`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Creative X-Fi: революция, которую заждались

0 
 

Когда в технических интернет-изданиях и на новостных сайтах появились первые слухи о грядущем радикальном обновлении звуковых плат Creative, это вызвало массу эмоций у всех заинтересованных, но в целом эффект можно было выразить словами «ну наконец-то!». В самом деле, несмотря на то что ее современные звуковые платы пользуются заслуженной популярностью, всем нам хоть изредка хочется чего-нибудь нового. Именно поэтому мы с таким нетерпением ожидали более подробной информации о новинке, рассказ о которой и предлагаем вашему вниманию.

Рынок звуковых плат довольно консервативен, и, за исключением редких исторических моментов, он практически никогда не отличался особым динамизмом в развитии. В настоящее время сфера аудио для персональных компьютеров переживает самый настоящий застой, и косвенным свидетельством тому может быть следующий факт: за несколько лет совершенствования ПК в них по многу раз сменились поколения буквально всех комплектующих – процессора, материнской платы, видеокарты, накопителей, но до сих пор в качестве звуковой подсистемы в компьютерах пользователей различных категорий и на прилавках магазинов можно обнаружить «ветерана» Creative Sound Blaster Live! (либо, чего доброго, вообще интегрированный АС'97-кодек), первая версия которого увидела свет еще в 1998 г. Больший стоицизм перед лицом неумолимого течения времени демонстрирует, пожалуй, лишь 3,5-дюймовый флоппи-дисковод...

Однако, как отмечает и сама Creative, ничто не стоит на месте, и особенно – конкуренты. В последний раз угроза ее практически монопольному положению на рынке возникла с несколько неожиданной стороны, хотя ее появление можно было предвидеть заранее, а результат, вполне вероятно, окажется куда более губительным для компании, чем происки целой группы обычных конкурентов. Возможности встроенного звука начали соответствовать запросам 80% пользователей, а с появлением спецификации Intel HD Audio стало ясно, что в будущем такая ситуация лишь усугубится. Если, конечно, не предпринять никаких мер по ее развитию в противоположном направлении.

По большому счету, удовлетворенность рынка встроенными аудиорешениями может свидетельствовать только об одном – производителям отдельных звуковых плат попросту нечего предложить потребителю сверх того, что может дать ему копеечный чип кодека, интегрированный на материнскую плату. Проведем параллели с областью видео, на несколько порядков более динамичной и развитой, представьте себе, что большинство пользователей устраивает встроенное графическое ядро, обеспечивающее лишь элементарную производительность в 2D- и 3D-графике; специализированные же видеокарты служат только задачам узкого круга специалистов и профессионалов в различных областях. Однако в реальности ситуация выглядит иначе – регулярная смена поколений видеокарт с 3D-акселератором является обыденным делом практически для каждого (кроме, пожалуй, элементарных офисных применений). И для того чтобы такое положение вещей стало само собой разумеющимся и в аудиосекторе, компаниям нужно предложить нечто, что заставит пользователя покупать отдельные звуковые платы – будь то выдающееся качество звучания в музыке и фильмах, сверхреалистичное 3D-аудио в играх или специализированные возможности для звукозаписи.

Все эти нехитрые соображения хорошо известны Creative, которая на сегодняшний день осталась практически единственным игроком, способным хоть как-то влиять на ход развития индустрии. Но в отличие от сложившегося рынка видеокарт, который молится на одну-единственную характеристику – fps, изобрести аналогичный фетиш для звуковых плат по ряду причин оказалось затруднительным. Так, маркетологам не удалось использовать в этом качестве ни количество каналов воспроизведения, ни максимально поддерживаемые частоты сэмплирования и разрешение, ни соотношение сигнал/шум. Точнее говоря, маркетинговый эффект от прямого наращивания перечисленных показателей закончился очень быстро, и это вполне объяснимо, поскольку в настоящее время для обычного потребителя результат такого роста практически незаметен. А значит, придется импровизировать.

