hd audio

什么是HD Audio

HD Audio 即High Definition Audio，意思为高保真音频。作为IT行业第一个广泛推广的规范，AC'97在面对新的DVD-Audio、SACD等高品质多声道的音乐编码时显得有些老了，虽然进行了三次大的版本升级但依然显得心有余而力不足。为了改变这个局面，2004年4月15日，Intel与全球其他80多家企业一道开发了一个新标准，开发代号为Azalia，标准推出后不久改名为HD Audio。HD Audio具有高弹性、机动性、低成本、高稳定性等特征，并且预留充足的升级空间，这一切将能够令其得到快速普及。

HD Audio对比AC'97

1. 采样规格

AC'97在前期历经过3次大的修改，AC'97 1.x为固定的48kHz（hertz）采样输出；AC'97 2.1：扩展了部分音频特征，开始支持多种采样率输出以及多声道输出；AC'97 2.2：更加完善和扩展了部分音频特征，开始支持S/PDIF输出。S/PDIF即Sony/Philips Digital Interface，索尼飞利浦数字界面。

AC'97 2.3是AC'97的最新版，支持扩展音频技术，多种取样率(8、11.025、16、22.05、32、44.1和48kHz)和多声道，增强升级支持，可选S/P DIF数字接口，扩展配置信息等。专用的立体声输出(Line Out)，附加的立体声输出(Aux Out)可配置为线路输出、可选耳机输出、可选4或者6声道输出。可选18Bit或者20Bit的DAC和ADC，可选的音调和等响度控制，3D立体声输出增强。

即便是最终版，AC'97在规格上还是远远不及HD Audio，为了最大限度获得“真实细腻”的声音，HD Audio的音频处理规格提高到了32bit/192kHz。这包含两个概念，前者是采样精度，位数越多，可供声音描述的数据量就越丰富；后者则代表采样的频率，频率越高、间隔时间就越短，所获得的声音就越细腻流畅。在实际输出时，HD Audio也能够达到24bit/192kHz，这样的水平，在规格上已能与采用DSD技术的SACD播放机相匹敌。相比之下，现在CD-Audio技术的规格为16bit/44.1kHz，DVD-Audio的标准也只是24bit/96kHz。

显然，HD Audio在采样方面的高指标让它可以轻松完成DVD-Audio、DVD-Video、CD-Audio的音频回放。Intel最初打算让HD Audio也支持SACD音频标准，但PC上的DVD-ROM在物理上并不支持SACD碟片，且实现DSD功能的编码/解码芯片成本高昂，所以Intel最终放弃了这种做法，也许只能等到时机成熟后(如蓝光DVD普及之后)才会在未来的HD Audio版本中加入。

2. 解决了SRC问题

AC'97不但将SRC带入了集成声卡，也带入了按照此规范设计的独立声卡里。HD Audio的SRC问题是一些玩家最为关注的，在我们收集资料时，大多数的资料或语焉不详，或含糊，一些更是完全没有提及。

实际上HD Audio规范已经解决了SRC问题，或者说通过驱动，已经可以完全绕过SRC问题。过去由于非最终版的各个AC'97版本规范都采用固定48kHz输出，因此普通44.1kHz采样规格的音频（譬如CD），就必须通过移位或抖动来实现44.1向上提升至48kHz规格的输出。这样一来必定会出现音质损失。

在Intel的官网上我们没有获得更多的资料，转而将目光投向了最大的主板集成声卡芯片供应商Realtek身上。从Realtek的芯片资料上，我们看到了芯片规格的特性。为了解决SRC问题，ALC888S能够提供44.1 kHz和48 kHz两种采样规格，通过分频以及倍乘支持更多的拓展频率。也就是说，即便碰到44.1 kHz或48 kHz，又或更多的其他规范下的采样率，也无需通过转换，可以以原来的采样率转换成模拟信号直接输出。

3. 数据通道

ICH6是首款可直接支持HD Audio的南桥芯片，我们便以该平台为例介绍HD Audio的整套硬件架构。从上图可见，HD Audio方案中的CODEC芯片为关键部分，它通过专门的“Azalia Link”总线与ICH6的控制逻辑相连，而这条Azalia Link可提供高达48Mbps的单路输出带宽和24Mbps的单路输入带宽，硬件厂商可根据需要拓展为多路连接实现更高的带宽！而AC'97标准的CODEC则是通过“AC－Link”总线同控制逻辑相连，该总线仅能提供区区11.5Mbps的总带宽，明显少于HD Audio系统。高接口带宽的作用在于可以输入更多的数据量，这是HD Audio真正实现高采样精度、多声道输出的先决条件。此外，HD Audio还引入动态带宽分配机制提高带宽的利用率，高精度的音频数据流可占据更多的总线资源，而精度较低的音频数据则少些，由此提供近乎完美的听音体验，这一点也明显优于AC'97的固定分配机制。

