Geekly articles weekly

Son surround sans intermédiaires - AMD TrueAudio

Avec l'avènement de la série de GPU des îles volcaniques avec les technologies Mantle et TrueAudio, la mention d'AMD est de plus en plus vue dans le contexte d'une discussion sur des sujets de traitement audio. Avec l'API Mantle en termes d'importance, conçue pour augmenter les performances graphiques, la technologie TrueAudio implique la séparation spatiale du son, ainsi que la réduction de la charge sur le processeur. Mais ce n'est pas tout.



Contexte TrueAudio


Le début du développement de l'idée d'un son de haute qualité dans les produits AMD a été posé en 2006 par ATI, qui restait alors une entreprise autonome. Les cartes graphiques Radeon R600 ont reçu la technologie de décodage matériel UVD, la prise en charge HDMI et une carte son intégrée.

L'approche était un vrai cadeau pour ceux qui utilisaient l'ordinateur comme système multimédia domestique. Un tas de fils différents ont été facilement remplacés par un seul câble HDMI. Pour ce faire, des adaptateurs DVI-HDMI spéciaux ont même été fournis avec certains modèles de cartes vidéo. Dans l'ensemble, à ce stade, les utilisateurs ont bénéficié exclusivement d'avantages pratiques, car en plus de se débarrasser des fils supplémentaires, vous pouvez oublier une carte son distincte.

Une amélioration ultérieure de la direction s'est poursuivie en 2008, lorsqu'un support similaire pour la transmission audio est devenu disponible via DisplayPort. Puis, déjà en 2009, des efforts ont été consacrés à l'amélioration de la qualité sonore grâce à la prise en charge du format DTS-HD Master Audio - transmission de données audio à haut débit.

Parallèlement à cela, la technologie AMD Eyefinity a commencé à se répandre. La prise en charge de la technologie permet de connecter plusieurs écrans directement à une seule carte graphique. Parallèlement au développement d'Eyefinity, une augmentation des résolutions et la prise en charge de diverses configurations multimoniteurs, la prise en charge de la sortie du son multicanal DDMA (Discrete Digital Multi-Point Audio).


Si auparavant la sortie via HDMI ou DisplayPort était limitée à un seul flux audio, il est désormais possible de sortir plusieurs canaux indépendants. Cela est devenu utile pour une configuration plus pratique du multitâche et de la visioconférence. Bien sûr, dans les jeux, cette approche semble également extrêmement attrayante.

Malgré la modernisation du travail avec le son, AMD a laissé de côté l'idée de développer des solutions matérielles utilisant des produits bien connus de sociétés spécialisées. Dans ce contexte, le problème du fameux matériel EAX pour le son tridimensionnel de jeu restait non résolu. Cependant, de nombreux utilisateurs sont toujours satisfaits du manque d'accélération matérielle, du contenu avec des codecs sur la carte mère.

Cela est largement dû à la sortie de Windows Vista, où le traitement matériel du son a été mis de côté. Commençant par «Vista» et se terminant par Windows 8, DirectSound n'a pas accès au pilote de la carte son et fonctionne en mode d'émulation sur le processeur. Malgré le fait que cette approche de mise en œuvre d'un mélangeur de logiciels ait résolu certains problèmes avec les pilotes de son, elle a également entraîné une perte de compatibilité avec EAX et DirectSound ( ils ont écrit sur le problème et sa solution en 2011). Ainsi, toute une galaxie de grandes sociétés de son, y compris Creative, afin d'optimiser le son dans les systèmes d'exploitation, est passée à OpenAL, qui, dans l'ensemble, est devenu une solution universelle.

Dans cette équation d'optimisation et de traitement du son, il existe un autre dénominateur sous la forme d'un processeur, qui, en substance, est chargé de transmettre l'idée de l'entourage sonore des développeurs de jeux à l'utilisateur final. Le degré de charge du processeur est bien illustré dans le diagramme ci-dessous, où l'effet de réverbération est ajouté à l'échantillon.



Si vous simulez un composant audio riche à partir d'un jeu moderne, la charge du processeur sera décuplée. Dans le même temps, le processeur a d'autres tâches et en moyenne 10% des ressources sont allouées au traitement du son. Bien sûr, ce ratio lie littéralement les mains aux développeurs.

Et que se passera-t-il si le GPU est équipé d'un processeur de signal pour le traitement audio en temps réel? Les développeurs auront un accès complet à la technologie, le traitement des données se fera directement dans le GPU et ne dépendra pas de la carte son et du processeur. Ce dernier signifie également une augmentation des performances du processeur. Il s'agit de la solution matérielle qui a été implémentée dans les cartes vidéo des îles volcaniques (disponible pour les GPU avec l'architecture GCN 1.1), et la technologie est appelée TrueAudio.

Architecture TrueAudio


Malgré le fait que TrueAudio soit le premier «moteur audio» programmable, il existe déjà des chiffres faisant autorité dans le domaine des technologies d'amélioration du son. Par conséquent, afin d'éviter les guerres de brevets, AMD a engagé Tensilica et GenAudio pour coopérer et a également obtenu une licence d'utilisation des processeurs de signaux Xtensa. Dans le même temps, il existe une coopération étendue avec les entreprises impliquées dans les moteurs de jeux et les bibliothèques.



