition за счет использования X-RAM получен выигрыш в 20%. Остается верить на слово и ждать появления игр, поддерживающих новые возможности карт X-Fi.

СОФТОВЫЕ РЮШЕЧКИ
Кроме радикальных аппаратных изменений новое поколение звуковых адаптеров, естественно, не обошлось без появления новых программных технологий.

EAX Advanced HD 5.0
Программный интерфейс Environmental Audio eXtensions, сокращенно именуемой EAX, был создан для того, чтобы помочь разработчикам компьютерных игр управляться с эмуляцией звуковых пространств, “идентичных натуральным”. Вместе с анонсом нового звукового процессора был объявлен и выход пятой версии этого API. Задача создания приближенной к реальной звуковой картины в играх вполне сопоставима по сложности с созданием реалистичного визуального трехмерного пространства. Многократно возросшая мощность звукового процессора позволила вдвое (с 64 до 128) увеличить количество звуковых потоков, с которыми можно оперировать одновременно через новый API.

Чем больше управляемых звуковых потоков мы можем вывести одновременно, тем богаче и детальнее может быть получаемая звуковая панорама. В результате значительно расширились возможности по эмуляции акустической картины с учетом смежных пространств и расположенных в них источников звука. Еще одно усовершенствование связано с появлением в EAX 5.0 технологии MacroFX, в свое время разработанной компанией Sensaura. EAX MacroFX – это, по сути, набор алгоритмов, позволяющий достаточно точно эмулировать источники звука, расположенные близко к слушателю.
Очень любопытна технология EAX Voice.

Она позволяет вводить в игру звук, получаемый с микрофона, так, как будто вы говорите именно в том пространстве, в котором в данный момент находится персонаж. Так что в многопользовательской игре (при условии поддержки ею технологии 3D Voice Over IP) другие участники будут слышать ваш голос с учетом положения в пространстве вашего персонажа. К сожалению, сейчас это актуально только для локальных сетей – поддержка 3D Voice Over IP для интернет-соединений пока недоступна. За точность позиционирования источников звука в трехмерном пространстве отвечает технология EAX PurePath. В играх, где будет использоваться PurePath, нам обещают реалистичный киношный звук с улучшенной проработкой низкочастотной составляющей.

Кристальный “улучшайзер”
Эта софтовая штучка, названная 24-bit Crystalizer, должна сделать нечто невероятное: дотянуть звук наших Audio CD и MP3-файлов до 24-битного DVD Audio. Здоровый скепсис, возникающий по отношению к такого рода заявлениям, вполне понятен, но тут, пожалуй, стоит кое-что уточнить. Нужно заметить, что большая часть пользователей подключает к своей карте мультимедийную акустику X-Fi, которая даже в самых крутых реализациях бесконечно далека по точности передачи от акустики класса Hi-Fi. И вот тут-то и выясняется, что 24-bit Crystalizer рассчитан именно на подобное использование: на акустике невысокого класса акцентированная Crystalizer атака сигнала действительно вызывает ощущение повышенной детальности звука. Так что оставим свой скепсис при себе и признаем, что 24-bit Crystalizer имеет право на существование, а тем, кому подобная штука мешает жить, никто не запрещает ее просто отключить раз и навсегда.

3D всегда! 3D везде!
Creative Multi Speaker Surround – 3D, или сокращенно CMSS-3D, это еще один “пакет услуг”, состоящий из нескольких технологий, эмулирующих пространственное звучание. В него входят CMSS-3DSurround, CMMS-3Dvirtual и CMMS-3Dheadphone. Первая технология аналогична известной Dolby Prolpgic: она создает многоканальный объемный звук из источника с любым количеством каналов. Например, у вас установлен комплект акустики 7.1, и вы хотите, чтобы MP3-файлы воспроизводились всеми колонками, а не только фронтальной парой. Вот тут-то и понадобится магическая CMSS-3DSurround, которая из двух каналов сделает семь, отправит низкочастотную составляющую на сабвуфер и еще постарается позиционировать источники звука в пространстве.

Следующая технология должна заставить звучать стереоколонки так, как будто это комплект минимум из пяти громкоговорителей, то есть создать пространственное звучание на двух акустических системах. Надо сказать, что в лучшем случае эффект от работы CMMS-3Dvirtual напоминает расширитель стереобазы, а в худшем – превращает звуковую картину в кашу, когда инструменты невпопад выбиваются на передний план. И, наконец, CMMS-3Dheadphone – аналог DolbyHeadphones – эмуляция объемного звучания в наушниках. Собственно говоря, ей свойственны те же проблемы, что и 3Dvirtual. В то же время ситуация с CMSS-3D оказывается похожей на ситуацию с 24-bit Crystalizer: на недорогих акустических системах звук становится живее и привлекательнее.

ЖЕЛЕЗО X-FI
В новой линейке звуковых карт Creative представлены четыре модели, которые на самом деле собраны на базе двух различных плат и отличаются комплектом поставки. Первые две карты – X-Fi XtremeMusic и X-Fi Platinum – собраны на основе платы SB0460, то есть ни у той, ни у другой нет набортной памяти X-RAM. XtremeMusic – наиболее дешевый вариант, рассчитанный на пользователя, желающего получить качественный звук за небольшие деньги. Собственно, это только плата SB0460 и больше ничего (если не считать описаний, драйверов, коробки и прочего добра). Sound Blaster X-Fi Platinum в отличие от XtremeMusic поставляется с коммутационным блоком, устанавливаемым в пятидюймовый отсек, и ИК-пультом дистанционного управления. Коммутационный модуль и пульт ДУ – штуки весьма удобные. А вот жалко ли за них отдать лишние 70 долларов, пусть каждый решит сам. Ориентировочная стоимость X-Fi Platinum – $200.

