板载音效

音效卡简介

简介

AC'97

AC'97的全称是Audio CODEC'97，这是一个由英特尔、雅玛哈等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标準。它并不是一个实实在在的音效卡种类，只是一个标準。目前最新的版本已经达到了2.3。现在市场上能看到的音效卡大部分的CODEC都是符合AC'97标準。厂商也习惯用符合CODEC的标準来衡量音效卡，因此很多的主机板产品，不管採用的何种音效卡晶片或音效卡类型，都称为AC'97音效卡。

根据通俗的分类，AC'97音效卡被分为硬音效卡和软音效卡两种，其中AC'97硬音效卡，首先大部分独立音效卡都是硬音效卡；而集成在主机板上的音效卡也有硬音效卡：这些音效卡除了包含有Audio Codec晶片之外，还在主机板上集成了Digital Control晶片，即把晶片及辅助电路都集成到主机板上。这些音效卡晶片提供了独立的数字音频处理单元和ADC与DAC的转换系统，最终输出模拟的声音信号。这种硬音效卡和普通独立音效卡区别不大，更像是一种全部集成在主机板上的独立音效卡，而由于集成度的提高，CPU的负荷减轻，音质也有所提高，不过相应的成本也有所增加，现在已很少被主机板厂商採用。

AC'97软音效卡则仅在主机板上集成Audio Codec，而Digital Control这部分则由CPU完全取代，节约了不少成本。根据AC'97标準的规定，不同Audio Codec97晶片之间的引脚兼容，原则上可以互相替换。也就是说，AC'97软音效卡只是一片基于AC'97标準的CODEC晶片，不含数字音频处理单元，因此电脑在播放音频信息时，除了D/A和A/D转换以外所有的处理工作都要交给CPU来完成。可以这样说，AC’97软音效卡只是简化了硬体，而设计思路仍是贯彻AC'97的规格标準的音效卡。也有部分消费者就认为：软音效卡就是没有Digital Control晶片，而是採用软体模拟，所以就存在两个问题：首先其CPU占用率肯定较高，容易产生爆音，其次音质也不可以和普通的独立音效卡相提并论。

其实随着CPU主频的不断提高，音频数据处理量却并没有增加多少，所谓的CPU占用率的问题早已被忽略不计。而关于音质方面，虽然还难以和高档的独立音效卡相比较，但是随着SoundMAX 3.0驱动的不断升级和改进，使AC'97软音效卡拥有硬体级的数据处理转换能力和最高94dB信噪比的专业音质回放能力，增加的Sensaura为3D定位音效，与XG兼容的Sondius-XG的MIDI软波表，以及最新的音效演算法SPX，将AC'97软音效卡提升至一个前所未有的高度，彻底改变了消费者心目中音质不佳的形象。

也就是说，除非你的耳朵特别挑剔、或者你是搞音乐专业的，一般主机板集成的音效卡就够人们用了。

HD Audio

HD Audio是High Definition Audio(高保真音频)的缩写，原称Azalia，是Intel与杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音频规範。目前主要是Intel 915/925系列晶片组的ICH6系列南桥晶片所採用。

HD Audio的制定是为了取代目前流行的AC’97音频规範，与AC’97有许多共通之处，某种程度上可以说是AC’97的增强版，但并不能向下兼容AC’97标準。它在AC’97的基础上提供了全新的连线汇流排，支持更高品质的音频以及更多的功能。与AC’97音频解决方案相类似，HD Audio同样是一种软硬混合的音频规範，集成在ICH6晶片中(除去Codec部分)。与现行的AC’97相比，HD Audio具有数据传输频宽大、音频回放精度高、支持多声道阵列麦克风音频输入、CPU的占用率更低和底层驱动程式可以通用等特点。

特别有意思的是HD Audio有一个非常人性化的设计，HD Audio支持设备感知和接口定义功能，即所有输入输出接口可以自动感应设备接入并给出提示，而且每个接口的功能可以随意设定。该功能不仅能自行判断哪个连线埠有设备插入，还能为接口定义功能。例如用户将MIC插入音频输出接口，HD Audio便能探测到该接口有设备连线，并且能自动侦测设备类型，将该接口定义为MIC输入接口，改变原接口属性。由此看来，用户连线音箱、耳机和MIC就像连线USB设备一样简单，在控制台上点几下滑鼠即可完成接口的切换，即便是複杂的多声道音箱，菜鸟级用户也能做到“即插即用”。

优缺点

因为板载软音效卡没有音效卡主处理晶片，在处理音频数据的时候会占用部分CPU资源，在CPU主频不太高的情况下会略微影响到系统性能。目前CPU主频早已用GHz来进行计算，而音频数据处理量却增加的并不多，相对于以前的CPU而言，CPU资源占用旅已经大大降低，对系统性能的影响也微乎其微了，几乎可以忽略。

