ตัวแปลงสัญญาณเสียงสำหรับฮาร์ดแวร์คืออะไรและทำงานอย่างไร

ในซอฟต์แวร์ ตัวแปลงสัญญาณมัลติมีเดียเป็นไฟล์ประเภทหนึ่งที่เข้ารหัสในรูปแบบเฉพาะและต้องมีการตีความเฉพาะเพื่อให้ได้ข้อมูลที่เก็บไว้ภายใน ตัวแปลงสัญญาณฮาร์ดแวร์ทำงานนี้อย่างแม่นยำ แต่ในลักษณะที่ไม่จำเป็นต้องใช้ a ซีพียู รันโปรแกรมสำหรับมัน ในบรรดาตัวแปลงสัญญาณเหล่านี้ ได้แก่ ตัวแปลงสัญญาณเสียงซึ่งซ่อนอยู่ในส่วนหนึ่งของพีซีของเราเป็นฮาร์ดแวร์อีกชิ้นหนึ่ง

วิวัฒนาการของเสียงฮาร์ดแวร์บนพีซี

เช่นเดียวกับฮาร์ดแวร์กราฟิก ฮาร์ดแวร์ที่เน้นเสียงหรือเสียงก็พัฒนาขึ้นตามกาลเวลาเช่นกัน แนวคิดคือเพื่อให้ได้เสียงที่มีความเที่ยงตรงสูงสุดบนพีซี แต่ฮาร์ดแวร์เริ่มต้นถูกจำกัดด้วยสองด้าน ในด้านหนึ่ง พลังการประมวลผลของโปรเซสเซอร์ และอีกด้านคือ ความแม่นยำของข้อมูล ซึ่งยังคงเหมือนกับในกรณีของฮาร์ดแวร์กราฟิก แต่เมื่อถึงจุดหนึ่งในแง่ของเสียง ก็มีความแตกต่างจากการพัฒนาแบบเดิมๆ

ดังที่ทราบกันดีในขณะที่ GPU ได้พัฒนาไปสู่โปรเซสเซอร์ที่มีความซับซ้อนสูง แต่เสียงกลับกลายเป็นการบูรณาการมากขึ้นเรื่อยๆ จนถึงจุดที่มันหายไปโดยสิ้นเชิงภายในส่วนประกอบอื่นๆ แรงจูงใจที่อยู่เบื้องหลังมัน? อธิบายได้ง่าย ในขณะที่กราฟิกมีการปรับปรุงที่เห็นได้ชัดเจน แม้กระทั่งในเกมที่ก้าวหน้าที่สุด เสียงในทางกลับกันดีพอสำหรับคนส่วนใหญ่

เหตุผลที่เสียงดีพอแม้จะไม่มีวิวัฒนาการของ GPU ก็อยู่ในแนวคิดของการประมาณทางคณิตศาสตร์ การประมาณคือการแสดงที่ถึงแม้จะไม่แม่นยำ แต่ก็ถือว่ามีประโยชน์เนื่องจากความถูกต้องต่อความเป็นจริงที่แสดงให้เห็น ดังนั้น ทันทีที่เสียงกลายเป็นการประมาณที่เที่ยงตรง เมื่อขั้นตอนวิวัฒนาการหยุดลงเพื่อให้ได้ความเที่ยงตรงสูงสุด

การเกิดขึ้นของรูปแบบการบีบอัดเสียงและวิดีโอ

รูปแบบเสียงที่มีชื่อเสียงที่สุดในประวัติศาสตร์คือ MP3 ซึ่งเป็นคำย่อที่ได้มาจาก MPEG-1 Layer 3 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเสียงของตัวแปลงสัญญาณวิดีโอที่ใช้สำหรับ VideoCD หรือที่เรียกว่า MPEG ซึ่งสร้างขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อสร้างรูปแบบในการส่งเพลงผ่านสายโทรศัพท์ ในยุคที่อินเทอร์เน็ตเป็นชื่อที่น้อยคนนักจะรู้จัก เนื่องจากเรากำลังพูดถึงต้นยุค 90