Основные характеристики
Sound Blaster X-Fi XtremeMusic, Sound Blaster X-Fi Platinum, Sound Blaster X-Fi Fatal1ty FPS
Соотношение сигнал/шум (20 кГц Low-pass filter, A-Weighted)
– стереовыход – 109 дБ
– передний и задний каналы – 109 дБ
– центральный, сабвуфер и боковые каналы – 109 дБ
Суммарные гармонические искажения + шум на 1 кГц (20 кГц Low-pass filter) – 0,004%
Частотная характеристика (-3 дБ, 24-бит/96 кГц вход) – 10 Гц – 46 кГц
Частотная характеристика (-3 дБ, 24-бит/192 кГц вход) – 10 Гц – 88 кГц (только стерео)

То, что X-Fi Fatal1ty FPS создана для игроков, понятно сразу – не зря же в ее названии мы видим ник известного геймера Джонатана Вендела. Естественно, она собрана на базе платы SB0550, поскольку 64 Мб набортной памяти X-RAM – исключительно геймерская примочка. В комплект также входят коммутационный блок и пульт ДУ. Кроме того, в верхнем левом углу платы установлен синий моддерский светодиод с логотипом X-Fi. Стоимость такого варианта составляет порядка $280.

Модель Elite Pro с ориентировочной ценой $400 стоит на вершине семейства X-Fi. Версия платы, конечно же, SB0550, но чипы ЦАП заменены на Cirrus Logic CS4398 (аналогичные используются в картах E-MU 1212M/1820M) с соотношением сигнал/шум 116 дБ. В комплект поставки входит пульт ДУ, внешний коммутационный блок с микрофонными предусилителями, усилителем для наушников, MIDI и цифровыми входами/выходами, регулятором громкости и регуляторами управления режимами работы карты.

Sound Blaster X-Fi Elite Pro
Основные характеристики
Соотношение сигнал/шум (20 кГц Low-pass filter, A-Weighted)
– стереовыход – 116 дБ
– передний и задний каналы – 116 дБ
– центральный, сабвуфер и боковые каналы – 116 дБ
Суммарные гармонические искажения + шум на 1 кГц (20 кГц Low-pass filter) – 0,0008%
Частотная характеристика (-3 дБ, 24-бит/96 кГц вход) – 10 Гц – 46 кГц
Частотная характеристика (-3 дБ, 24-бит/192 кГц вход) – 10 Гц – 88 кГц (только стерео)

На лицевой стороне внешнего модуля Elite Pro находится большое количество регуляторов (уровня громкости, 24-bit Crystalizer, CMSS-3D, 3DMIDI, EAX, линейных входов) и три разъема типа Jack (6,5 мм): линейный вход/выход с высоким импедансом, линейный вход и выход на наушники. Добавьте к этому оптический, коаксиальный и миди-вход/выход, линейный вход на “тюльпанах” и специальный разъем для колонок Creative.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ КАРТ X-FI
Мы уже упоминали о возможности гибкой настройки звукового процессора под каждый конкретный случай. Так вот, для карт X-Fi существует три совершенно разных пользовательских интерфейса: игры, развлечения (просмотр фильмов и прослушивание музыки) и создание звука. При переключении между режимами возникает полная иллюзия, что используется три совершенно разные карты с разными драйверами. И это очень удобно. Действительно, зачем тебе куча ненужных кнопочек и регуляторов из мира профессионального звука, если в данный момент ты собираешься поиграть?

ТЕСТИРОВАНИЕ
Чтобы иметь источник эталонного звучания, мы раздобыли профессиональную звуковую карту начального уровня ESI Juli@. Цена этой карты, кстати, сопоставима с ценой младшей карты в линейке X-Fi. LoopBack измерения RMAA 5.5 получены на компьютере, неподготовленном к аудиотестированиям (CPU Athlon XP 2200+, Igloo Seelent Breeze 2, 1024 Мб RAM, MB ASUS A7N8X, корпус не экранирован, заземление отсутствует) – возможно, поэтому они расходятся с измерениями, заявленными производителем. В то же время измерения наглядно демонстрируют реальные характеристики карт в бытовом (непрофессиональном) использовании.

Звук ESI оказался немного лучше XtremeMusic – разность в классе преобразователей дала о себе знать. В звучании отсутствовал прохладный оттенок XtremeMusic; можно говорить о небольшом преимуществе в детальности по сравнению с младшей картой X-Fi. Несмотря на высокую стоимость Sound Blaster X-Fi Elite Pro, изделие ESI должно звучать с ним на равных: преобразователи карт примерно одного уровня.

Прирост в цене Elite Pro можно объяснить внешним блоком со своим преобразователем и многоканальностью. Во время субъективного тестирования головные телефоны подключались к линейному выходу, в случае с Elite Pro подобный способ подключения продиктован более качественными преобразователями для этого выхода. В тесте ESI против Elite Pro можно говорить о паритете в детальности. Сколько мы ни переключали головные телефоны, заметить разницу в воспроизведении мелодий нам так и не удалось.

Наши измерения и субъективные тесты показали, что качество звучания карт всей линейки X-Fi на голову выше существующих мультимедийных аналогов. Даже звучание младшей карты XtremeMusic можно ставить на уровень удачных профессиональных решений нижнего ценового диапазона.