“音质”问题也是板载软音效卡的一大弊病，比较突出的就是信噪比较低，其实这个问题并不是因为板载软音效卡对音频处理有缺陷造成的，主要是因为主机板製造厂商设计板载音效卡时的布线不合理，以及用料做工等方面，过于节约成本造成的。

而对于板载的硬音效卡，则基本不存在以上两个问题，其性能基本能接近并达到一般独立音效卡，完全可以满足普通家庭用户的需要。

集成音效卡最大的优势就是性价比，而且随着音效卡驱动程式的不断完善，主机板厂商的设计能力的提高，以及板载音效卡晶片性能的提高和价格的下降，板载音效卡越来越得到用户的认可。

板载音效卡的劣势却正是独立音效卡的优势，而独立音效卡的劣势又正是板载音效卡的优势。独立音效卡从几十元到几千元有着各种不同的档次，从性能上讲集成音效卡完全不输给中低端的独立音效卡，在性价比上集成音效卡又占尽优势。在中低端市场，在追求性价的用户中，集成音效卡是不错的选择。

主要厂商

Advance Logic：Advance Logic 是一家老资格的音频晶片设计製造商，主攻低端市场，远在ISA世代，就有一款着名的ALS007的音频控制晶片，到了PCI时代，Advance Logic仍旧主攻低端市场，ALS4000便是一款比较着名的晶片，ALS4000功能简单，音质也一般，但价格确很便宜。随着竞争的加剧，Advance Logic在低端市场的份额也遭到AC'97软卡的侵蚀，Advance Logic并没有放弃音效卡市场，转而主攻Codec市场，着名的ALC系列Codec就是他们的杰作，Advance Logic扮演了一个很出色的角色，极大的推动了AC'97软卡的音质提升。

傲锐Aureal：在ISA时代，Aureal这个名字并不为人所知，但到了PCI时代，Aureal的名字迅速随着帝盟S90这款音效卡传播开来，S90这款音效卡获得游戏玩家的广泛讚扬，Aureal也名声大振。S90就是採用的傲锐公司的Vortex AU8820的音频控制晶片。支持A3D 1.0，就是这款S90让很多人接受了3D音效这个概念，虽然最后的果子是创新摘走了，但栽树的是A3D，A3D带来了逼真的3D音效仿真。随后傲锐发布Vortex-2 AU8830音频控制晶片，支持A3D 2.0，帝盟发布基于这款晶片的MX300音效卡，用于和创新Live!系列争夺市场，后来傲锐和帝盟结束了合作关係，不久傲锐被对手创新收购，A3D和傲锐成为历史。

Ensoniq：1997年，Ensoniq可谓出尽风头，Ensoniq是最早开发出 PCI 音频控制晶片的厂商之一，ES1370晶片被众多厂家採用，创新也是Ensoniq的客户之一，ES1370支持32个硬体複音，通过相应的软波表扩充到64複音，支持2-8M音色库。硬体支持Direct Sound、Direct Sound 3D，以及软体模拟A3D 1.0和EAX，成为当时中档PCI音效卡的首选晶片，由于创新需要一个中档次的晶片扩充产品线，Ensoniq不久便被创新收购。Ensoniq发展出的PCI音频控制晶片一共有三款——ES1370、ES1371、ES1373，音质好，功能少，信噪比出众是Ensoniq系列最大的特点。但是他们也有个显着的缺点，不支持多音频流，好在随着WDM驱动的推出，这些都算不上缺点了。在创新完成收购后，创新也推出了CT5507、CT2518、CT5880等晶片，着名的中低端音效卡PCI128就採用了CT-5880晶片。

E-mu：E-mu是一家实力强劲的音频控制晶片设计商，主要从事音频晶片开发以及合成技术研究，后被创新收购，经典的创新AWE64系列就採用了E-mu的Emu8000晶片，其出色的波表合成能力让听过的人都印象深刻，E-mu的音频控制晶片主要面向高端市场，讲究性能、品质以及功能，开发实力少有对手，是创新最强有力的技术支持。Emu8000有一个衍生版本——Emu8008，是Emu8000的PCI版本，创新曾经推出过一款AWE64的PCI版本，就是採用的Emu8008，但是市场上非常少见。