Ainsi, la fonctionnalité clé d'AMD TrueAudio est dédiée aux cœurs HiFi EP Audio DSP de la société Tensilica susmentionnée. Les trois cœurs Xtensa HiFi 2 et le cœur de la logique améliorée Xtensa HiFi EP sont directement responsables du traitement du son. Ce dernier est responsable du traitement des données, contribue à l'augmentation des performances de la mémoire et est construit sur une architecture 24 bits. Pour ce faire, chaque cœur dispose de 32 kilo-octets de cache pour le stockage des instructions de traitement, de 8 kilo-octets de mémoire Scratch et de 32 kilo-octets pour les données.



De plus, les noyaux utilisent des algorithmes pour utiliser des instructions et des algorithmes pour réduire les coûts énergétiques. Soit dit en passant, les cœurs sont également équipés d'une unité de multiplication-addition, conçue pour augmenter les performances avec une faible consommation d'énergie dans le décodeur DTS Master Audio. La logique de sa propre production est capable d'utiliser jusqu'à 64 mégaoctets de mémoire de carte vidéo. La fonctionnalité susmentionnée sous la forme d'aucune charge sur le processeur est associée à un moteur DMA intégré qui interagit avec 384 kilo-octets de mémoire interne.



Le son transmis via TrueAudio peut être émis non seulement via HDMI et DisplayPort, mais également via USB, une prise audio 3,5 mm et même via un codec intégré à la carte système.

Son positionnel


L'utilisation de l'architecture ci-dessus vous permet de créer un son surround 3D, ainsi que d'obtenir le soi-disant «son positionnel». Sous des descriptions similaires, nous avons des systèmes connus depuis longtemps tels que DTS et Dolby. Cependant, AMD TrueSound se positionne comme une solution différente des technologies répertoriées. Les différences résident dans le fait que le même Dolby Digital implique l'utilisation de plusieurs canaux, ainsi que de toutes les sources sonores dans un même plan, et l'effet de présence est fourni par l'illusion d'un son en mouvement dans ce plan. La

technologie RealSpace 3D évolue dans une direction similaire à AMD TrueSoundde VisiSonics, qui, soit dit en passant, est également conçu pour les jeux et la réalité virtuelle. Les technologies ont en commun de permettre la séparation spatiale des sources et la modélisation du son dans les plans horizontal et vertical.



AMD utilise la technologie AstroSound du studio GenAudio susmentionné pour créer un son positionnel. La technologie est un bloc d'algorithmes utilisé comme plugin dans certains DSP. La bibliothèque est non seulement disponible pour tous les systèmes d'exploitation populaires, y compris les systèmes mobiles, mais est également compatible avec divers matériels. La modélisation sonore se déroule de 0 à 359 degrés dans le plan horizontal et de -90 à 90 degrés dans le plan vertical. La sortie du son surround peut être effectuée à la fois via des configurations multicanaux et via des écouteurs ou deux haut-parleurs.



De plus, AMD TrueAudio prend en charge la réverbération à convolution Reverb, que la société compare à la «photographie spatiale». La réverbération est basée sur des enregistrements pré-préparés dans divers espaces.

En conséquence, TrueAudio, couplé à la réverbération à convolution, est capable de travailler et de traiter plus de 100 flux en temps réel et de fournir un son positionnel dans n'importe quel espace. La particularité de l'utilisation de la réverbération dans le contexte de TrueAudio est que son support ne chargera pas le processeur, ce qui était le principal problème d'implémentation.

Conclusion


Une caractéristique clé d'AMD TrueAudio est qu'en plus du matériel correspondant (cartes vidéo basées sur des processeurs avec l'architecture GCN 1.1), des produits avec support technologique sont nécessaires.

Le premier jeu compatible TrueAudio était Thief, qui prend en charge les effets de réverbération. Il est à noter que tous les autres canaux audio sont toujours traités par le processeur et que le processeur est déchargé en raison de la prise en charge de la réverbération à convolution.

Un autre exemple de produit TrueAudio est l' application de démonstration Tuscany créée par GenAudio et Oculus VR. Dans ce cas, l'extension AstroundSound est utilisée pour séparer spatialement les sources sonores.

AMD TrueAudio mérite l'attention non seulement parce qu'il est l'une des premières solutions depuis longtemps pour améliorer le son, mais aussi en raison de la possibilité de changer radicalement le niveau audio sur un PC. De plus, la PlayStation 4 et la Xbox One ont des APU AMD et sont construites sur l'architecture x86, ce qui signifie que AMD TrueAudio peut bientôt être également porté sur la console. Il ne reste plus qu'à attendre la pleine mise en œuvre des technologies dans les produits pour la réalité virtuelle et les nouveaux jeux.

Source: https://habr.com/ru/post/fr396527/

More articles:


All Articles