В аудио, как и в видео, можно наблюдать четкое деление по моделям использования звуковых устройств: качественный звук в музыке/кино, 3D-позиционирование в играх и продвинутые возможности звукозаписи. Все они отличаются своими требованиями к аппаратной части, которые пересекаются лишь отчасти, что хорошо видно из табл. 1. При этом компания Creative остается единственной, предлагающей универсальные решения и стремящейся тем самым одним выстрелом убить сразу энное количество зайцев – все прочие уже давно занимаются только одним направлением, будь то звукозапись (например, EMU) или музыка/кино (Terratec).

Таблица 1
Возможности Игры Музыка и кино Звукозапись
Высокое значение fps в играх + - -
Аппаратная поддержка 3D-позиционирования звука + - +/-
Эффекты моделирования окружающей среды + +/- +/-
Воспроизведение форматов высокого разрешения - + +
Обработка, направленная на улучшение звучания - + +/-
Upmix двухканальных источников до многоканальных +/- + -
Многоканальная звукозапись - - +
Аппаратное воспроизведение MIDI - +/- +
Аппаратные аудиоэффекты + +/- +
Синхронизированные с высокой точностью запись и воспроизведение - - +
Низкая латентность при использовании ASIO - - +
Возможность воспроизведения аудио с побитной (bit-to-bit) точностью - +/- +

И вот стали известны подробности об аудиосистеме Creative следующего поколения. Совокупность нового специализированного звукового процессора X-Fi, алгоритмов, реализующих различные функции, и соответствующего программного обеспечения получила название аудиоплатформы Xtreme Fidelity (X-Fi). А что конкретно за ней скрывается, мы сейчас узнаем.

Аудиопроцессор X-Fi...

Creative X-Fi революция, которую заждались

Когда перед разработчиками новой аудиоплатформы была целиком сформулирована задача, стало понятно, что ни один из специализированных процессоров прошлых лет справиться с ней не сможет. Поэтому создание нового аудиопроцессора велось практически с нуля – около четырех лет. Но результат того явно стоил – взгляните на табл. 2!

Мощность использованногов линейке плат Audigy чипа EMU10K, выглядевшая весьма значительной еще совсем недавно, не позволяла реализовать все задуманное в полном объеме – ограничения аппаратной части вынуждали разработчиков снижать количество и качество доступных эффектов и других видов обработки. Поэтому в X-Fi и число транзисторов, и быстродействие возросли более чем на порядок (кстати, данный факт косвенно свидетельствует о том, что вскоре мы имеем все шансы увидеть звуковые платы с радиаторами или иными системами охлаждения на процессоре).

Таблица 2
Характеристики X-Fi Audigy (EMU10K2,5) Intel Pentium 4 Northwood 2,4 GHz
Количество транзисторов, млн шт. 51,1 4,6 55
Количество ключей, шт. 1 613 658 200 Н/д
Технологический процесс, мк 0,13 0,18 0,13
Тактовая частота 400 МHz 200 МHz 2,4 GHz
Скорость вычислений, MIPS 10 340 424+ 2770

Однако потенциальная производительность сама по себе еще ничего не значит – гораздо важнее то, насколько эффективно она может быть задействована в реальных задачах с учетом архитектуры процессора. Поэтому традиционный подход к проектированию аудиоустройств, не отличавшийся особой гибкостью, пришлось пересмотреть, и инженерами Creative была создана архитектура нового типа, получившая название Audio Ring.

Creative X-Fi революция, которую заждались
Сравнение архитектуры традиционного аудиопроцессора и Creative X-Fi

Физически Audio Ring представляет собой конвейерную шину с мультиплексированием с разделением времени и поддержкой до 4096 аудиоканалов. Каждый процессорный модуль может независимо от других работать с тем или иным блоком данных на шине – извлекать его, обрабатывать и вновь размещать в «кольце». Обратите внимание на наличие на схеме SDRAM – это означает, что звуковые платы на базе X-Fi будут оснащаться своей собственной памятью (по крайней мере, до перехода на шину PCI Express).

