声卡入门·2009版 元件篇·认识主芯片
夏昆冈 于 2010.01.26 10:43:17 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.60/144

声卡上有诸多元器件,你都能分得清哪一颗是I/O控制器,哪一颗又是解码器芯片,哪一颗又是运算放大器么?

  • 在声卡上,通常有一颗面积较大的芯片,这款芯片被笼统的称为主芯片,这种提法并不精确,精确的称呼应该是什么呢?

    DSP音频加速器

  • 声卡上往往可以找到一片大块头的芯片,这个一般就是DSP芯片,DSP就是digital signal processor,即数字信号处理器,各种各样的音效处理就全靠它了。DSP不算很规范的称呼,真正用于正规的场合一般称为Audio Accelerator,即音频加速器,也能叫做音效处理器,有少数的厂商还称之为声音处理器,其实就是一回事。

  • 音频加速器有强大的运算能力,专门为音频处理服务,和CPU一样,不同音频加速器有着处理能力上的区别,用MIPs(Million Instructions Per Second)表示运算能力的大小,MIPs表示了一秒执行一百万条指令的能力。经典的CREATIVE Sound Blaster Live!系列采用的音频加速器为Emu10K1,拥有335 MIPs的运算能力,另外一款常见的音频加速器CS4630的运算能力为430MIPs,这只是数年前产品的水准,目前来说,X-Fi就可以实现10340 MIPs的运算力。

  • 正因为有了这些音频加速器,我们才得以不牺牲性能来欣赏逼真的游戏音效,不过有点必须声明的,DSP的运算精度和运算能力无关。DSP不但可以用于游戏音效,同样可以用于其他方面。但随着CPU性能大发展,CPU的性能剩余的问题也就凸显出了,人们发现,玩游戏时,没有专用的音频加速器,游戏速度依然流畅,这导致了用户对音频加速器性能需求大大降低,这也促使声卡行业迅速衰落。

    I/O控制器

  • 大块头的芯片不一定就是音频加速器,也可能是I/O控制器。首先我们需要知道什么是I/O,I/O就是Input and output,即输入输出。输入输出控制器不会有任何加速能力,也就是说,输入输出控制器不会对游戏、DVD、MP3硬件加速等提供任何帮助。针对娱乐市场,采用I/O控制器的声卡并不多,但在较为专业的领域,I/O控制器普遍被采用。Icensemble&VIA的Envy24系列就是I/O控制器,采用这系列芯片的声卡非常多,从100多元到2000元的产品,均有采用。

    I/O控制器是声卡最核心的器件,前面提到的音频加速器其实已经集成I/O控制器,因为这是必备功能,音频加速器就是I/O控制器和数字信号处理器的集成产物,大家习惯称为 DSP罢了,其实还有真正的纯DSP芯片。

  • 发烧友推崇的Diamond Monster Sound MX200就是一款非常特殊的声卡,卡上有2个大块头,一块为I/O控制器,即打上了帝盟Logo的那片,另外一片就是真正的DSP芯片。

    也许你要问,既然音频加速器已经集成I/O控制器,为什么还要设计单独的I/O控制器。在众多领域,音频加速器集成的I/O控制器显得过于简陋,无法胜任某些较为专业的场合,例如需要用到ASIO,GSIF的软件以及多路的I/O控制,还有要达到更高指标的输入输出要求。单独的I/O控制器就为此诞生,由于有着更为强大丰富的I/O控制能力,可以为改善音质作出巨大贡献,因此也有厂家利用这点,让PC上的音质表现更上一层楼。

    FPGA是DSP还是I/O控制器?

  • 随着FPGA技术的进步,FPGA也被大量使用到声卡设计当中,FPGA是什么?FPGA即数字可编程门阵列逻辑器件(FPGA-Field Programmable Gate Array),这是一种可编程芯片,它并没有特定的专用功能,通过写入不同的算法,就可以实现不同的功能,它可以成为DSP,也可以成为I/O控制器,或者实现某些专用的功能,例如实现数字信号的时钟重整等“偏门”功能。简单的从FPGA型号来分辨其在声卡中的作用,是没法做到的。

    集成声卡的主芯片在哪里?

    声卡可以没有音频处理器,但不能没有I/O控制器,否则声卡最基本的功能将丧失,那么集成声卡的I/O控制器在哪里?

  • 在主板芯片组中,一般都集成了I/O控制器,配合主板上的Codec,就能形成基本的声卡功能,这就是集成声卡的构成。某些芯片组,设计得更加讲究点,在芯片组中还集成了专用的音频加速器,来提高游戏性能。但很多人未必认识到这点,早些年,集成声卡被称为软声卡,其实这种命名是有着明显错误的,不管多简陋的声卡,它最核心的控制器,一定是硬件的,CPU能模拟的,只能是DSP部分。

    独立声卡比集成声卡强?

    这种说法不存在必然性,独立声卡和集成声卡,虽然物理形态不同,但基本结构一样,因此独立声卡并不一定会比集成声卡好。但这种说法也存在现实性,因为集成声卡多数是节约成本为先,音质普遍较差,独立声卡比集成声卡强,这种提法,在大部分时候,是正确的。

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    发表于2010.01.26 17:30:33
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    I/O控制器介绍的太过简略。且忽视了其重要性,把个DSP放最前面。
    I/O的另一种称法“数模/模数转换器(Audio DAC)”恰能体现它的重要性。DAC的性能指标是考察一块声卡的重要因素。
    I/O控制器称法对于纯数字电路比较适合。此类I/O只需根据白皮书设计就行。
    集成声卡的DAC在Audio Code中,并非集成于南桥。
    发表于2010.01.26 16:52:08
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    好文章,这种文章多多益善
    发表于2010.01.26 16:33:58
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    其实很多声卡都没有DSP,很多专业音频接口也是如此,因为没有必要。即使要实现DSP的运算功能也未必要用到DSP芯片,而往往用FPGA。

    DSP不等于高档,没有DSP不等于落后,归根到底,单纯播放音乐的话,很多声卡无需做DSP处理。
    发表于2010.01.26 11:32:37
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    发表于2010.01.26 11:21:30
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    发表于2010.01.26 11:13:48
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    发表于2010.01.26 10:54:41
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