4. 多音频回放系统：

除了堪称豪华的采样率和回放精度外，HD Audio在多音频流回放和输入方面同样表现杰出。HD Audio的音频接口具备所谓的接口路由和自动识别功能，一部采用HD Audio音频系统的PC机可同时输出四路互不相关的音频，彼此之间互不干扰，这样便能让PC同时处理不同的音频应用。例如，可以通过音频线/无线网络连接客厅的音箱；同时可通过连接在HD Audio声卡上的多媒体音箱回放游戏中的音乐特效；接着再借助耳机来聆听PC中播放的MP3音乐……倘若还想通过麦克风与远程网络上的朋友交流，HD Audio也可以应付自如。这些应用可在同一时间进行，用户好比拥有多个独立的音频设备，同时进行多项音频相关处理便不再是个问题。

5. 更多的音效支持

中高档声卡都有自己的音效技术，如创新公司的EAX系列和傲锐的A3D，这些音效技术其实都是函数库的集合，这些函数提供特定的计算模式，通过运算模拟出极具空间感的立体音场效果，用户因此可获得极佳的听感体验。譬如，使用品质不俗的耳机聆听声卡所输出的雨声，倘若声卡的音效技术足够优秀，便会使听者认为雨声不是来自耳机，而是外界真的下着雨。这样的情况也许只会出现在高端音频系统中，期待廉价的AC'97达到这样的效果自然不切实际。因此，Intel将音效技术作为HD Audio的要点，它与杜比实验室合作为HD Audio融入了先进的音效功能，由此提升PC的音效体验（杜比方面我们单独论述）。

6. 硬件支持杜比音效技术

AC'97软声卡在音效方面的能力一直比较欠缺，CODEC自身并不支持多余的音效技术，而只能通过软件支持，依靠CPU运算—AC'97软声卡口碑不佳很大程度上就是来自于此。Intel决心让HD Audio摆脱这种情况，为此它与杜比实验室密切合作，让HD Audio可在硬件上实现Dolby Headphone、Dolby Virtual Speaker、Dolby ProLogic Ⅱ、Dolby ProLogic Ⅱx和Dolby Digital Live功能。这样，符合HD Audio标准的CODEC芯片便具备一定的音效处理能力。当然，具体的编码和解码运算还是得由CPU负责完成，CODEC只是提供一个输入/输出的接口而已，这样对CODEC芯片不会造成什么负担，在技术上也易于实现。唯一的缺陷在于：HD Audio先进的音效功能也许会对CPU造成一定的负担，但这对CPU厂商来说显然有利无害：HD Audio或许能够有效拉动高端CPU的消费需求，成为PC工业增长的又一动力。

7. 更人性化的音频接口

为了让机箱前面板的音频接口发挥作用，我们就必须借助信号接线将前置音频面板与HD Audio CODEC提供的专门插针连接起来—从物理上看，HD Audio与AC'97 CODEC的音频插针没有什么差异，但其中有几个针脚的定义已经发生了改变，从中我们可看到，连接插针的1、3、5、9针被用于音频输入/输出连接，6、10针则用于返回自动检测的结果，这样在前置面板中HD Audio也实现了“即插即用”功能，用户连接音箱、耳机、麦克风之类的设备就显得非常方便。

结语

从规范对行业的影响力看，HD Audio还不及AC'97，但是从我们的分析来看，HD Audio的优势是相当明显的。如果进一步将影响力拓展至更宽的领域内，相信整个产业的进步也是可期的，毕竟在规格上，HD Audio有着更明显的优势，而这也体现出了规范的发展潜力。

另一方面，从我们以往的应用与测试成绩看，即便是最高端的集成声卡，在RAMM测试时成绩都不是特别理想，因此，希望通过HD Audio板载声卡达到某某价位独立声卡的表现品质的想法或许会落空。并且从硬件角度看，没有I/O控制以及DSP硬件的软声卡在性能上尚不能与独立声卡匹敌。如果未来出现更高码率规格的音频，说不定集成声卡在此处会出现瓶颈。如果您对音频有较高要求的话，我们的建议依然是购买独立声卡。