被忽视的角落 主板板载声卡音质大比拼

    板载音频发展至今一向不被业内人士看好。它有诸多不足：高CPU开销，信号质量差，游戏支持差等等一长串缺点。

    那么多缺点使得板载音频目前只在那些最便宜的家用台式电脑上使用。但是在移动设备领域中，自从有了笔记本电脑后，板载音频就一直是其标准配置。

    如今，CPU已经快得能够抽出足够的时钟周期去从事其他的工作；编解码器的设计大有改进；主板的布线亦相当科学，由此我们想到板载音频会不会迎来自己的春天呢？

    板载音频究竟发展到了何种状态，它的未来又将是怎样的？为了能找到一个满意的答案，我们测试了5款不同的板载音频。结果让人有些失望。我们发现，有时候如果实施不到位的话，再好的方案也是空谈。但是测试的结果并不都是 糟糕的，从中也可以看到一些值得欣慰的地方，甚至从中还可以看到一些非常鼓舞人心的发展趋势。

板载音频的参与者

    这是一份生产板载音频硬件的厂家列表，其中也包括几家不太出名的公司。列表如下：

Analog Devices SoundMAX
ATI
C-Media
Crystal
ESS
nVidia
Realtek
SigmaTel
Via/IC Ensemble

   在以上这些公司里，Ess和Crystal这两家的研究方向是基本仅限于笔记本电脑音频领域内。

    ATI在板载音频领域是个新手，它是凭借着为Pentium 4设计的Radeon 9100 IGP chipset而进入这一领域。而Analog Devices和SigmaTel都是为Intel主板编制codecs(多媒体数字信号编解码器)的。nVIDIA无疑是个“大户”，它推出的可能是目前最为强健的板载音频——MCP-T音频子系统，带有3个DSP芯片来处理音频，这一产品使得nVIDIA在板载音频的市场内具有很大的竞争力。Realtek, Via 和 C-Media的板载音频codecs则出现在为各种各样的台湾厂商生产的主板上。

   在这里，将要参与角逐的是以下几款板载音频：

评测整体概述

测试主要关注三方面的指标

·CPU占用率

·音频信号质量

·游戏中的音频性能

    参予评测的板载音频中即有基于Intel芯片的主板又有基于AMD芯片的主板，这是因为考虑到AMD芯片使用了PR频率标识，而不是芯片的实际频率。更深层的原因是某些AMD主板还不支持400MFSB。

    我们使用Ziff-Davis的Audio WinBench来比较CPU占用率。具体方法是同时播放32首CD音质(44KHz/16-bit/stereo)的音乐.这部分测试既用到了static DirectSound buffer也用到了streaming DirectSound buffer。这里一共要测试两遍：首先在DirectSound环境下进行一遍测试，然后在DirectSound3D下重复一遍。

     为测试音频信号质量，我们使用了标准的SoundForgeNoiseFloor（背景噪声）测试方法，并在44KHz/16-bit/stereo和96KHz-24bit/stereo两种录音采样率下进行。我们采用Line-In作为录音的输入源，并用到了每个音频处理器的混音控制面板。 不幸的是Windows自带的标准声音控制面板的效果几乎是出了名的模糊，而且也不允许外部对其采音参数进行调节（不论从是linear percentage（线性排列）或是dB（分贝）上），所以我们只能是尽力而为了。

    事实上，Microsoft也没有发布过任何明确说明，解释他的Windows mixer是如何工作的，这点却正好更直观地反映出大家所看到的不同声卡间表现出的相异性。更加令人吃惊的是，市面上几乎没有声卡真正在混音衰减器下面提供dB marker(分贝标识器)——就和一块物理混音板上的一样——也没有在0dB时提供指示器来告诉用户。我们这里所有的集成在母板上的音频处理器都是没有dB maker的，仅除了Analog Devices SoundMAX在其混音程序中提供了线性排列。

    为了更好的进行这场大比拼，我们将切断与声音设备的连接，内部（信号发生器以及其他音频设备）和外部(扬声器)都要断开连接，这样是为了能够读取板卡上的“背景噪声”。我们先录10分钟的静音，然后通过SoundForge的状态窗口来观察RMS Power的值，这个值是前10分钟录音时信号能量的平均值。这个测试的目的是“无中生有”，能让我们直观看到设备本身所产生的背景噪音。

