Не каждый компьютерный эрудит сможет вспомнить хотя бы одну современную плату ПК без интегрированного звука. А причиной тому стало массовое внедрение технических требований под названием Audio Codec 97 ( AC 97 ), одной из спецификаций которых стала недорогая реализация программно-аппаратной поддержки звуковых функций прямо на системной плате.
И надо отметить, что, хотя многие встроенные кодеки смогут удовлетворить домашнего пользователя на 100%, рынок дискретных аудиоадаптеров до сих пор не умер и продолжает развиваться за счет энтузиастов компьютерного мира. Эти чудаки в поисках кристального 3D-звука и возможности разгрузки центрального процессора готовы тратить сотни долларов на отдельные звуковые микроконтроллеры. Конечно, и производители соответствующего оборудования не оставляют сей факт без внимания.
Одной из последних новинок рынка звуковых адаптеров стала линейка аудиоплат Sound Blaster X-Fi на базе звукового процессора Creative X-Fi Xtreme Fidelity. Этот микропроцессор претендует на роль локомотива целой аудиореволюции, после которой каждый пользователь ПК будет мечтать поменять унылое окружение звуковых волн AC 97 на феерический фонтан X-Fi.
По крайней мере, по словам Сим Вонг Ху, президента компании Creative: "Sound Blaster X-Fi провозглашает начало новой эры звука, в которой аудиосистемы, поддерживающие X-Fi, со временем полностью заменят старое Hi-Fi-оборудование". Но давайте перейдем от маркетинговых возгласов к реальному знакомству с Sound Blaster X-Fi XtremeMusic, самой доступной платой из имеющихся на рынке.

Изображение 01. Звуковая плата Sound Blaster X-Fi Xtreme Music

Центром черного текстолита ( правда, несколько смещенным ) является квадратная подложка аудиопроцессора X-Fi, который объединяет в себе 51 млн. транзисторов и позволяет выполнять более 10 000 млн. операций в секунду. Кстати, один из прежних звуковых процессоров, Creative Audigy, обладал ориентировочной производительностью лишь в 424 MIPS и состоял из 4,6 млн. интегрированных транзисторов.
Теоретически, если попытаться повторить звуковые возможности Sound Blaster X-Fi в рамках интегрированного аудиокодека, то вычислительная нагрузка объемом до 10 000 MIPS ляжет на плечи именно ЦП компьютера, что автоматически приведет к падению производительности всей системы. К слову сказать, проверить это утверждение можно только в искусственных условиях, что довольно трудно.
Однако наши реальные эксперименты с производительностью в игре Battlefield 2 ( 1024х768 точек, 32 голоса ) на базе современного ПК ( Athlon 64 4000+, nForce4 SLI, Gainward GF 7800GT, 2x512-Мбайт память типа DDR 400 и 200-Гбайт жесткий диск с 7200 об/мин ) выявили прогресс частоты синтеза игровых кадров только в пределах 5% случаев при замене встроенного кодека Realtek ALC850 на плату Sound Blaster X-Fi Xtreme Music.
По пути, отметим, что мы были потрясены качеством объемного звука X-Fi в наушниках, и об этом несколько слов ниже.
Как известно, у каждого человека есть два уха, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Именно поэтому мы способны не только воспринимать звуковой сигнал, но и определять, откуда он исходит. Если экспериментировать с приращением по задержке и громкости одного и того же звука в разных каналах, то можно добиться потрясающих пространственных эффектов.
В своей новой технологии CMSS-3D, которая реализована на аппаратном уровне в виде цифрового модуля Tank Engine платы Sound Blaster X-Fi, специалисты компании Creative по максимуму использовали особенности слуховой системы нашего организма и принципы пространственного восприятия волн.
По сути это реализация огромной библиотеки физических функций HRTF ( Head Related Transfer Function - Функция Преобразования в Голове ), описывающих законы воспроизведения и восприятия звуковых сигналов. Для создания экспериментальной базы знаний ( HRTF ) о распространении звуковых колебаний ( с учетом таких явлений как дифракция, наложение, отражение, возбуждение, затухание и т.д. ) была создана физическая модель человеческой головы KEMAR ( Knowles Electronics Manikin for Auditory Research - экспериментальный электронный манекен для звуковых исследований ), напичканная микрофонами вдоль анатомического слухового канала. Что позволило узнать на практике многие физиологические особенности восприятия звука и использовать новые знания для построения психоакустических систем 3D.

Изображение 02. Принцип построения 3D-звука

Копилка HRTF создавалась годами в лабораториях UCDavis, Aureal, Sensaura, IRCAM, и инженеры Creative взяли выборку ее основных фильтров, соответствующих вычислительным возможностям X-Fi в условиях бескомпромиссного качества звука. В тестовых аудиофрагментах X-Fi Splash, Applause и Helicopter мы реально ощущали наличие нескольких источников звука при использовании самых простых наушников.
По словам специалистов компании, процессор X-Fi может образовать вокруг виртуального слушателя звуковое пространство, состоящее не просто из нескольких, а из 4096 аудиоканалов. При микшировании адаптер извлекает центральный канал и создает эффект присутствия на основе анализа динамики отсеченного стереопотока. Причем для этого не применяется 3D-эффект отраженного звука, который является самым массовым лжерешением пространственного звучания и ведет к потере ясности аудиоинформации.

