ハードウェアオーディオコーデックとは何ですか？どのように機能しますか？

再生される音声を担当するパソコンのハードウェアは、XNUMXつのカテゴリーに分けられます。一方では、オーディオの生成、生成、および再生に使用されるサウンドカード。一方、オーディオコーデックは、サウンドのエンコードとデコードに基づいています。この記事では、PCに搭載されているハードウェアオーディオコーデックを紹介します。

ソフトウェアでは、マルチメディアコーデックは特定の形式でエンコードされ、内部に格納されている情報を取得するために特定の解釈を必要とするファイルの一種です。ハードウェアコーデックはこのタスクを正確に実行しますが、 CPU そのためのプログラムを実行します。これらのコーデックの中には、別のハードウェアとしてPCの一部に隠されているオーディオコーデックがあります。

PC上のハードウェアオーディオの進化

グラフィックハードウェアと同様に、オーディオまたはサウンド専用のハードウェアも時間の経過とともに進化してきました。 PCで最高のサウンド忠実度を実現するというアイデアは常にありましたが、初期のハードウェアはXNUMXつの側面によって制限されていました。一方では、プロセッサの計算能力、そして他方では、データの精度。これはグラフィックハードウェアの場合と同じですが、オーディオに関しては、ある時点で従来の開発からの逸脱がありました。

GPUが非常に複雑なプロセッサに進化した一方でよく知られているように、オーディオは代わりにますます統合され、他のコンポーネント内で完全に消えてしまいました。その背後にある動機は？説明は簡単ですが、グラフィックは最先端のゲームの中でも目立った改善が見られます。一方、オーディオは大多数にとって十分です。

GPUが受けた進化がなくても、オーディオが十分に良くなった理由は、数学的近似の概念にあります。近似は、正確ではありませんが、表現する現実に忠実であるため、有用であると見なされる表現です。したがって、オーディオが忠実な近似になるとすぐに、進化のステップが可能な限り最高の忠実度を達成することをやめたときでした。

オーディオおよびビデオ圧縮フォーマットの出現

歴史上最も有名なオーディオ形式はMP3です。これは、MPEG-1 Layer 3から派生した頭字語で、MPEGとして知られるVideoCDに使用されるビデオコーデックのオーディオの一部です。これは、90年代初頭からインターネットがほとんど知られていない時代に、電話回線で音楽を発信するフォーマットを作ることを目的に作成されました。

結局、MP3が開発されました。これは、従来のオーディオCDの10倍の圧縮率を持つオーディオフォーマットです。これは、3倍以上のオーディオを保存できることを意味します。音を圧縮するために、人間の耳の限界を使用して、忠実な近似であるフォーマットを実現しました。これは、基礎として機能するために必要なデータが少なくて済みます。しかし、方程式の残りの半分は、フォーマットのデコードにありました。 MP90はXNUMX年代初頭のフォーマットでしたが、同じ時代のPCでもフォーマットの再現に問題があり、そのフォーマットでファイルをデコードできる特殊なチップを作成する必要がありました。

ハードウェアオーディオコーデックの必要性

MP3形式は、ディスクを携帯する必要がなくなった場所にポータブルミュージックプレーヤーを表示するだけでなく、ネットワーク、つまり電話回線を介して配信することもできました。しかし、それはPCハードウェアの必要性も生み出しました。それは、商用回路に登場していたさまざまな圧縮形式のエンコードおよびデコードメカニズムを組み込むことに他なりませんでした。

ネットワークのネットワークは、この形式でエンコードする必要のあるP2Pネットワークで配布された音楽ファイルでいっぱいでした。当時のCPUは、このタイプのタスクを加速するSIMDユニットを内部に搭載し始めました。しかし、DVDがビデオおよびデータ形式として登場したことで、PCで映画を視聴できるようになっただけでなく、オーディオおよびビデオコーデックが実装されてそれらがデコードされました。これらのファイルを可能な限り迅速にデコードするためのオーディオコーデックの実装をもたらした開発とニーズ。

オーディオコーデックとは何ですか？どのように機能しますか？

導入が完了したら、問題の核心に立ち向かわなければなりません。このため、コーデックという単語は、エンコーディング-デコーディングという用語の短縮形であることを理解する必要があります。エンコードされた入力データストリームから、そのデータをデコードするために続くいくつかのルールの実行から別のストリームを生成するのはプロセッサです。上記のルールは、プロセッサの内部メモリにプログラムの形式で書き込むことも、マイクロワイヤリングすることもできます。したがって、オーディオコーデックとそれらが扱うフォーマット外のビデオコーデックの違いは存在しません。結局のところ、データストリームは処理されるビットの蓄積にすぎません。

では、違いは何ですか？そうですね、それはそのデータがユーザーにとって具体的なものになる方法です。ビデオコーデックは、ビデオ信号を介してそこから画面に送信されます。一方、ビデオコーデックでは、生成されたファイルはオーディオ出力に送信されます。もちろん、コンピューティングパイプラインを使用してオーディオをデコードおよび生成するGPUもあります。 HDMI出力がオーディオ信号とビデオ信号の両方を伝送するという事実のおかげで、彼らはそれを行います。

オーディオコーデックは、非常に遅い通信インターフェイスでデータを送信できるようにするためにスペースを節約すると考えられていましたが、スペースとネットワーク速度が問題でなくなると、その設計は別の方向に進みました。マルチメディアコンテンツでマルチスピーカーシステムを使用できるようにするために、オーディオシステムを3Dまたはポジショナルオーディオでエンコードする機能。これを行うには、CPUパワーの一部が必要になります。

今日、ハードウェアオーディオコーデックはどこにありますか？

場合によっては、今日のCPUの能力は、以前と比べて非常に優れているため、以前は専用ハードウェアに依存していた多くの機能が再びCPUに戻ってきたことを考慮に入れる必要があります。正確には、オーディオコーデックは通常オーディオボードにあり、小さなチップです。マザーボードまたは他のコンポーネントの内部。しかし、それはもはやハードウェアオーディオコーデックの包含が見られなくなった部分であるため、ハイエンドハードウェアに見られます。

PCのCPUがお気に入りのゲームやシリーズ自体のオーディオを管理していて、気付いていない可能性があります。結局のところ、オーディオをデコードする作業を行うために必要なのは、CPUの能力の一部だけです。ただし、これはシステムの全体的なパフォーマンスに影響を与えないという意味ではありません。しかし、多くのPCでオーディオコーデックを保存する傾向があることを考えると、今日のほとんどのアプリケーションはそれらを無視する傾向があり、ユーザーのCPUを排他的にプルできるように設計されています。

現在、ハードウェアオーディオコーデックは非常に統合されて小型化されているため、ハイエンドスピーカーやヘッドホンで見つけることができ、ユーザーのモーションセンサーまたはスピーカー自体と組み合わせて位置オーディオ解釈機能を実行します。