    理论上16-bit音频设备的信号与信噪比(Sound-Noise Ratio——SNR)的最大值大约是96dB，因为每一位采样时将会产生6dB。CD播放器的理论上限也是96dB，因为它也是16-bit的。照这样的话，一台20-bit设备的SNR理论最大值就是120dB；用于DVD-A播放器上高采样率音质24-bit设备的SNR理论值上限就是144dB.需要指出的是，以上这些都是理论值，而音频设备往往是根本不按理论办事的，比如有一些设备就按照一些超采样/亚采样(oversampling/downsampling)的算法（其实是一些范锯齿算法）来工作的。

（RightMark Audio Analyzer）

    我们也利用RightMark Audio Analyzer 4.3(上图)对各个音频方案的音频信号质量进行精确的度量。

     最后我们在640x480x16下运行3个游戏游戏，分别是Comanche 4，Jedi Knight II 和Unreal Tournament 2003。其中我们在关闭音频的状态下进行了基线测试。这个方法是为了度量出由于音频处理而导致帧频下降的百分比，并由此观察哪块音频处理器在这一处理能力上胜人一筹。

     我们也尝试了运行3DMark03的声卡测试，但几乎所有这些板载音频对DirectSound都没有硬件音频缓冲，而3DMark的音频测试仅在有硬件音频缓冲时才能进行。这真是一个令人沮丧地限制条件，因为我们对未来板载音频产品的发展正感到乐观，并认为它们在游戏中将有能力支持多声道音频。

    为了进行比较，我们将Sound Blaster Audigy 2也作为一个参考产品来进行对比，虽然它不属于板载音频产品，但是我们想由它来比照一下板载音频与独立声卡之间的差异。

     下表列出了每个音频方案的测试时的系统

     所有板载音频的统一软硬件环境如下表所列：

准备工作

    板载音频处理器需要做些什么呢？其实也不复杂，和那些市面上非集成声卡（如Audigy2或者Fortissimo III）所要做的一样。不过，不论哪款PC音频方案，都需要能提供我们一些最基本功能，罗列如下：

   基本功能：

Wave/MME 在windows下的回放与录音
多声道 (4.1/5.1) 模拟输出(ANO)
S/PDIF 输出 (同轴电缆或光纤,两者都有则最佳)
支持DirectSound
支持DirectSound3D
支持A3D 1.0  (适用于老游戏)
支持EAX 1.0  (适用于目前大多数游戏)

扩充功能:

支持EAX 2.0 support (用于游戏)
OpenAL support (支持大多数游戏)
个性化的混音程序

    支持ASIO/ASIO2  (一款由Steinberg开发的低延时驱动，现在作为标准用于驱动工作室的录音程序)

    在我们所选的板载音频里，大多数都支持上述所有的特点，而一些主板生产厂家可能为了降低总成本而略去了一些功能。结果往往是，尽管某个音频处理器具有很多有意思的功能，然而最终用户却因生产商的“经济头脑”而跟其中一些功能特性无缘了。但是现在许多PC和主板生产商已经意识到了这点，如果补上这些被他们略去的特性功能，他们在经济利益方面也将会有更大的回报。

    各司其职的DSP和codecs

    任何一个音频方案其实都包括两个部分：即DSP(digital signal processor)和codec(A/D和D/A转换器)，一块“传统”的PCI声卡既带有DSP也带有codec，这两个处理器将处理所有音频相关任务。也有一些声卡将一部分DSP的任务转交给CPU来完成，当然咯，只能转交全硬件的那部分任务。

    大多数板载音频其实仅仅就是一个codec，其他的音频处理任务将通过软件来控制，并由CPU执行完成的。比较有趣的是，PCI数据处理的开销特点会导致一些情况：如果一块非板载声卡安装的驱动很糟糕的话，那么这块非板载声卡的CPU开销将比一些板载声卡的CPU开销更大。然而我们将要看到，创新的Sound Blaster Audigy2并不是上面所说的这一类。

    在我们评估的音频方案中，只有nVidia nForce2的MCP-T音频方案才真正在硬件上提供了DSP。更确切些的说，是3个DSP。除此之外，其他的几个方案都是依靠软件和CPU的配合来完成DSP那部分工作的。由此可以得出一个小结论：软件在板载音频里起了关键作用，它虚拟了一部分音频服务，并且控制CPU去执行它们。