声卡歪传一 从AWE64到HDAudio的故事.docx

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声卡歪传一从AWE64到HDAudio的故事

声卡歪传从AWE64到HDAudio的故事

  2010年05月27日19：

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【文章摘要】声卡是个曾经辉煌过的配件，不过最近几年这一领域已经相当冷清，板载人人有，功能还都全，要找独立卡，不是没地方插，就是选择范围窄到个位数。

从必选配件到可选配件中的可选配件，其间既有计算机系统整体飞速发展，集成度大幅提高的因素，同时，和声卡相关厂商无所作为不无关系。

◆简单的说一下声卡的发展历程和瓶颈

DR.BT授权发布XXXX

　　声卡是个曾经辉煌过的配件，不过最近几年这一领域已经相当冷清，板载人人有，功能还都全，要找独立卡，不是没地方插，就是选择范围窄到个位数。

从必选配件到可选配件中的可选配件，其间既有计算机系统整体飞速发展，集成度大幅提高的因素，同时，和声卡相关厂商无所作为不无关系。

　　简单的说一下声卡的发展历程和瓶颈：

　　远古时代的历史网上都有，多说无益，这里主要从ISA时代晚期开始讨论。

　　ISA时代的创新独步天下，赚了好多钱，创新的资本是什么？

　　第一个是声霸卡标准，大家都得兼容这个标准才能发声；第二个是创新的MIDI，SB16的FM合成，到AWE的硬波表，创新在那个硬盘比现在最小配置的内存都要小的年代，靠MIDI赢得了声誉。

　　即使是今天，家用电脑上如果要用midi，awe64gold依旧有一定的优势（如果还有ISA槽的话），最简单的就是连连看游戏，采用midi音频，一开始给老爸的机器上插着AWE64GOLD，背景音乐很惬意，后来换的机器没ISA了，只能用SantaCruz，为了解决midi问题（微软的波表比起AWE64GOLD的落差实在太大），弄了个YamahaXG50的波表，听起来是舒服了，但是切换音乐的时候系统要卡一下，AMDK8平台的机器都是这样的结果，放在远古时代，创新硬波表的优势可想而知。

　　当硬盘容量超过现在中高端平台的内存容量的时候，midi的作用开始弱化了，MP3、AAC等音频压缩标准流行后，创新在娱乐方面的优势一下子被削弱大半。

　　制定AC97标准，创新是被弱化的，弱化的原因很简单，以后midi要弱化，没你什么事了。

　　这时候创新接受了现实，从SBLIVE上就能体现出来，原本MIDI相关的那些IC或是被整合进DSP，或是干脆取消，共享系统内存，今后是DSP性能的比拼。

　　所以，后MIDI时代创新需要新的热点来体现出DSP的力量，于是游戏音效战争开始了。

　　EAXvsA3D的战争打了几年就因对手经营不善而分出胜负，这时候，创新的声卡放音乐的能力，终于赢过MP3了，同时，数字技术的引入使得音频竞争不再停留在模拟音质对抗的层面上。

　　2002年的创新是寂寞的，充当下限的板载声卡疯狂普及，和自己竞争独立声卡的越来越少，这份蛋糕唯一的问题就是，不让它继续缩小，没有新的亮点是不行的。

　　下一个热点很简单，DVDVIDEO的DTS/AC3，DVDAUDIO，SACD等等，结果创新凑合着对付了DVDVIDEO以后，热衷于DVDAUDIO，谁都明白DVDAUDIO推广得怎么样，技术上没有足够多的亮点，音质上又和板载玩龟兔赛跑，这个蛋糕变成只能解决温饱只是时间问题。

