HD Audio與AC97究竟有何區(qū)別

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　　首先，我們來看看什么是AC'97，什么是HD Audio。
什么是AC'97：
　　AC'97是以Intel為首的五個電腦廠商Intel、Creative Labs、Analog Device、NS和Yamaha，在1996年6月共同制定的一個音頻標準，稱為Audio Codec'97技術標準，簡稱AC'97，意為"音頻數字信號編/解碼器"。
為何會有AC'97：
早期的ISA聲卡由于集成度不高，聲卡上散布了大量元器件，后來隨著技術和工藝水平的發(fā)展，出現了單芯片的聲卡，只用一塊芯片就可以完成聲卡所有的功能。但是由于聲卡的數字部分和模擬部分集成在一起，很難降低電磁干擾對模擬部分的影響，使得ISA聲卡的信噪比并不理想。
　　AC'97規(guī)范的特點就是雙集成結構，分為Digital Controller(數字信號控制器)和Audio Codec，使ADC(Analog-to-Digital Converter，模/數轉換器)和DAC(Digital-to-Analog Converter，數/模轉換器)模塊獨立出來成為一塊稱之為“Audio Codec”(多媒體數字信號編解碼器)的小型芯片，而聲卡的主芯片即數字部分則成為一塊稱之為“Digital Control”(數字信號控制器)的大芯片（也就是集成I/O控制與DSP的主芯片）。盡可能的降低EMI(Electro-Magnetic Interference，電磁干擾)的影響，而Digital Controller和Audio Codec則通過AC-Link連接（獨立聲卡可能會采用I2S進行連接）。
　　以減小干擾和降低成本為目標的AC'97，從其對聲卡構架的定義來看，已經不僅僅局限于一個小小的Codec上了，從對整個聲卡產業(yè)的影響角度看，它是進步的。而當降低成本優(yōu)勢的特點應用在板載軟聲卡上時，優(yōu)勢得以放大。這也是AC'97能夠迅速取代獨立聲卡并成為聲卡業(yè)絕對霸主的必要條件。
主板的軟聲卡將Digital Control的硬件部分完全省略掉了，其工作完全通過驅動讓處理器來完成，這就令集成聲卡降低成本成為必然，這就是主板AC'97軟聲卡的實現方式。后來，由于集成聲卡的普及，AC'97幾乎被人等同的看作是集成聲卡，這實際上是一個誤解。
什么是HD Audio：
HD Audio 即High Definition Audio，意思為高保真音頻。作為IT行業(yè)第一個廣泛推廣的規(guī)范，AC'97在面對新的DVD-Audio、SACD等高品質多聲道的音樂編碼時顯得有些老了，雖然進行了三次大的版本升級但依然顯得心有余而力不足。為了改變這個局面，2004年4月15日，Intel與全球其他80多家企業(yè)一道開發(fā)了一個新標準，開發(fā)代號為Azalia，標準推出后不久改名為HD Audio。HD Audio具有高彈性、機動性、低成本、高穩(wěn)定性等特征，并且預留充足的升級空間，這一切將能夠令其得到快速普及。
HD Audio的實現方式：
HD Audio的實現方式與AC'97并沒有什么太大的不同，目前還沒有真正意義上的HD Audio獨立聲卡。就板載聲卡這一塊看，HD Audio的整體構架與AC'97幾乎完全一樣，數據部分的處理依然交給處理器完成。下面我們來看看HD Audio進步在何處。
HD Audio對比AC'97：
1.采樣規(guī)格

　　AC'97在前期歷經過3次大的修改，AC'97 1.x為固定的48kHz（hertz）采樣輸出；AC'97 2.1：擴展了部分音頻特征，開始支持多種采樣率輸出以及多聲道輸出；AC'97 2.2：更加完善和擴展了部分音頻特征，開始支持S/PDIF輸出。S/PDIF即Sony/Philips Digital Interface，索尼飛利浦數字界面。