ในที่สุด MP3 ก็ได้รับการพัฒนา ซึ่งเป็นรูปแบบเสียงที่มีอัตราการบีบอัดสูงกว่าซีดีเพลงทั่วไปถึง 10 เท่า ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บเสียงได้มากกว่าสิบเท่า ในการบีบอัดเสียง มีการใช้ข้อจำกัดของหูมนุษย์เพื่อให้ได้รูปแบบที่เป็นการประมาณที่เที่ยงตรง ซึ่งต้องใช้ข้อมูลน้อยลงในการทำงานเป็นพื้นฐาน แต่อีกครึ่งหนึ่งของสมการกำลังถอดรหัสรูปแบบ แม้ว่ารูปแบบไฟล์ MP3 จะมาจากต้นยุค 90 ก็ตาม แม้แต่พีซีในยุคเดียวกันก็ยังประสบปัญหาในการสร้างรูปแบบใหม่ และจำเป็นต้องสร้างชิปพิเศษที่มีความสามารถในการถอดรหัสไฟล์ในรูปแบบนั้น

ความต้องการตัวแปลงสัญญาณเสียงฮาร์ดแวร์

รูปแบบ MP3 ไม่เพียงแต่ทำให้เครื่องเล่นเพลงแบบพกพาปรากฏขึ้นในที่ที่ไม่จำเป็นต้องพกแผ่นดิสก์กับเราอีกต่อไป แต่ยังอนุญาตให้เผยแพร่ผ่านเครือข่ายและสายโทรศัพท์ แต่ยังสร้างความต้องการในฮาร์ดแวร์ของพีซี ซึ่งไม่ใช่ใครอื่นนอกจากการรวมกลไกการเข้ารหัสและถอดรหัสสำหรับรูปแบบการบีบอัดต่างๆ ที่ปรากฏบนวงจรเชิงพาณิชย์

เครือข่ายของเครือข่ายเต็มไปด้วยไฟล์เพลงที่แจกจ่ายในเครือข่าย P2P ซึ่งจำเป็นต้องเข้ารหัสในรูปแบบนี้ ซีพียูในยุคนั้นเริ่มนำหน่วย SIMD เข้ามาภายในซึ่งเร่งงานประเภทนี้ แต่รูปลักษณ์ของดีวีดีในรูปแบบวิดีโอและข้อมูลไม่เพียงแต่ทำให้สามารถดูภาพยนตร์บนพีซีได้เท่านั้น แต่ยังมีการใช้ตัวแปลงสัญญาณเสียงและวิดีโอเพื่อถอดรหัส การพัฒนาและความต้องการที่นำมาซึ่งการใช้งานตัวแปลงสัญญาณเสียงเพื่อถอดรหัสไฟล์เหล่านี้โดยเร็วที่สุด

ตัวแปลงสัญญาณเสียงคืออะไรและทำงานอย่างไร

เมื่อการแนะนำเสร็จสิ้น เราต้องไปที่หัวใจของเรื่องนี้ สำหรับสิ่งนี้ เราต้องเข้าใจว่าตัวแปลงสัญญาณคำว่าเป็นคำย่อของคำว่า encoding-decoding เป็นตัวประมวลผลที่มาจากกระแสข้อมูลอินพุตซึ่งถูกเข้ารหัส สร้างขึ้นจากการดำเนินการของกฎบางอย่างที่เป็นไปตามเพื่อถอดรหัสข้อมูลนั้น กฎดังกล่าวสามารถเขียนในรูปแบบของโปรแกรมในหน่วยความจำภายในของโปรเซสเซอร์หรือเป็นแบบไมโคร ดังนั้นความแตกต่างระหว่างตัวแปลงสัญญาณเสียงและตัวแปลงสัญญาณวิดีโอที่อยู่นอกรูปแบบที่พวกเขาจัดการนั้นไม่มีอยู่จริง ท้ายที่สุดแล้ว สตรีมข้อมูลก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าการสะสมของบิตที่จะจัดการ