　　于是创新继续走弱，没有优势，没有特点，继续做游戏卡？

什么年代了，顺便提一下，数字技术方面在EVNY24家族的冲击下，创新灰头土脸。

◆一个羸弱的创新是无法对标准建立有话语权的。

所以HDAudio更没创新什么事情了，游戏音效方面，在CPU走向多核的时代，创新那点可怜的运算能力已经没有任何吸引力，何况3D音效，算法很多时候比性能更重要，NASA操刀的A3D至今给人深刻印象的原因就在这里，创新靠收购Aureal有没有得到A3D的核心是个很大的疑问。

模拟受限制于自己的能力，数字又不敌诸多对手创新的空间已经越来越小。

（最要命的是UAA体系下，基于DirectSound的EAX都要完蛋）

　　于是创新发布了终极产品XFI：

　　这次做了一件创新98年的时候就该做的事情：

高质量SRC，比当年的硬件SRC芯片CS8420的规格更高，加上所谓的能让MP3超越CD的Crystalizer，新的3D技术，3DMIDI（还惦记着啊）

　　然而，这种动作，在2004年以后已经显得多余了，Crystalizer直接用foobar等软件的SSRC插件处理下也能实现，何必这样麻烦呢？

　　面向未来的产品，那就应该有面向未来的应用，蓝光和HDMI的应用，创新自己总是比对手慢一拍，这么一来在消费者眼里，XFI和HDAudio的差别就非常小了。

　　于是，创新继续堕落，连独家制造都放弃了（开放芯片授权），声卡领域就这么没落了。

　　没落的原因，计算机整体实力的大幅增强是主因，MIDI等节约空间的应用意义越来越小，3D音效软件都能做，24bit处理16bit音频靠插件都不怎么占CPU，甚至蓝光音频解码对目前的CPU而言也是小菜一碟，如果独立声卡无法提供高人一等的品质，无竞争力可言。

这一点正是以创新为主的独立声卡厂商最大的软肋。

　　当然，也有音视频领域发展突遇变数的原因，谁是CD的继任者，一直没个结果，长蛋一扯好多年，至今都没有确切定论，中间押宝SACD、DVD-AUDIO而弱化44.1K的，自然都没落个好。

从创新后来亡羊补牢，大力强化XFI的SRC的设计便可看出端倪，44.1K依然重要，谁放弃谁就是和自己过不去.....早知如此，何必当初呢。

　　声卡的搅局者永远是微软，微软终结了VXD，大家上WDM后死掉一批厂商，现在统一上UAA，VISTA/WIN7下恐怕又得死掉一大批了，最简单的例子，创新在VISTA/WIN7体系下只有使用ALchemy才能实现EAX，因为这个事情，居然还要向已经购卡的消费者要驱动钱，结果遭到消费者强烈的抵制，简直是雪上加霜。

　　这是个胡诌的开头，原本在PC系统中，音频部分升级最少，最为保值，有片好牌子的独立声卡（尤其是创新帝盟）倍有面子，但是VISTA发布以后变化巨大，除了板载声卡在新体系下一切正常，独立声卡各有各的烦恼，过去的经典一夜之间变得一无是处，着实感慨。

接下来会把一些经典的和所谓经典的，拉出来比划比划，其中有一些是我自己曾经使用过的，也有很多是直接从网上找的。

◆开头约定一些名词

由于解码器和数模转换器都能叫DAC，所以本文将数模转换器统一写成D/A，而解码器则是DAC，对应的，模数转换器是A/D。

　　D/A厂商会有一个标准电路设计，是测试使用的（跑分用的），精心设计用来体现官方指标的设计，可以认为是推荐设计或者公版设计，原则上，声卡上的D/A的电路设计如果比官方弱很多，那么指标就要大幅缩水（浪费D/A素质）

　　信噪比用SNR表示，动态范围用DR表示，总谐波失真用THD+N表示

　　文中会出现AP测试这个名词，可以理解成用专业分析仪器测试比如AudioPrecisionSYS-2722，这类测试一般会加上外置滤波器（比如10HZ高通滤波器加上20KHZ低通滤波器）来抑制带外噪声，能反映声卡的极限素质，但是由于声卡或者解码器根本不带外置滤波器（非常贵），所以实际效果就看厂商有没有能力抑制带外噪声了（安桥有推出VLSC抑制带外噪声）。