　　AC'97 2.3是AC'97的最新版，支持擴展音頻技術，多種取樣率(8、11.025、16、22.05、32、44.1和48kHz)和多聲道，增強升級支持，可選S/P DIF數字接口，擴展配置信息等。專用的立體聲輸出(Line Out)，附加的立體聲輸出(Aux Out)可配置為線路輸出、可選耳機輸出、可選4或者6聲道輸出?？蛇x18Bit或者20Bit的DAC和ADC，可選的音調和等響度控制，3D立體聲輸出增強。

　　即便是最終版，AC'97在規(guī)格上還是遠遠不及HD Audio，為了最大限度獲得“真實細膩”的聲音，HD Audio的音頻處理規(guī)格提高到了32bit/192kHz。這包含兩個概念，前者是采樣精度，位數越多，可供聲音描述的數據量就越豐富；后者則代表采樣的頻率，頻率越高、間隔時間就越短，所獲得的聲音就越細膩流暢。在實際輸出時，HD Audio也能夠達到24bit/192kHz，這樣的水平，在規(guī)格上已能與采用DSD技術的SACD播放機相匹敵。相比之下，現在CD-Audio技術的規(guī)格為16bit/44.1kHz，DVD-Audio的標準也只是24bit/96kHz。
　　顯然，HD Audio在采樣方面的高指標讓它可以輕松完成DVD-Audio、DVD-Video、CD-Audio的音頻回放。Intel最初打算讓HD Audio也支持SACD音頻標準，但PC上的DVD-ROM在物理上并不支持SACD碟片，且實現DSD功能的編碼/解碼芯片成本高昂，所以Intel最終放棄了這種做法，也許只能等到時機成熟后(如藍光DVD普及之后)才會在未來的HD Audio版本中加入。
2.解決了SRC問題
AC'97不但將SRC帶入了集成聲卡，也帶入了按照此規(guī)范設計的獨立聲卡里。HD Audio的SRC問題是一些玩家最為關注的，在我們收集資料時，大多數的資料或語焉不詳，或含糊，一些更是完全沒有提及。
　　實際上HD Audio規(guī)范已經解決了SRC問題，或者說通過驅動，已經可以完全繞過SRC問題。過去由于非最終版的各個AC'97版本規(guī)范都采用固定48kHz輸出，因此普通44.1kHz采樣規(guī)格的音頻（譬如CD），就必須通過移位或抖動來實現44.1向上提升至48kHz規(guī)格的輸出。這樣一來必定會出現音質損失。
　　在Intel的官網上我們沒有獲得更多的資料，轉而將目光投向了最大的主板集成聲卡芯片供應商Realtek身上。從Realtek的芯片資料上，我們看到了芯片規(guī)格的特性。為了解決SRC問題，ALC888S能夠提供44.1 kHz和48 kHz兩種采樣規(guī)格，通過分頻以及倍乘支持更多的拓展頻率。也就是說，即便碰到44.1 kHz或48 kHz，又或更多的其他規(guī)范下的采樣率，也無需通過轉換，可以以原來的采樣率轉換成模擬信號直接輸出。
3.數據通道
ICH6是首款可直接支持HD Audio的南橋芯片，我們便以該平臺為例介紹HD Audio的整套硬件架構。從上圖可見，HD Audio方案中的CODEC芯片為關鍵部分，它通過專門的“Azalia Link”總線與ICH6的控制邏輯相連，而這條Azalia Link可提供高達48Mbps的單路輸出帶寬和24Mbps的單路輸入帶寬，硬件廠商可根據需要拓展為多路連接實現更高的帶寬！而AC'97標準的CODEC則是通過“AC－Link”總線同控制邏輯相連，該總線僅能提供區(qū)區(qū)11.5Mbps的總帶寬，明顯少于HD Audio系統。高接口帶寬的作用在于可以輸入更多的數據量，這是HD Audio真正實現高采樣精度、多聲道輸出的先決條件。此外，HD Audio還引入動態(tài)帶寬分配機制提高帶寬的利用率，高精度的音頻數據流可占據更多的總線資源，而精度較低的音頻數據則少些，由此提供近乎完美的聽音體驗，這一點也明顯優(yōu)于AC'97的固定分配機制。
4.多音頻回放系統：