แล้วความแตกต่างคืออะไร? มันอยู่ในวิธีที่ข้อมูลนั้นกลายเป็นสิ่งที่จับต้องได้สำหรับผู้ใช้ วีดีโอ ตัวแปลงสัญญาณจะถูกส่งผ่านสัญญาณวิดีโอและจากที่นั่นไปยังหน้าจอ ในทางกลับกัน ในตัวแปลงสัญญาณวิดีโอ ไฟล์ที่สร้างขึ้นจะถูกส่งไปยังเอาต์พุตเสียง แน่นอนว่ามี GPU ที่ใช้ระบบประมวลผลเพื่อถอดรหัสและสร้างเสียง ซึ่งต้องขอบคุณความจริงที่ว่าเอาต์พุต HDMI มีทั้งสัญญาณเสียงและวิดีโอ

เสียง คิดว่าตัวแปลงสัญญาณช่วยประหยัดเนื้อที่เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลบนอินเทอร์เฟซการสื่อสารที่ช้ามาก แต่เมื่อพื้นที่และความเร็วของเครือข่ายไม่มีปัญหาอีกต่อไป การออกแบบของพวกเขาย้ายไปในทิศทางที่ต่างออกไป ความสามารถในการเข้ารหัสระบบเสียงในแบบ 3 มิติหรือเสียงตามตำแหน่ง เพื่อให้สามารถใช้ระบบหลายลำโพงในเนื้อหามัลติมีเดียได้ ซึ่งจะต้องใช้พลังงาน CPU ส่วนหนึ่งในการทำเช่นนั้น

ตัวแปลงสัญญาณเสียงฮาร์ดแวร์อยู่ที่ไหนในปัจจุบัน

ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องคำนึงว่าวันนี้พลังของซีพียูนั้นยอดเยี่ยมมากเมื่อเทียบกับเมื่อไม่นานที่ผ่านมาซึ่งฟังก์ชั่นมากมายที่ก่อนหน้านี้ขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์เฉพาะได้กลับมาที่ CPU อีกครั้ง โดยทั่วไปแล้วตัวแปลงสัญญาณเสียงจะพบได้บนบอร์ดเสียงซึ่งเป็นชิปขนาดเล็กบน เมนบอร์ด หรือภายในองค์ประกอบอื่นๆ แต่เนื่องจากเป็นส่วนที่ไม่ค่อยเห็นอีกต่อไปแล้ว การรวมเอา audio codec ของฮาร์ดแวร์มาไว้ในฮาร์ดแวร์ระดับไฮเอนด์

เป็นไปได้ว่า CPU ของพีซีของคุณกำลังจัดการเสียงของเกมหรือซีรีส์ที่คุณชื่นชอบและคุณไม่รู้ตัว ท้ายที่สุดแล้ว จำเป็นต้องใช้พลังของ CPU เพียงบางส่วนในการถอดรหัสเสียง อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ แต่ด้วยแนวโน้มที่จะบันทึกตัวแปลงสัญญาณเสียงในพีซีหลายเครื่อง แอปพลิเคชั่นส่วนใหญ่ในปัจจุบันมักจะไม่สนใจและได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถดึง CPU ของผู้ใช้ได้โดยเฉพาะ

ทุกวันนี้ ตัวแปลงสัญญาณเสียงสำหรับฮาร์ดแวร์นั้นถูกรวมเข้าด้วยกันและย่อให้เล็กลงจนเราพบพวกมันในลำโพงและหูฟังระดับไฮเอนด์ โดยทำหน้าที่ตีความเสียงตามตำแหน่งร่วมกับเซ็นเซอร์จับความเคลื่อนไหวของผู้ใช้หรือตัวลำโพงเองตามการวางแนว