Модуль DSP в X-Fi, имеющий производительность 1200 MFLOPS, получил собственное имя Quartet, довольно точно отражающее его структуру. Архитектура поддерживает четыре аппаратных потока (hardware threads) и выполнение SIMD-инструкций, позволяющих параллельно обрабатывать два тракта данных (data paths), благодаря чему X-Fi эффективно выполняет вычисления над стереоданными и комплексными числами. Такую организацию решено было назвать TIMD (Thread Interleaved and Multiple Data-path). Набор исполняемых Quartet DSP инструкций весьма обширен, и за счет поддержки обработки данных как во временном (time domain), так и в частотном представлении (frequency domain) он дает возможность производить над аудиоданными весьма необычные преобразования и эффекты – об этом чуть ниже.

К разработке модуля SRC (Sample Rate Convertion, преобразование частоты оцифровки) специалисты Creative подошли с особым усердием. Невиданная доселе вычислительная мощность (более 7000 MIPS), отданная «на откуп» данному блоку, призвана служить одной-единственной благой цели – преобразовывать близкие частоты оцифровки без внесения каких-либо дополнительных искажений. Здесь приходит на ум поговорка о том, как некоторые, обжегшись на молоке, дуют на воду – общеизвестным фактом является отсутствие в EMU10K возможности работы с частотой 44,1 кГц, в связи с чем во всех звуковых платах Creative с применением данного процессора была введена дополнительная передискретизация сигналов в 48 кГц, что приводило к росту искажений в области высоких частот. Но столь большое внимание, уделяемое этому вопросу в новом продукте, кажется немного странным, учитывая заявления Creative о том, что X-Fi сможет функционировать с частотами сэмплирования и 48 кГц, и 44,1 кГц. Впрочем, SRC-модуль при необходимости может быть пропущен (bypass).

X-Fi позволяет обрабатывать сигнал различными аппаратными эффектами, в числе которых временныˆе (реверберация, дилэй, хорус, ранние отражения и т. д.) и частотные (фильтрация, эквализация). Любопытно решена проблема поддержки форматов с высокими частотами дискретизации (96 и 192 кГц) – процессор разделяет частотную полосу на несколько более узких и накладывает эффекты независимо, вновь объединяя их после обработки. Хотя у такого подхода есть свои отрицательные стороны, он дает возможность сэкономить значительное количество вычислительной мощности, что самым положительным образом должно сказаться на стоимости готовых устройств (читатель при желании может самостоятельно поинтересоваться ценами на выделенные эффект-процессоры класса 24-bit/96 кГц).

...и его практическое применение

Но одного нового процессора явно будет мало, чтобы завоевать рынок. Главное – нужно продемонстрировать, что без него пользователи действительно многое потеряют в качестве звучания. И в этом направлении Creative тоже проделала большую работу.

Система CMSS (Creative Multi Speakers Surround) была существенно переделана, и теперь она включает в себя следующие элементы.

  • Согласование пространственной информации, т. е. оптимизация воспроизведения при прослушивании 2.0-канальной записи на 5.1-канальной системе или наоборот. Использован нетрадиционный подход к проблеме дополнения 2.0-канальных записей недостающей информацией: интеллектуальный алгоритм анализирует музыкальный материал с целью извлечения из него реверберационных «хвостов» и реконструирует акустические условия, при которых они были получены, после чего применяет временныˆе эффекты (ambience) с подобными параметрами для воспроизведения исходного материала через surround-громкоговорители, формируя тем самым естественное звуковое окружение.
  • Улучшенное воспроизведение с помощью наушников. Creative заявляет о создании одного из наиболее совершенных алгоритмов виртуализации для любителей персонального звука, позволяющего размещать вокруг слушателя до 128 воображаемых источников.
  • Восстановление сжатых форматов MP3, Dolby Digital и т. д. Технология 24-bit Crystalizer распознает такой музыкальный материал, анализирует его и пытается восполнить потерю качества, вызванную сжатием. Цель, которую ставили перед собой разработчики: добиться такого уровня звучания, чтобы этот эффект не хотелось выключать, и в то же время не были затронуты или искажены творческие замыслы исполнителя и звукорежиссера. Сообщается также о существенном улучшении сжатых записей с помощью 24-bit Crystalizer, однако к подобным заявлениям следует относиться с определенной долей скепсиса, так как необратимость некоторых операций над звуком не подлежит сомнению – можно лишь попытаться немного приукрасить результат.
  • Апплеты Speaker Calibrator и Multi-channel Graphic Equalizer, предназначенные для настройки акустических систем.