Изображение 03. Принцип CMSS-3D, где t - матричный канал ( позволяет в двухканальном сигнале передавать многоканальную запись, позволяющую создавать пространственное звучание ), f - функция

Сам процессор Creative X-Fi функционирует на частоте 400 МГц, а внешний тактовый генератор работает на частоте 24,6 МГц. И большая вычислительная мощность ядра Xtreme Fidelity требуется не только для реализации столь сложного 3D-микширования, но и для поддержки аппаратной технологии X-Fi 24-bit Crystalizer, в основном предназначенной для повышения качества сжатого звука.
Как известно, качество оцифровки аналогового сигнала характеризуется двумя важными показателями: частотой дискретизации ( количество измерений величины сигнала в секунду ) и разрядностью квантования ( точность замеров величины сигнала ). Например, звуковая информация на обычном компакт-диске оцифрована с дискретизацией 44,1 кГц и разрядностью квантования 16 бит, а запись в формате DVD-Audio - 96 кГц и 24 бит соответственно.
Разумеется, если взять высококачественное музыкальное произведение в формате MP3, прошедшее через "режущие тиски" различных MP3-кодеков, то восстановить первоначальное звучание невозможно даже при условии, что вы перезапишите трек в соответствующем формате PCM на диске DVD-Audio. Но попытаться компенсировать ограничения динамического диапазона сжатого трека вполне возможно, например, с помощью технологии X-Fi 24-bit Crystalizer.
24-bit Crystalizer - это динамический эквалайзер, работа которого зависит от динамических и частотных характеристик входящего аудиопотока. Как заявляют специалисты Creative, он следит за изменениями уровней высоких и низких частот в режиме реального времени и в соответствии с заложенным алгоритмом "подчеркивает" всплески на них, не трогая СЧ-сигнал.
Разумеется, подобная реализация улучшения звука будет носить субъективный характер, но если учесть, что ВЧ-сигнал отвечает за качество аудиозаписи, а НЧ-сигнал - за разборчивость звукового потока, то вполне логично предположить только позитивные впечатления от применения технологии X-Fi 24-bit Crystalizer при прослушивании MP3-музыки.
Впрочем, вы можете прослушать на любом ПК ряд записанных треков ( Anuna CD, DSonic World, Jedi Knight Game, SuperSpeedway и WOW ) до и после включения опции 24-bit Crystalizer и дать собственную оценку услышанного "ремастеринга" ( http://files.lifehost.ru/ ). Хорошо это или нет, сразу объективно оценить сложно, но впечатлений останется много. Уверены, известная актриса Анастасия Заворотнюк выкрикнула бы свою знаменитую фразу: "О-чу-меть!".
И хотя говорится, что кашу маслом не испортишь, если продолжить циклическую перезапись "восстановленных" треков с включенным максимайзером X-Fi 24-bit, то очень скоро даже неискушенный пользователь заметит не только общее повышение громкости, но и появление отчетливых искажений и шумов. Так что владельцам большой коллекции качественных записей стоит настраивать агрессивность функции 24-bit Crystalizer в соответствии со своими предпочтениями, благо в драйверах такая возможность имеется.

Изображение 04. Установка драйверов Sound Blaster X-Fi

Отметим, что аудиоплата Sound Blaster X-Fi Xtreme Music воспроизводит качественный звук при соотношении сигнал-шум 109 дБ. При этом модульная архитектура процессора Xtreme Fidelity позволяет ей работать в трех ключевых режимах: развлекательный режим ( Entertainment Mode ), игровой режим ( Gaming Mode ) и режим создания аудио ( Audio Creation Mode ). А это очень непростая задача, так как каждый из них обладает уникальными особенностями, которые должны быть учтены еще при аппаратном проектировании.
Чтобы оценить масштаб работы, проделанной специалистами Creative, попытайтесь вспомнить хотя бы один мобильный телефон, умеющий качественно обеспечивать связь, проигрывать полифонию и работать в режиме MP3-плеера. Согласитесь, весьма нетривиальная задачка.
Вот и на рынке звуковых процессоров до сих пор не было аппаратного решения, позволяющего одновременно делать "ремастеринг" аудиотреков в режиме реального времени, ускорять генерацию игровой картинки ( забирая у ЦП функции обработки аудиоэффектов и микширования голосов ) и создавать профессиональные записи для музыкантов.
По словам представителей компании Creative, на создание нового процессора X-Fi ушло четыре года, и уже можно заверить пользователей, что это время было потрачено не зря. Ведь в процессе тестирования платформы Creative X-Fi мы испытали огромное удовольствие, а значит, загорелись желанием поскорее примкнуть к компьютерной армии аудиочудаков, готовых платить за реальные инновации в звуковой индустрии.

Таблица 1. Архитектурные особенности процессорных приоритетов в ключевых режимах

Функции	Entertainment Mode ( развлекательный режим )	Gaming Mode ( игровой режим )	Audio Creation Mode ( режим создания аудио )
Повышение производительности в видеоиграх	Нет	Да	Нет
Поддержка аудиоэффектов 3D	Нет	Да	Факультативно
Эффекты окружения	Факультативно	Да	Факультативно
Проигрывание с высоким аудиоразрешением	Да	Нет	Да
Расширенная звуковая обработка	Да	Нет	Факультативно
Преобразование в многоканальный поток	Да	Факультативно	Нет
Многоканальная звуковая запись	Нет	Нет	Да
Воспроизведение MIDI	Факультативно	Нет	Да
Аппаратные эффекты	Да	Да	Факультативно
Синхронизированное сэмплирование записи и воспроизведения	Нет	Нет	Да
Снижение латентности аудиопотока	Нет	Нет	Да
Высокая разрядность квантования	Факультативно	Нет	Да

>> НАВЕРХ СТРАНИЦЫ <<