好在E-mu及时开发出了跨时代的Emu10k1，让创新公司成功推出了SoundBlaster Live!系列。Emu10k1诸多崭新的特徵，是一颗可程式的DSP晶片，即时是几年后的今天，也不会觉得这款晶片太落伍，事实上，基于这款晶片的Live!能够胜任大部分游戏的需求。2001年，Emu再度开发出比Emu10k1更强的晶片，也就是Audigy系列採用的音频控制晶片，这款晶片继承了Emu10k1的所有优点，改善了MIDI等方面的不足，并将运算能力提升4倍，足够满足所有游戏的需求。2002年，创新推出Audigy2。

ESS：在ISA时代，ESS是创新最大的竞争对手，产品线丰富，性价比优秀，当年的ESS688/1868等都是非常优秀的晶片，良好的兼容性以及低廉的价格受到众多板卡商的青睐，市场占有率极大，是中低端市场的绝对首选。进入PCI时代后，ESS也积极扩展，前后推出了ESS Maestro-I、ESS Maestro-II、ESS Canyon3D等晶片，ESS的兼容性历来口碑甚佳，ESS Maestro-II更是获得了帝盟的青睐，着名的S70音效卡就是基于这款晶片，这款晶片有一个简化的版本SOLO-I，主要交给主机板商集成用，很少作为独立的音效卡晶片使用。Canyon3D是ESS最强的晶片，又被称作Maestro-2e，也是ESS第一款支持多声道的晶片，着名的帝盟MX400音效卡正是採用了此款晶片，这款晶片运算能力强大。2001年，ESS 再度发布Canyon3D-2，但是这个时候创新已经垄断市场了，Canyon3D-2没有得到应有的名气和市场，ESS也逐渐在音效卡市场消失，这个创新最老的竞争对手，终于也扛不住压力退出竞争了，但ESS这家公司还存在，目前主要扩展消费类电子市场。

骅讯C-Media：台湾省骅讯也是一家拥有广泛影响力的厂家，他们推出的CMI-8338/8738晶片曾经深深的影响了低端市场，CMI系列追求性价比，集成了Codec，降低了成本，还节约了PCB的製造和设计费用，因此这几款晶片往往出现在超低价的独立音效卡或者主机板上，即便在低廉的价格上，CMI系列还提供了24bit/44.1kHz或48kHz的S/PDIF输入输出的功能，这点做得甚至比某些高端晶片还好。在很多人眼里，CMI是一组非常不值得一提的晶片，事实上并非如此，8338/8738在最基本的功能——输入输出方面做得很好，但是市场上很少有一款像样的8338/8738音效卡，但这并不表示8338/8738音质就一定不行，虽然他们的运算能力确实很弱。

相关资料

板载音效 - 数模转换器

音效卡最重要的功能就是将数位化的音乐信号转化为模拟类信号，完成这一功能的部件称为DAC（Digital-Analog Converter：数字-模拟转换器，简称数模转换器），DAC的品质决定了整个音效卡的音质输出品质，如果音效卡是数字输出的话，那末级的DAC决定音质。

大多数音效卡使用了符合AC97的Codec(数位讯号编码解码器，DAC和ADC的结合体)，由于AC97的标準定义了输入输出的採样频率都是48kHz这一个频率，所以如果Codec接收到其他採样频率的音频流，便会经过SRC（Sample Rate Converter：採样频率转换器），将频率转换到统一的48kHz，在这个转换过程中，音频流中的数据便会由于转换算法而损失一部分细节，造成音质的损失，所以AC97除了播放48kHz的音频流音质还不错以外，播放其它採样频率的音频流都不能得到很好的回放音质。当然，如果在Codec以后做修正电路可以提高一些音质，这就因厂商而异了。

板载音效 - 声道数

音效卡所支持的声道数是衡量音效卡档次的重要指标之一，从单声道到最新的环绕立体声，下面一一详细介绍：

1.单声道

单声道是比较原始的声音複製形式，早期的音效卡採用的比较普遍。当通过两个扬声器回放单声道信息的时候，我们可以明显感觉到声音是从两个音箱中间传递到我们耳朵里的。这种缺乏位置感的录製方式用现在的眼光看自然是很落后的，但在音效卡刚刚起步时，已经是非常先进的技术了。

2.立体声

单声道缺乏对声音的位置定位，而立体声技术则彻底改变了这一状况。声音在录製过程中被分配到两个独立的声道，从而达到了很好的声音定位效果。这种技术在音乐欣赏中显得尤为有用，听众可以清晰地分辨出各种乐器来自的方向，从而使音乐更富想像力，更加接近于临场感受。立体声技术广泛运用于自Sound Blaster Pro以后的大量音效卡，成为了影响深远的一个音频标準。时至今日，立体声依然是许多产品遵循的技术标準。

3.準立体声

準立体声音效卡的基本概念就是：在录製声音的时候採用单声道，而放音有时是立体声，有时是单声道。採用这种技术的音效卡也曾在市面上流行过一段时间，但现在已经销声匿迹了。