Любители компьютерных игр наверняка с энтузиазмом воспримут EAX Advanced HD 5.0 с новой системой бинауральной обработки, позволяющей выполнять точное 3D-позиционирование источников звука при прослушивании на акустической системе любого класса. Достигается это применением более совершенных HRTF-фильтров в сочетании с другими дополнительными методами позиционирования, что стало возможным благодаря большой вычислительной мощности X-Fi.

Интересной новой функцией EAX Advanced HD 5.0 является технология EAX Voice – голос игрока с микрофона обрабатывается в реальном времени с помощью тех же эффектов, что и текущее окружение в игре. Таким образом, оценивать размеры и акустические свойства виртуальных помещений можно будет и на слух, а голосовое общение в мультиплеерном режиме станет гораздо реалистичнее.

Помимо EAX, декларируется полная поддержка и аппаратное ускорение звуковых API OpenAL, DirectSound и GameCoda.

Традиционно на высоте звукозаписывающие возможности X-Fi. Звукорежиссеры обычно крайне подозрительно относятся к любому оборудованию (как аппаратному, так и программному), стоящему на пути звука от микрофона до дорожки в мультитрек-рекордере, и поэтому функции записи и воспроизведения звука без какой-либо обработки, в чистом виде и с побитной (bit-to-bit) точностью наверняка окажутся востребованными. Поддержка ASIO 2.0 с разрядностью 24-bit и частотой сэмплирования 44,1, 48, 88,2 или 96 кГц осуществляется с минимальной латентностью (вплоть до 1 мс).

Creative X-Fi революция, которую заждались
Окно микшера в режиме Audio Creation

Любопытным нововведением является также 3DMIDI – возможность рендеринга soundfonts с применением пространственной обработки, благодаря чему можно позиционировать MIDI-инструменты в пространстве. А об аппаратных эффектах мы уже говорили – их реализация для частот сэмплирования выше 48 кГц во многих случаях позволяет значительно разгрузить центральный процессор. Неоценимую помощь любителям домашней звукозаписи окажет мощная и развитая Audio Mixing Console, где может быть произведена обработка любого источника звука, – интерфейс программы выполнен в стиле специализированных решений такого рода.

Надо отметить, что Creative довольно толково решила проблему перегрузки пользователя ненужными в данный момент возможностями и настройками, предусмотрев выбор режима работы «под задачу». Так, существуют три варианта применения X-Fi: Gaming Mode, Entertainment Mode, Audio Creation Mode. При их переключении изменяется интерфейс программного обеспечения, производится реконфигурация DSP и загружаются предустановленные наборы эффектов.

Сколько ждать обещанного

Во всем этом великолепии есть лишь один, но важный нюанс. Большинство документов пресс-релиза Creative, посвященного X-Fi, на базе которого и подготавливался данный материал, датированы июлем 2004 г., что наталкивает на определенные раздумья о том, когда же наконец красивая теория и богатые обещания обретут осязаемую практическую форму и превратятся в звуковую плату. Впрочем, сама компания планирует представить конкретные продукты на базе новой технологии уже в конце лета – начале осени. Что ж, как учили классики, любая революция, какой бы молниеносной она ни была, должна иметь длительный подготовительный период; в технической сфере это особенно актуально. Зато, по свидетельству очевидцев, которым посчастливилось присутствовать на демонстрации X-Fi на выставке E3 (Electronic Entertainment Expo), проходившей в Лос-Анжелесе с 18 по 20 мая, звучание системы действительно впечатляет, что дает надежду увидеть воплощение концепции Xtreme Fidelity «в железе» в самом ближайшем будущем.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT