TrueAudio技術解析：AMD要搶聲卡的飯碗?

AMD Radeon R200系列雖然用了很多老核心,但至少有一點是普通馬甲卡比不上的：支援DX11.2、OpenGL 4.3、Mantle等新技術，更好的Eyefinity寬域，還有TrueAudio音頻技術。自從R600架構整合音頻輸出以來，AMD在這方面就一直居於領先地位，這次也不例外。
但是注意:由於硬件限制,TrueAudio並不是所有新型號支持,而僅限夏威夷核心的R9 290X/290,以及被稱為GCN 1.1架構的R7 260X——Radeon HD 7790和後者相同,也具備支持的能力,只是沒有開啓而已(以後也別想了)。

簡單地說,TrueAudio是一種硬件加速音頻處理技術,顯卡也號稱“全球第一款支持可編程音頻流水線的獨立GPU”,主要針對PC遊戲音效(不是音樂播放),AMD認為這方面缺乏重視和優化,也不如主機。

Windows Vista將音頻堆棧整合到軟件中之後,再加上集成聲卡已經可以滿足絕大多數人的需要,音頻硬件加速基本就死了,大部分工作都交給CPU處理。
一般來說這樣不會有甚麼問題,但是遊戲開發者並不願意浪費CPU資源去處理音頻等效果,因為它們很難形象地展示給玩家,做不出甚麼賣點。這代主機不得不劃分了一小塊專區來處理音頻,本來就有限的資源捉衿見肘。
AMD在新核心裡整合了音頻DSP(數字信號處理器),專門用來改進音頻處理和音效,無需調用其它系統資源。
為甚麼要這麼做?最首要的原因當然是產品差異化和製造亮點,可以讓自家產品具備別家沒有的特性。其次,AMD GPU部門非常看重遊戲,也一貫重視音頻技術。最後,Xbox One已經有了音頻DSP,AMD肯定覺得是時候在PC上推廣推廣了。

AMD宣稱,遊戲中的音頻處理約佔10% CPU資源,現在就可以把它們節省出來了。

根據最新公佈的架構細節,AMD採用了專業應用處理器提供商Tensilica(已被Cadence 3.8億美元收購)的HiFi EP DSP,一種特定任務可編程硬件,介於固定功能、完全可編程之間,支持音效定制、處理,同時尺寸、功耗都非常低。DSP的具體細節不詳,但應該是某種VLIW架構的。
底層硬件的編程語言是很常見的C,AMD還會提供一套TrueAudio API接口供開發人員使用。
每個DSP都有32KB指令緩存、32KB數據緩存、8KB Scratch RAM,而所有DSP可以共享384KB緩存,並共享顯存訪問,最多能使用64MB。
AMD沒有說用了多少個DSP,只知道1-10個之間,根據緩存、顯存規模猜測應該是4個或者8個,後者可能性更大。還有就是,R9 290X/290、R7 260X DSP數量是相同的。

向上一層是AMD設計的I/O,包括共享內存、顯存訪問、更多寄存器以及所有必要的路由、DMA功能。這些還是比較考驗功夫的,因為音頻採樣需要快速進出DSP,不能再去耗費CPU資源,也不能延遲太高。
再往上是音頻堆棧,畢竟TrueAudio是音頻處理方案,而不是音頻呈現方案,最終還是得交給聲卡去輸出。從技術角度講,這也是很有難度的,畢竟得考慮延遲,所以AMD使用了流式DMA引擎。
這種設計還有個好處,那就是兼容任何現有聲卡,不關你是獨立的、集成的,還是USB的,甚至是HDMI/DisplayPort顯示器喇叭、功放。

最後是應用,就像同時推出的Mantle,就是如何拉攏開發人員、開發商好好使用它,這甚至比Mantle還要難,畢竟後者是遊戲開發商主動提出來需要的,而且多數人都對現在的音頻環境感覺挺滿意的,是否願意再花功夫作更多處理還有待觀察。
為此,TrueAudio技術上AMD採取了中間件方向的策略,首先拉攏中間件開發商的支持,一旦成功就意味著任何使用相關中間件的遊戲開發商都可以直接使用TrueAudio,而不用挨個去求遊戲開發商了。
AMD已經拿下了Audiokinetic,其音頻中間件方案為Wwise。GenAudio則會給Wwise、FMOD等開發插件。

有了專用硬件,就可以做出更好的3D音頻空間定位算法,實現更好的立體音效。遊戲玩家基本都在用普通的2.1聲道音箱或者耳機,這方面還是有空間的。

Edios的《Thief》(神偷)、Xaviant Games的《Lichdom》兩款遊戲已經已經率先支持TrueAudio,後者還在上月底的GPU14技術大會上展示了一個DEMO,22.2聲道壓縮成7.1聲道,效果確實相當震撼。Xaviant在音頻方面還是有一套的,可以媲美創新CMSS3D。
其實說到底,TrueAudio技術算不上甚麼突破性的創新,只不過是做了更好的整合而已,但聲卡、音頻技術這麼多年來幾乎沒甚麼進展,能看到一些新動向總是好的。