4.四声道环绕

人们的欲望是无止境的，立体声虽然满足了人们对左右声道位置感体验的要求，但是随着技术的进一步发展，大家逐渐发现双声道已经越来越不能满足我们的需求。由于PCI音效卡的出现带来了许多新的技术，其中发展最为神速的当数三维音效。三维音效的主旨是为人们带来一个虚拟的声音环境，通过特殊的HRTF技术营造一个趋于真实的声场，从而获得更好的游戏听觉效果和声场定位。而要达到好的效果，仅仅依靠两个音箱是远远不够的，所以立体声技术在三维音效面前就显得捉襟见肘了，但四声道环绕音频技术则很好的解决了这一问题。

四声道环绕规定了4个发音点：前左、前右，后左、后右，听众则被包围在这中间。同时还建议增加一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理(这也就是如今4.1声道音箱系统广泛流行的原因)。就整体效果而言，四声道系统可以为听众带来来自多个不同方向的声音环绕，可以获得身临各种不同环境的听觉感受，给用户以全新的体验。如今四声道技术已经广泛融入于各类中高档音效卡的设计中，成为未来发展的主流趋势。

5.5.1声道

5.1声道已广泛运用于各类传统影院和家庭影院中，一些比较知名的声音录製压缩格式，譬如杜比AC-3（Dolby Digital）、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的，其中“.1”声道，则是一个专门设计的超低音声道，这一声道可以产生频响範围20～120Hz的超低音。其实5.1声音系统来源于4.1环绕，不同之处在于它增加了一个中置单元。这箇中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时有利于加强人声，把对话集中在整个声场的中部，以增加整体效果。相信每一个真正体验过Dolby AC-3音效的朋友都会为5.1声道所折服。

千万不要以为5.1已经是环绕立体声的顶峰了，更强大的7.1系统已经出现了。它在5.1的基础上又增加了中左和中右两个发音点，以求达到更加完美的境界。以前由于成本比较高，没有广泛普及，现在7.1声道的音效卡也比较多了。

板载音效 - 音效

EAX：环境音效扩展，Environmental Audio Extensions，EAX 是由创新和微软联合提供，作为DirectSound3D 扩展的一套开放性的API；它是创新通过独家的EMU10K1 数位讯号处理器嵌入到SB-LIVE中，来体现出来的；由于EAX目前必须依赖于DirectSound3D，所以基本上是用于游戏之中。在正常情况下，游戏程式师都是用DirectSound 3D来使硬体与软体相互沟通，EAX将提供新的指令给设计人员，允许实时生成一些不同环境回声之类的特殊效果（如三面有墙房间的回声不同于完全封闭房间的回声），换言之，EAX是一种扩展集合，加强了DirectSound 3D的功能。

A3D：是Aureal Semiconductor开发的一种突破性的新的互动3D定位音效技术，使用这一技术的应用程式（通常是游戏）可以根据用户的输入而决定音效的变化，产生围绕听者的3维空间中精确的定位音效，带来真实的听觉体验，而且可以只用两只普通的音箱或一对耳机在实现，而通过四声道，就能很好的去体现出它的定位效果。

H3D：其实和A3D有着差不多的功效，但是由于A3D的技术是给Aureal Semiconductor注册的，所以厂家就只能用H3D来命名，Zoltrix速捷时的AP 6400夜莺，用的是C-Media CMI8738/C3DX的晶片，不要小看这个晶片，因为它本身可以支持上面所说的H3D技术、可支持四声道、它本身还带有MODEM的功能。

Sensaura/Q3D：CRL和QSound是主要出售和开发HRTF算法的公司，自己并不推出指令集。CRL开发的HRTF算法叫做Sensaura，支持包括A3D 1.0和EAX、DS3D在内的大部分主流3D音频API。并且此技术已经广泛运用于ESS、YAMAHA和CMI的音效卡晶片上，从而成为了影响比较大的一种技术，从实际试听效果来看也的确不错。而QSound开发的Q3D可以提供一个与EAX相仿的环境模拟功能，但效果还比较单一，与Sensaura大而全的性能指标相比稍逊一筹。QSound还提供三种其它的音效技术，分别是QXpander、QMSS和2D-to-3D remap。其中QXpander是一种立体声扩展技术；QMSS是用于4喇叭模式的多音箱环绕技术，可以把立体声扩展到4通道输出，但并不加入混响效果。2D-to-3D remap则是为DirectSound3D的游戏而设，可以把立体声的数据映射到一个可变宽度的3D空间中去，这个技术支持使用Q3D技术的音效卡。