一般来说，厂商标注的数据，都是AP测试的结果（当然了，直接照搬D/A数据的基本不可信），敢于在官方网站放出测试图的，都是对自己有信心的表现，比如一些专业厂商，还有ASUS，安桥等娱乐厂商。

　　本文对数字输出比较淡漠，因为娱乐声卡没见到过诸如lynxTwo上那种强力的时钟发生器，而决定数字输出质量的根本因素就是时钟。

没有强力时钟发生器就直接看声卡上的晶振即可，ppm越低效果越好，只有一颗晶振的，44.1系的时钟会有麻烦。

　　优秀时钟本身是模拟输出的保证，所以，模拟输出优秀的声卡，时钟部分肯定不差，数字部分也就强大了。

第一篇声卡领域不得不说的卡-AWE64GOLD

作为顶峰时候创新的代表作，这个声卡是创新实力的集中体现,广告里的溢美之词不想重复，这里只是就事论事讨论卡的设计.

这是我的AWE64GOLD，当然，是二手市场捡来的，在AGP都开始被替换的年代。

注意第二张图中间那个小芯片：

TDA1387，小到不起眼的巨人。

极少有人提到这个芯片，因为主流说法是，上边那块CT1703CODEC才是关键。

但是如果认真查一下TDA1387这个芯片的资料，大吃500克吧。

这是一个多比特D/A，而且是比R-2R还过份的电阻串+电流源阵列，自校正，SNR为98DB，THD+N为88DB，立体声分离度95DB，最高采样率是384KHZ，而且这类D/A的天然优势就是带外噪声非常低。

TDA1387的同门师兄弟中，TDA1311、TDA1545经常出现在CD机上，根据创新给出的频响与THD的指标，这块卡上只有TDA1387能够配得上这两个数据，而CT1703，在这块声卡上，仅仅是做个A/D，录录音罢了。

按照TDA1387的指标，设计得合理的情况下，AWE64GOLD的水平能接近CD的极限。

创新的设计是，用slewrate达到16V/μs的TITL074C做I/V转换（TDA1387这种高档货色，D/A输出的是电流不是电压，所以要运放转换，具体的，参考PCM1794和AD1853，转换率最好不能低于10），然后接ST的33079做滤波，33079是一个四运放芯片，性能用作滤波问题不大，而且周围大电容也不少，值得注意的是，我的声卡上是33079，不少声卡上是ST的3403芯片，甚至连I/V运放都有不同的版本，如此随意的换元件，这明显是态度问题。

即使是这样的用料，居然被创新做出了底噪，创新的水平在这张卡上只能说，化神奇为腐朽

究其原因，个人分析是D/A离运放太远所致，中间还得经过电源，诸多电流输出的D/A的案例中，创新的设计是非常离谱的。

音频电路一个最基本的常识就是，信号从DSP出来后经D/A和滤波电路到RCA输出走的距离越短越好，离电源越远越好，当然，像安桥那样滤波电路有半张卡那么长的除外（创新的铝波电路显然是非常短），TDA1387输出的电流信号经I/V转换成电压信号后，先送入模拟开关，再去滤波，创新是不是嫌TDA1387太强了，要严重削弱下才能开卖。

此外，仔细研究AWE32的高端版本，以及CT4500后会发现，实际上创新的TDA1387，一直是这么在挥霍的，AWE64GOLD，可能只是用料稍微考究一点，比其他几个卡距离近点罢了....

