Surface 是一款比较特别的平板电脑,它基于ARM处理器,安装有Windows RT[简称WinRT]系统,它形态上类似于iPad和Android平板,但在操作上,更接近于Windows8设备。WinRT和Windows8有着很多相似之处,包括系统核心、系统架构与子系统,都几乎一样,可以简单的将WinRT理解为这是基于ARM的Windows8。
Surface采用NVIDIA Tegra3 SoC芯片,所谓SoC,即System on Chip,理解为高集成度芯片即可,它内置了音频单元模块,这个单元即集成声卡的I/O控制器,它与PC上的主板芯片组集成的声卡单元功能是一样的。在Surface的系统信息中,这个音频单元称为“NVIDIA Tegra Wave Device”。Tegra3 不只是用于Surface,还可以用于Android设备。从之前的测试分析,Tegra3 的音频单元至少支持44.1kHz和48kHz。
前些时候,iFixit.com对Surface进行了拆解,发现Surface使用了一颗Wolfson 8962E低功耗CODEC芯片,这颗CODEC集成了Class D功放以及“Class W”超低功耗耳放,最高支持采样规格为96kHz/24bit。
但实际情况有点出入,在WinRT下,Tegra3的音频采样率是没有设置项的,被固定在了48kHz上,这意味着,播放音乐时SRC会必然产生,音质也就好不到哪里去,那么SRC的影响会有多大?通过测试了解。
按照惯例,我们对Surface的耳机输出进行一组客观测试,测试还是选用专业级声卡录入的形式,结合常见的分析方式,提供直观的测量结果。Surface最大电平为-7dB,测试时在录音端进行了电平补偿。
测试项目 | 44kHz | 48kHz |
噪声水平, dB (A): | -91.6 | -94.4 |
动态范围, dB (A): | 92.0 | 94.2 |
总谐波失真, %: | 0.0085 | 0.0052 |
互调失真, %: | 0.016 | 0.0087 |
立体声分离度, dB: | -92.0 | -94.8 |
RMAA测试发现,44.1kHz下的各项指标均弱于48kHz下的成绩,原因应该就是SRC。
通过光谱图测试方法,可以发现,44.1kHz的扫频信号产生了明显的伴生谐波,在光谱上看就位于主信号上方,在高频段已经发亮,说明谐波信号强度已经很大。这些谐波对音质的破坏将是明显的,而RMAA测试的结果并没有反映出这种严重性。而48kHz信号显示正常,这更加可以证明SRC确实在44.1kHz回放时产生了。
仔细观察两组频率扫描的光谱图背景区域,在12000Hz到20000Hz产生了一条暗紫色的“云带”,这也是噪声,只是强度不够大。它并不是本底噪声,也是谐波,它与主信号的频率有着明显的对应关系。这组噪声,不像是SRC产生,而更像是CODEC的转换过程中产生。
从测试来看,Surface不具备好音质的基础条件,这是令人非常遗憾的事情。而实际接入各种耳机使用,其实际听感也不足称道,这里就不再赘述,反正谈不上好,离iPad的水准还差距甚远。
造成SRC,有可能两个原因,一个是硬件或驱动的原因,一个是系统音频架构的原因。我们查看声卡的相关信息,显示驱动程序由NVIDIA提供,难道NVIDIA赶进度偷了懒?我们先来验证WinRT的音频架构是否存在缺陷。
WinRT 具有Windows8的基本特性,微软为其建立了一个庞大的驱动库,号称支持上亿种设备,其中就包括外置声卡设备。我们也找来一些USB声卡进行测试,发现基于标准USB音频规格的声卡均能支持,例如常见的基于Burr-brown PCM27xx系列的、基于C-Media CM10x系列的、基于TENOR TE7022L的各类声卡,而采用异步方式的乐之邦Monitor系列,这不在支持之列。那么,这些声卡会不会也像Tegra3音频单元那样出现SRC呢?我们选用基于TE7022L的Fiio E10来完成此轮测试。
测试项目 | Win7 | WinRT |
噪声水平, dB (A): | -95.2 | -94.0 |
动态范围, dB (A): | 95.0 | 94.1 |
总谐波失真, %: | 0.0027 | 0.0021 |
互调失真, %: | 0.0059 | 0.0062 |
立体声分离度, dB: | -88.1 | -87.2 |
测试结果对比在Windows7下的表现,基本相当,没有出现SRC现象。44.1kHz扫频光谱图表现得也很干净,96kHz扫频出现了两条谐波,但这2条谐波与SRC无关,而与DAC芯片在高采样规格下性能有所下降有关。通过这组测试,可以认为,WinRT的音频架构并没有Android那样的系统SRC。在测试中,我们特意加入了96kHz的测试,测试顺利通过,这也意味着WinRT可以支持高清音频设备。
我们的测试不只是做了这么一组,还测试了基于PM27xx的乐之邦玲珑II声卡,同样可以验证WinRT的音频架构不存在绕不开的SRC环节。
虽然Surface的音质水平比起iPad还差很远,对于一个平板设备来说,即使外接声卡可以改善音质,但也是不足取的。我们做这组测试的原因,是探究WinRT的音频架构的一些特性,这样我们可以正确的做出一些预期,从技术上说,WinRT具有做出最接近完美的高清影音体验的平板设备的潜力,不过实际设计中会遇到重重困难。
这又得回到我们之前曾经说过的一个话题,请阅读《解读Windows RT 》[作者:夏昆冈 ] 一文。该文中我们提到,微软目前并没有开放WinRT的桌面编译器,这也为驱动开发和更新带来困难,也为各种音频、视频的解码插件的开发带来困难,所以实际体验将远不如Windows 8 X86设备那么好。
对于WinRT,我们还是处于既熟悉又陌生的状态,因此我们在标题中使用了“初探”的字样,有些结论或观点难免有错,还请包涵交流。至于Surface的SRC问题,我们认为问题源自NVIDIA的驱动,如果未来驱动更新,我们将继续补充测试。