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声卡及音效芯片的演变

发布日期:[2019-04-27 16:06]    共阅[]次

你知道吗?计算机在处理声音功能的历史,与计算机其本身的历史比较起来,并不算是很悠久的。概括来讲,从主要用于游戏的发声,到加入录音、播音功能,提高取样频率,以及计算机合成音乐midi从FM的合成,进步到Wavetable立体空间的音场效果。抑或只是简单地将声音的宽度、广度加深、加大,演变到可三度空间定位的音场效果(3D Position sound);又好像提到加在个人计算机上的储存媒体,由VCD进化到DVD,DVD上的杜比音效就加进了计算机里(要享受此等级的音效,必须要有能支持六支喇叭的界面,有别于原只有左右声道的界面)。至此,个人计算机的音效技术由最初到现在,也算是有很大的改变。

本文将就近年来,由ISA界面的声卡,演进成PCI,再演变成整合进入主板芯片组(chipset)的软件音效(Software Audio),其中的技术演进及参与的音效芯片厂商做一简单的介绍,以便用户选择个人计算机音效产品时,能有一初步的了解及依据。

从ISA到PCI界面的声卡

声卡及音效芯片的演变

在ISA时期的声卡,讲的是Sound Blaster及Sound Blaster pro的兼容。当时来说,能有一般加宽音场效果的3D功能,就算是不错的声卡了。后来开始有人在MIDI音效芯片上大作文章,由原先的FM合成,改成Wavetable的合成。因Wavetable需要有Memory来储存真正的声音样本,故有Wavetable daughter card的设计,你可再加买一个子卡来听较好的MIDI音乐。

在当时,除了Creative这间音效芯片厂商外,另外有Turtle Beach亦是颇负盛名的。事实上,以听MIDI音乐来讲,Wavetable的合成比FM好很多;但在当时,要外加RAM在声卡上的作法,确是所费不赀(而且那时Memory尚未崩盘,贵得很!)。小编五年前就买过五千多元的声卡,但跟现在市场上卖的400元一张的卡是差不多的。如今,随着更多的音效芯片厂加入竞争的行列,声卡的价格也随之下降不少,此时新加入的知名厂商像ESS、Opti、Avance(Realtek)等,皆有不错的成迹。

后来,因操作系统的进步(由DOS进入Windows),大厂有鉴于整体效率的考虑,开始舍弃ISA的界面,只以PCI为主,而所有的音效芯片厂商亦开始推出以PCI界面为主的音效芯片。此时最大的困难点,在于原先兼容于DOS环境下,ISA界面的应用软件和游戏软件。当时还有个专有名词「DOS Legacy」是用来形容此状况,而各家厂商无不努力去解决此问题。

在进入PCI界面的同时,个人计算机音效亦有一标准被订定--AC' 97。其主要用意,是想把处理声音的硬件芯片,分成数字及模拟二部份。将数字及模拟分开,如此便可以减少互相的干扰,声音的输出质量也有所提升;但却违背成本考虑的原则,因为整合的一颗芯片,会比分成二颗来得有竞争力,所以此时PCI的音效芯片就分成二族群,一是以整合为单一颗及成本考虑为主的厂商,如ESS的Solo1、Avance(Realtek)的ALS4000。另外一方面是以AC' 97为标准的产品,分成二颗,走高音效质量、多功能路线,如YAMAHA的724及744、Avance(Realtek)的ALS300和Cirrus Logic的产品。

就如前面所提到的,愈往高质量走的产品,就必须追求愈多的功能及更好的产品特性,这也就衍生出了下一段文章要探讨的主题:支持六声道音响的架构,杜比音效及立体空间音效。

除此之外,在MIDI效果的追求上,开始有音效芯片厂商把Wavetable的合成器以软件的形式来做,此举不但可减少硬件芯片及RAM的成本,又可随时让玩家来编辑他们自己喜欢的音乐样本,包括Microsoft等不少厂家均推出Software Wavetable的产品,例如YAMAHA的XG就是此类产品的佼佼者,只不过必须花钱才能拥有,不像Microsoft的Software Wavetable,内含在windows中。但还是有不少音效芯片厂商愿意付费,藉以搭配声卡出货,此时也宣告了硬件Wavetable daughter卡时代的结束。
 

PCI上的立体空间音效及支持六声道的杜比音效

因为DVD的使用日广,很自然地高档的音效芯片,就往支持六声道的方向走。而在此六声道的架构下,除了看DVD享受杜比音效外,更能以此架构来实现真正三度空间音效的游戏软件,读者假如常逛计算机展,应该常看到或听到此类产品--直升机在头顶上前、后、左、右的盘旋,子弹从后面呼啸到前面的声音,过瘾!然而此类支持六支喇叭的声卡产品,郄面临叫好不叫座的情况,只有少数的玩家肯花钱去装配此类的配备。目前在此领域内的芯片厂商有Aureal、ForteMedia、Avance(Realtek)、Cmedia。

 

从整合音效芯片进主板到整合音效功能至主机上的芯片组


AC' 97 CODEC厂商比较

之前,许多主板业者最大的心愿,就是把音效功能整合进主板中,因此有了「ALL-IN-ONE」的口号,这里的ONE指的就是主板,也就是要把音效控制芯片放在主板上,但此作法只是省掉一块声卡PCB的成本而己,其它的零件还是必须存在,却可能因此失掉了扩充卡原有的弹性(客户可随自己喜欢,选择所需的声卡),所以此作法除了特定厂商外,并没有很明显的成功例子,音效扩充卡还是有一定的市场占有率。

前面曾提到AC' 97的标准把Audio的功能一分为二,一是处理Digital的逻辑、一是处理analog的AC' 97 CODEC。这种作法就是替Digital逻辑整合进主板的芯片组做一铺路。果不其然,Intel于今年初推出的810芯片组及陆续推出的820、815,就把Audio的功能整合进chipset内。而其它的芯片组厂商如Via、SiS也相继推出此类产品,后续产品规划亦全是内含音效功能的。

虽然芯片组整合音效功能的初期,遭遇到应用软件兼容性的问题,但时间的演进,此类问题目前己不存在,现在新的主板基本上都是内建己含音效效果的AC' 97 CODEC,不需要客户再去另购声卡来加装,而音效扩充卡除了有特殊功能的High-end卡外,原有的市场亦不存在。(表一)为目前在此AC' 97 CODEC领域上的主要厂商,及其特色的比较。





 

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