我的AWE32CT3600，用了两个TDA1387，没见到CT1703，但是，DSP到D/A，走了大半张卡的高度的距离，然后从D/A一直到输出，直线距离接近ISA槽的长度（AWE64GOLD则不到半根ISA），板载声卡都不会走这么远！

滤波用的运放是仙童公司的KA3403，挺烂的一个运放，做I/V的不出意外应该就是边上那颗ST的标074C的芯片（估计是ST产的TL074），和AWE64GOLD完全不在同一级别，出声也硬得不像话。

有了创新的这个传奇，才有MX200一代经典的说法（继承了64GOLD的音质，同时3D很厉害，还有MIDI卡），D/A论英雄的话，MX200的D/A被TDA1387甩出几条街没问题的（D/A是AD1843THD+N:

-74dbSNR:

80db，SNR都远远不如TDA1387的THD+N，更不用比带外噪声）

当然，比起那个时代大部分声卡，这个声卡还是不可战胜的存在:

信噪比：

85db

总谐波失真+噪声（THD+N）：

0.005％

频响：

15Hz----50KHz（+0/－1db）

这是创新官方的数据，信噪比远远低于D/A标称的98DB，值得注意的是THD+N和频响

0.005%这个成绩，后来的SoundBlasterX-FiXtremeMusic/Platinum/Fatal1tyFPS有个AP测试的成绩，是0.004%

频响的话，最近炙手可热的顶级声卡，华硕的老虎卡，就是这个水平！

当然，这种参数，就是拜TDA1387所赐，换当时大部分D/A都办不到的，这是多比特D/A的特性

2005年8月，ixbtlabs贴出了XFI系列的AP测试结果（见下表），对比AWE64GOLD，感慨创新10年来的原地踏步吧！

抛去专业卡，娱乐卡里倒是有个ISA卡不次于AWE64GOLD：

那就是WAVIOSoundEngineProSE-70

PCM69的DA，全卡的参数：

●MIDI音源チップﾟソフトウェア（WebAudio（TM））

●音源部発音方式PCM

●パート数16トラック

●最大発音数128音

●再生サンプリングレイト22.05/44.1kHz切替

●WAVEサンプリングレイト44.1kHz相当

●音色数674

●SN比92dB

●周波数特性15Hz～20kHz（LINEOUT,+0/-1dB）

●対応MIDIメッセージGM/GS対応　DIRECTSOUND対応可

●Wave追加DownloadSampling（MIDI規格）

PCM69的动态范围高达106DB，352k的THD高达86~95DB，立体声分离度110DB（都是1992年的数据）

安桥用这东西做出1644下92DB的信噪比，也算化神奇为腐朽，比现在的水平还差了一大截

当年的ONKYO明显还没学会做巨乳卡，距离也远得不像话，4X4565倒是真有onkyo风范。

如果说SE70是用顶级CD机的DA做了个入门机器出来，那创新就是拿着顶级CD机级别的材料做出了高档MP3，然而，创新在10年里没有本质突破，反倒是onkyo在1998年试水成功后，2002年就推出了配备VLSC的SE-80PCI，0.3~20k的频响达到了-0.5DB水平，SNR直接上了110DB，这就是差距！

AWE64GOLD被列出来的原因是，创新化神奇为腐朽是有历史渊源的（创新从SB16开始，高端卡就在使用TDA1387、TDA1545之类的优秀D/A，不过最高水平仍旧是GOLD，可惜，这个最高水平，还是糟蹋了芯片）所以，创新现在即使用PCM1792或者PCM1704，做出来的声卡的水平参考XFI-E。

