Zvukové karty a jejich vývoj - 2. část | Kapitola 3

Sound Blaster Live!

V době, kdy Aureal vyráběl své Vortexy a snažil se prosadit technologii A3D, se snažila společnost Creative přijít s konkurenceschopným řešením. Povídání o Sound Blasterech jsme přerušili v době, kdy firma zrušila práce na kartě AWE64 Mark II a začala vyvíjet něco jiného. Tím nemohlo být nic jiného než Sound Blaster Live!. Řada AWE byla tedy přerušena a nastoupila jiná, jež už svým názvem napovídala, že se Creative pokusilo o cosi revolučního.

Těsně před uvedením Live! Creative získalo firmu Ensoniq, jejíž karty byly široce populární mezi OEM výrobci. Její čipy AudioPCI nabízely wavetable MIDI, podporu DirectSound3D se čtyřmi výstupy na reproduktory, emulaci A3D a dokonce i plnou podporu OS DOS. Creative si touto koupí vytrhlo pořádný trn z paty, protože tím získalo technologii pro své budoucí low-endové zvukové karty.

Sound Blaster PCI 128

AudioPCI se přejmenovalo dle potřeby Creative, a tak souběžně s Live! přišla v polovině roku 1998 karta Sound Blaster PCI 64 a následně další verze PCI 128, Vibra PCI a další. Technologie od Ensoniq se však využila také u samotného Live!, především tedy pro zajištění podpory DOSu. I tak však byly s prvními verzemi těchto karet problémy, kde implementace PCI nebyla dokonalá.

Sound Blaster Live! Platinum s Live! Drive

Creative Labs tuto kartu představila s patřičným povykem a velkou reklamovou kampaní. Ještě si pamatuji, jak jsem četl přiložený dopis ke kartě, kde se sám nejvyšší firmy rozplýval nad tím, co jeho firma vytvořila. Šlo především o čip EMU10K1, jenž měl marketingovými slovy nabídnout sílu Pentia 90MHz vyhrazenou pro počítání digitálního audia. Čip obsahoval 2,44 miliónů tranzistorů a byl schopen provést 1000 MIPS (miliónů instrukcí za sekundu). Dále čip podporoval firemní technologii EAX 1.0 a 2.0, již Creative postavilo proti A3D, akceleraci DirectSound a kvalitní 64-hlasý syntetizátor.

Do řešení byl integrován DSP engine FX8010 pro zpracování digitálních audio efektů v reálném čase. 32bitový FX8010 využíval programované efekty a dokázal je aplikovat v podstatě na jakýkoliv audio vstup. Díky tomu jsme si mohli u audia libovolně nastavovat různá prostředí a pomocí funkcí jako reverb nebo chorus i tvořit vlastní profily prostředí. Této vlastnosti u Creative využili k vytvoření EAX – Environmental Audio eXtension.

*

* Technologie EAX starala pouze o simulaci různých prostředí a samotné 3D audio bylo ponecháno na bedrech DirectSound3D. Čipy jako FX8010 byly předtím používány pro zlepšení MIDI výstupu tím, že přidávaly různé efekty. EMU10K1 však tyto efekty dokázalo využít daleko flexibilněji a mohlo jimi ovlivnit jakýkoliv výstup ze zvukové karty. Creative tuto vlastnost pojmenovalo jako EAX a zakomponovalo ji do ovladačů jako knihovnu rozšiřující funkcionalitu i DirectSound3D aplikačního rozhraní. V původní podobě EAX obsahovalo knihovnu 26 předvoleb a ty jsme si pomocí třech parametrů mohli upravovat. Každá další verze přidávala počet a variabilitu efektů a také schopnost jich použít více v jeden čas. První verze začala na osmi hlasech, druhá (Live!) poskočila na 32, třetí a čtvrtá (Audigy1 /2) má 64 a EAX 5.0 karty X-Fi dokáže najednou zpracovat až 128 hlasů.

Hlavní výhodou oproti předchozímu EMU8000 karet AWE bylo využití systémové paměti přes sběrnici PCI, což v době, kdy se počítače vybavovaly dostatečným množstvím operační paměti, již tolik nevadilo. Také kvalita přednesu zvuku se díky širšímu využití digitálního přenosu audio signálu zlepšila. K tomu bylo ale nanejvýš vhodné využívat pouze 48kHz vzorkovací frekvenci, protože pouze s tou dokázala karta interně pracovat. Nižší frekvence musely být nejdříve konvertovány na 48kHz, zpracovány a následně opět konvertovány na původní kmitočet, aby se zabránilo zkreslení. To byl poměrně velký problém, když si uvědomíme, že CD kvalita audia je 44,1kHz.

Co se týče výstupů, pak karta podporovala čtyři reproduktory (plus subwoofer – tedy 4.1 pomocí low-pass filtru, tedy bez samostatného výstupu), což následující verze s označením 5.1 upravily a přidaly ještě středový reproduktor. Původní Live! se také prodávalo ve třech verzích, z nichž obyčejným hráčům v podstatě pohodlně stačil SB Live! Value, náročnější si vybrali klasický Live! s dodatečnými I/O a ti nejnáročnější žádali Live! Platinum s modulem Live! Drive.