除了堪稱豪華的采樣率和回放精度外，HD Audio在多音頻流回放和輸入方面同樣表現杰出。HD Audio的音頻接口具備所謂的接口路由和自動識別功能，一部采用HD Audio音頻系統的PC機可同時輸出四路互不相關的音頻，彼此之間互不干擾，這樣便能讓PC同時處理不同的音頻應用。例如，可以通過音頻線/無線網絡連接客廳的音箱；同時可通過連接在HD Audio聲卡上的多媒體音箱回放游戲中的音樂特效；接著再借助耳機來聆聽PC中播放的MP3音樂……倘若還想通過麥克風與遠程網絡上的朋友交流，HD Audio也可以應付自如。這些應用可在同一時間進行，用戶好比擁有多個獨立的音頻設備，同時進行多項音頻相關處理便不再是個問題。
5.更多的音效支持
中高檔聲卡都有自己的音效技術，如創(chuàng)新公司的EAX系列和傲銳的A3D，這些音效技術其實都是函數庫的集合，這些函數提供特定的計算模式，通過運算模擬出極具空間感的立體音場效果，用戶因此可獲得極佳的聽感體驗。譬如，使用品質不俗的耳機聆聽聲卡所輸出的雨聲，倘若聲卡的音效技術足夠優(yōu)秀，便會使聽者認為雨聲不是來自耳機，而是外界真的下著雨。這樣的情況也許只會出現在高端音頻系統中，期待廉價的AC'97達到這樣的效果自然不切實際。因此，Intel將音效技術作為HD Audio的要點，它與杜比實驗室合作為HD Audio融入了先進的音效功能，由此提升PC的音效體驗（杜比方面我們單獨論述）。
6.硬件支持杜比音效技術
AC'97軟聲卡在音效方面的能力一直比較欠缺，CODEC自身并不支持多余的音效技術，而只能通過軟件支持，依靠CPU運算—AC'97軟聲卡口碑不佳很大程度上就是來自于此。Intel決心讓HD Audio擺脫這種情況，為此它與杜比實驗室密切合作，讓HD Audio可在硬件上實現Dolby Headphone、Dolby Virtual Speaker、Dolby ProLogic Ⅱ、Dolby ProLogic Ⅱx和Dolby Digital Live功能。這樣，符合HD Audio標準的CODEC芯片便具備一定的音效處理能力。當然，具體的編碼和解碼運算還是得由CPU負責完成，CODEC只是提供一個輸入/輸出的接口而已，這樣對CODEC芯片不會造成什么負擔，在技術上也易于實現。唯一的缺陷在于：HD Audio先進的音效功能也許會對CPU造成一定的負擔，但這對CPU廠商來說顯然有利無害：HD Audio或許能夠有效拉動高端CPU的消費需求，成為PC工業(yè)增長的又一動力。
7.更人性化的音頻接口
為了讓機箱前面板的音頻接口發(fā)揮作用，我們就必須借助信號接線將前置音頻面板與HD Audio CODEC提供的專門插針連接起來—從物理上看，HD Audio與AC'97 CODEC的音頻插針沒有什么差異，但其中有幾個針腳的定義已經發(fā)生了改變，從中我們可看到，連接插針的1、3、5、9針被用于音頻輸入/輸出連接，6、10針則用于返回自動檢測的結果，這樣在前置面板中HD Audio也實現了“即插即用”功能，用戶連接音箱、耳機、麥克風之類的設備就顯得非常方便。
從規(guī)范對行業(yè)的影響力看，HD Audio還不及AC'97，但是從我們的分析來看，HD Audio的優(yōu)勢是相當明顯的。如果進一步將影響力拓展至更寬的領域內，相信整個產業(yè)的進步也是可期的，畢竟在規(guī)格上，HD Audio有著更明顯的優(yōu)勢，而這也體現出了規(guī)范的發(fā)展?jié)摿Α?br /> 　　另一方面，從我們以往的應用與測試成績看，即便是最高端的集成聲卡，在RAMM測試時成績都不是特別理想，因此，希望通過HD Audio板載聲卡達到某某價位獨立聲卡的表現品質的想法或許會落空。并且從硬件角度看，沒有I/O控制以及DSP硬件的軟聲卡在性能上尚不能與獨立聲卡匹敵。如果未來出現更高碼率規(guī)格的音頻，說不定集成聲卡在此處會出現瓶頸。如果您對音頻有較高要求的話，我們的建議依然是購買獨立聲卡。