多比特D/A在声卡上的应用随着Awe64gold停产而终结了（飞利浦的经典D/A就此在PC领域谢幕）

接下来，是德西D/A的天下了，没有比这个更像里程碑的东西了。

创新本身确实是声卡领域最重要的公司之一：

除了模拟电子以外全有了（包括专业领域的音频接口以及MIDI键盘之类的），同时自己还是PC板卡业界巨头+多媒体产品制造商。

创新的模拟电子偏弱，但是其他方面设计能力比较强大，所以，采用顶级配件，设计的时候不犯低级错误，两点同时实现，就有不错的声音了，问题是，创新似乎很难两个同时实现。

第二篇Diamond的传说

Diamond走的路线，用现在的眼光看，比创新务实得多.当时的创新和安桥，真会疯狂到用顶级D/A来做声卡，虽然最后做出来的声卡肯定K不过CD机和专业卡而Diamond则兼顾了成本，从D/A素质上看，除了MX400，Diamond一直是不出众的，但是最后的音质，大家还是认可的。

帝盟MX200

AD1843的描述就是需要搭配ADSP的，所以，只能说，MX200实际上是ADI的一个标准的方案

因为要用ADSP，所以用了推荐的AD1843:

注意那张示意图，对比一下MX200的layout，一目了然

四声道是因为ad1843本来就有两个D/A内置,至于驱动的问题，只能说，Diamond死早了，那个ASIC的驱动也许真的只有Diamond能写。

综合看，音质方面，得益于大家都很烂，MX200成为了一代经典，实际上一个四声道（LF347）运放加上一个MP3级别的D/A，也只能出MP3音了，查阅ADI官方文档会发现，AD1843，ADI推荐的官方电路，整个成本控制在6美金以内（注意，包括了除了晶振以外所有的）。

虽然MX200不是AC97规范，但是AD1843的基准采样率是48K，存在重采样，但是，厂商配套的重采样，往往是有针对设计的，表现一般都很出色，何况这是个80DB级别的D/A，CS4630的SRC动态范围就达到了90DB，远超AD1843。

MX200上，有48K模式与44K模式可以选，不过可以肯定的是，前者才是原生的。

当时最好的主流声卡也是MP3级别的东西：

AWE64GOLD，尽管人家用了顶级D/A。

这样看，是不是Diamond务实得多？

说起做工，只能说，现在HDAUDIO的做工拿来给mx200用足够了，没有任何必要给这个声卡上化工厂，虽然ADI官方配置里有OP279。

但是，Diamond在输出电路上没有用ADI的推荐方案，因为ADI的推荐方案的结果就是有指标没好声，即便是高端的AD1853，Benchmark拿来做dac1的时候，坚决不用官方推荐的测试专用的AD797或者OP275，而是把TI的PCM1794的电路搬了过来，结果获得了不错的音色。

MX200音色不错，声音讨人喜欢的根本，在于一个Three-BandActiveToneControl电路,注意LF347前面的小芯片，这是关键:

好吧，模拟调音台都做出来了，还有什么音色搞不出来的。

可惜，这玩意儿仅此一家，之后Diamond就把它扔了，所以以后的Diamond，虽然信噪比好了很多，但是音色总达不到以前那么讨人喜欢的程度。

MX200后，当然是两个神卡S70和MX300:

帝盟S70采用了ESS的方案

AurealSQ2200（帝盟DiamondMonsterSoundMX300）

S70采用了ESS的方案，CODEC走ACLINK，也就是说，这是一个AC97规范的声卡。

Maestro-2是一颗500mips的DSP，推荐搭配的是ES1918，不过S70采用了TriTech28023我倒是没找到这颗codec的文档

暂且当它MX300级别好了，好评是创新造成的，因为创新强大的DSP羸弱的SRC，互调失真大到笑。

实际上AC97时代，除了板载太差，剩下的就是创新的互调失真过头了。

MX300更像是去掉了MIDI和调音电路的MX200，一直到MX300为止，Diamond总是喜欢四个三极管做放大电路。

比贴片，显然MX300是不如MX200的，但是至少有个大电容，低频方面不会吃亏，所以，不能用贴片多少来比谁的做工好。

STAC9708，THD+N:

-81dbSNR:

98db这是MX300的D/A的水平，乍一看，怎么都秒MX200了，而且离AWE64GOLD已经不远了（THD+N还差不少）

然而几个问题把MX300弱化了

第一，Diamond最后一款非AC97声卡是MX200，最后一款有模拟调音台的声卡也是MX200，音色方面占了不少的便宜;

第二，STAC9708的宣传指标明显高过AD1843，那么，其标准电路相比也比MX200的要求高得多，所以如果在设计上还是停留在MX200水平，那么MX300VSMX200是非常难看的对比，有意思的是，MX300居然还连了模拟开关（和AWE64GOLD一样），这对音质都有劣化的，值得注意的是ADI为AD1843设计了ripple非常低的数字滤波器-0.016DB这个级别一般只出现在100DB以上的D/A上，而AD1843就拥有了，在频响上会占到不小的便宜;

第三，MX200实际是全套ADI方案加上Diamond润色，而MX300则是AurealDSP+sigmatelcodec，优化程度完全不是一个级别的。

注意STAC9708的数据，THD只有0.02%，MX200是0.03%，理论情况优势都只能说一般。

实际音质表现并没有根本超越，加上MIDI被弱化，MX300口碑显然会集中到游戏上去。

MX300以后，Diamond开始走下坡路

到了MX400时代连PCB都缩到S70级别，显然锐气大减了，但是，从规格上看，MX400达到了Diamond的最高水准，无论是模拟还是数字。

MX400采用了标准的ESS推荐的方案：

ES1970SDSP+ES1921CODEC,但是，这只是一部分,MX400上的杀手锏是PCM1725。

Diamond帝盟MonsterSoundMX400四声道声卡

这是一款1696的D/A，I2S连ES1970，如果绕过SRC，就可以成为当时最强。

97DBSNR/83DBTHD+N，这个参数，绕过SRC后实际表现要超过MX300。

内置的模拟低通滤波使得20K的时候频响才掉0.16db，100k才掉3DB，这类数据，相信STAC9708之类的是不敢给出的。

同时，这是一颗44.1k表现优异的D/A，48K表现最多只能和44.1K齐平。

但是，TI漂亮的参数是用了两颗OPA134的结果，OPA134可是OPA2134的单声道版本哦。

Diamond在MX400上用一颗njm4558配PCM1725，只能说，Diamond已经没有做出优秀音质的雄心了，是到此为止的时候了。

我手上没有ES1970的资料，无法做出判断SRC的具体影响。

继MX300抛弃调音后，MX400抛弃了Diamond最有特色的放大电路，而直接采用LM4880功放。

据说声音变硬了好多，个人的猜测是和NJM4580有关，标准电路用了有电子管失真特点的OPA134，也就是说，PCM1725很可能会是比较冷的玩意儿，上njm4580，结果可想而知。

所以，Diamond最经典的声卡，依旧是MX200，这是Diamond的悲哀。

Diamond是板卡巨头，也是多媒体领域重要厂商，其做声卡的风格，也是典型的做板卡的厂商的风格

电子方面中规中矩，有一些独到的手段，产品中至少高端产品没有犯创新那些低级错误，而且对PC环境比较熟悉，如何抑制PC内部的高频噪声与接地回路噪声应该有不少心得。

但是由于音频领域的主要组成部分离自己比较远，只有采用方案供应方提供的方案才比较安全，如果不采用高级或者顶级配件，很难压倒对手。

安桥SE-80

顺便提一下，目前为止ESS芯片在声卡领域最辉煌的一笔不是MX400。

而是安桥双雄SE-120PCI和SE-80PCI，一颗ES1983-S，即Maestro-3，安桥用两种不同的方案诠释了AC97时代照样可以有高音质，SE-120PCI直接外挂CS8420高品质SRC芯片强行废掉DSP羸弱的SRC，SE-80PCI则通过I2S直接上了WM8716，直接绕过DSP，加上VLSC的精心设计和第一版化工厂。

SE-80PCI实现了110DB的信噪比，这是2001和2002年的事情。