Řadu Live! zakončovala verze Live! 24-bit, jež však v podstatě nebyla právoplatným členem této rodiny, neboť neobsahovala čip EMU10K1, ale šlo o ještě osekanější verzi Audigy 2 Value se softwarovým EAX a bez Dolby Digital 5.1.

Sound Blaster Audigy

První Sound Blaster Audigy se coby nástupce SB Live! objevily v roce 2001. Obsahovaly procesor EMU10K2, tedy rovněž nástupce verze EMU10K1. Původní verze dokázaly pro svůj 5.1 výstup simultánně počítat čtyři EAX efekty najednou a podporovaly specifikace EAX 3.0. Oproti verzi 2.0 karet Live! se EAX 3.0 dočkalo HW podpory 64 hlasů DirectSound3D.

Sound Blaster Audigy

Creative Labs tuto kartu inzerovalo jako plně 24-bitovou kartu, avšak oproti Live! se výhradně 16bit/48kHz způsob interního zpracování signálu nezměnil a to i nadále znamenalo konvertování signálu ruku v ruce s jeho zkreslením.

Zakoupit jsme si mohli Audigy s externím boxem, jenž se ježil porty MIDI, S/PDIF, FireWire a další analogové a optické konektory. Objevily se také další tři verze, odlišené celkem nic neříkajícími označeními ES, SE a LS, kde ES nabízelo plnou funkcionalitu bez IEEE1394 FireWire portu, SE se v podstatě funkcemi rovnalo Live! 24-bit a EAX3.0 se tedy počítalo softwarově a stejně tak jsme mohli zapomenout na Dolby Digital 5.1, natož 6.1. LS se rovnalo SE, pouze mělo menší PCB.

Sound Blaster Audigy 2 ZS Platinum

Další verze Sound Blasterů Audigy, jednoduše pojmenovaných jako Audigy 2, přišly po roce a obsahovaly rovněž procesor EMU10K2 (pro některé EMU10K2.5) a již konečně se dokázaly zbavit největšího problému karet Audigy a Live! Jejich DMA engine totiž již dokázal přehrávat zvuk na dvou kanálech v 24-bit rozlišení při 192kHz a nahrávat v rovněž 24-bit a při 96kHz. Avšak DSP efekty musely být přitom deaktivovány, jinak se zvuk opět resamploval.

Co se týče ostatních kvalit pak jsme se mohli těšit ze zlepšeného odstupu signálu od šumu (SNR), jenž se oproti předchozí verzi zvedl o 6 na 106dBA. Také výstupy se změnily na celkově možných 6.1 využívajíc Dolby Digital 5.1EX. Také FireWire konektor již nebyl omezen pouze na hi-endové verze; obsahovaly jej všechny Audigy 2 až na Value. Novinkou v oblasti EAX 4.0 nebyl ani tak počet hlasů. Ten zamrzl na čísle 64, avšak objevila se podpora otevřeného audio aplikačního rozhraní OpenAL

*

* OpenAL – Open Audio Library je navržena pro efektivní počítání multikanálového 3D pozičního audia a je to v podstatě obdoba rozhraní OpenGL. Původně byla určena pro portování her napsaných původně pro OS Windows do OS Linux, ale pak se jí ujali lidé z Creative Labs a s podporou firmy Apple a open source komunity byla vyvíjena dále. OpenAL tak dokáže nahradit DirectSound3D a přímo tedy akcelerovat audio a využít EAX funkce. Technologie již byla využita v několika herních titulech (za všechny třeba Doom3), které mohly využít funkce EAX 4.0, pokud našly v PC hardware s podporou OpenAL. Vzhledem k podpoře se pro toto rozhraní s největší pravděpodobností chystá světlá budoucnost.

Sound Blaster X-Fi

Poslední revoluce (již Creative mimochodem oznamuje pomalu s každým uvedením nové řady zvukových karet) nastala v polovině roku 2005. Jmenovala se

Sound Blaster X-Fi

a využívala čip vyrobený 130nm procesem, operující na 400MHz a obsahující 51 miliónů tranzistorů. Pokud si uvědomíme, že jsme tento článek nakousli v roce 1996, kdy jsme mohli většinou pouze slintat nad procesory Intel Pentium 133MHz, pak specifikace X-Fi vypadají jako z jiného světa. Avšak desetiletý vývoj v IT je téměř věčnost, takže se není čemu divit.

Nyní je ten pravý čas ukončit druhou část povídání o vývoji zvukových karet. To bude příště zakončeno představením ostatních výrobců, 3D audio technologií a nesmíme zapomenout ani na stále zlepšující se integrované kodeky, jež začínají vytlačovat z trhu i samotný Creative.