Звуковые адаптеры. 
Контроллеры и их назначение

Судя из названия звуковые адаптеры служат для обработки, а также ввода или вывода звука из системы.

В современных материнских платах представлены в виде интегрированного в материнскую плату аппаратного кодека (согласно спецификации Intel AC'97 или Intel HD Audio).

Помимо самого чипа обработки звука (сигнального процессора) в них, подобно видеокартам, могут быть установлены аппаратные ускорители обработки различных звуковых эффектов (EAX от Creative или Open AL).

Подобные эффекты используются главным образом в играх для наиболее полного погружения в атмосферу, благодаря созданию реалистической системы отражения звуковых волн от разных виртуальных поверхностей.

Для качественного воспроизведения звука также необходим хороший цифро-аналоговый преобразователь.

Для профессиональной работы со звуком чаще используются профессиональные звуковые адаптеры воспроизводящие и записывающие звук в высоком качестве, чаще такие решения лишены аппаратного ускорения EAX.

Еще стоит отметить возможные конфигурации акустических систем: 2.0, 2.1, 5.1, 7.1 По этой конфигурации можно определить максимальное количество подключаемых колонок.

История звуковых карт для IBM PC.

Дополнительные сведения: Sound Blaster.

Поскольку IBM PC проектировался не как мультимедийная машина, а инструмент для решения научных и деловых задач, звуковая карта на нём не была предусмотрена и даже не запланирована. Единственный звук, который издавал компьютер, был звук встроенного динамика, сообщавший о неисправностях. (На компьютерах фирмы Apple звук присутствовал изначально.).

В 1986 году в продажу поступило устройство фирмы Covox Inc. Оно присоединялось к принтерному порту IBM PC и позволяло воспроизводить монофонический цифровой звук. Пожалуй, Covox можно считать первой внешней звуковой платой. Covox был очень дёшев и прост по устройству (практически простейший резистивный ЦАП) и оставался популярным в течение 90-х годов. Появилось большое количество модификаций, в том числе — для воспроизведения стереофонического [1] звучания.

В 1988 году фирма Creative Labs выпустила устройство Creative Music System (С/MS, позднее также продавалась под названием Game Blaster) на основе двух микросхем звукогенератора Philips SAA 1099, каждая из которых могла воспроизводить по 6 тонов одновременно. Примерно в это же время компания AdLib выпустила свою карту, одноимённую с названием фирмы, на основе микросхемы YM3812 фирмы Yamaha. Данный синтезатор для генерации звука использовал принцип частотной модуляции (FM, frequency modulation). Данный принцип позволял получить более естественное звучание инструментов, чем у Game Blaster.

Вскоре Creative выпустили карту на той же микросхеме, полностью совместимую с AdLib, но превосходящую её по качеству звучания. Эта плата стала основой стандарта Sound Blaster, который в 1991 году Microsoft включила в стандарт Multimedia PC (MPC). Однако эти карты имели ряд недостатков: искусственное звучание инструментов и большие объёмы файлов, одна минута качества AUDIO-CD занимала порядка 10 Мегабайт.

Одним из методов сокращения объёмов, занимаемых музыкой, является MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — способ записи команд, посылаемых инструментам. MIDI-файл (обычно это файл с расширением mid) содержит ссылки на ноты. Когда MIDI-совместимая звуковая карта получает эту ссылку, она ищет необходимый звук в таблице (Wave Table). Стандарт General MIDI описывает около 200 звуков. Карты, поддерживающие этот стандарт, обычно имеют память, в которой хранятся звуки, либо используют для этого память компьютера. Одной из первых wavetables-карт была Gravis Ultrasound, получившая в России прозвище «Гусь» (от сокращённого названия GUS). Creative, стремясь упрочить своё положение на рынке, выпустила собственный звуковой процессор EMU8000 (EMU8K) и музыкальную плату на его основе Sound Blaster AWE32, которая была, несомненно, лучшей картой того времени. «32» — это количество голосов MIDI-синтезатора в карточке.

С возрастанием мощности процессоров, постепенно стала отмирать шина ISA, на которой работали все предыдущие звуковые карты, и многие производители переключились на выпуск карты для шины PCI. В 1998 году компания Creative вновь делает широкий шаг в развитии звука и выпуском карты Sound Blaster Live! на аудиопроцессоре EMU10K, который поддерживал технологию EAX, устанавливает новый стандарт для IBM PC, который остаётся (в усовершенствованном виде) актуален и по сей день.

Интегрированная аудиоподсистема.

AC'97.

AC'97 (сокращенно от англ. audio codec '97) — это стандарт для аудиокодеков, разработанный подразделением Intel Architecture Labs компании Intel в 1997 г. Этот стандарт используется в основном в системных платах, модемах, звуковых картах и корпусах с аудиорешением передней панели. AC'97 поддерживает частоту дискретизации 96 кГц при использовании 20-разрядного стерео-разрешения и 48 кГц при использовании 20-разрядного стерео для многоканальной записи и воспроизведения.

AC'97 состоит из встроенного в южный мост чипсета хост-контроллера и расположенного на плате аудиокодека. Хост-контроллер (он же цифровой контроллер, DC'97; англ. digit controller) отвечает за обмен цифровыми данными между системной шиной и аналоговым кодеком. Аналоговый кодек — это небольшой чип (4Ч4 мм, корпус TSOP, 48 выводов), который осуществляет аналогоцифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи или по DMA. Состоит из узла, непосредственно выполняющего преобразования — АЦП/ЦАП (аналоговоцифровой преобразователь / цифроаналоговый преобразователь; англ. analog digital converter / digital analog converter, сокр. ADC/DAC). От качества применяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифровки и декодирования цифрового звука.

HD Audio.

HD Audio (от англ. high definition audio — звук высокой четкости) является эволюционным продолжением спецификации AC'97, предложенным компанией Intel в 2004 году, обеспечивающим воспроизведение большего количества каналов с более высоким качеством звука, чем при использовании интегрированных аудиокодеков AC'97. Аппаратные средства, основанные на HD Audio, поддерживают 24-разрядное качество звучания (до 192 кГц в стереорежиме, до 96 кГц в многоканальном режимах — до 8 каналов).

Формфактор кодеков и передачи информации между их элементами остался прежним. Изменилось только качество микросхем и подход к обработке звука.

Сравнение спецификаций.

Ac97: 20 бит 96 кГц максимум, Полоса пропускания 11,5 Мб/с, Определённый канал DMA, Одно звуковое устройство в системе, Опорная частота задаётся извне, основным кодеком, Фиксированная полоса пропускания Стабильность работы зависит от стороннего ПО третьих фирм, Ограниченное автоопределение и переопределение, Стереомикрофон или 2 микрофона.

HD Audio: 24 бит 192 кГц максимум, 48 Мб/с выход, 24 Мб/с вход, Задаваемая полоса пропускания, Несколько логических звуковых устройств, Опорная частота берётся от чипсета, универсальная архитектура звукового драйвера от Microsoft, Полное автоопределение и переопределение, Поддержка массива из 16 микрофонов, максимум Преимущества HD Audio.

Полноценная поддержка новых форматов, таких как DVD-Audio.

Полноценная поддержка новых форматов, таких как Dolby Digital Surround EX, DTS ES.

Более широкая полоса пропускания позволяет использовать большее число каналов в более детальных форматах Используются только необходимые ресурсы.

DMA каналы общего назначенияПоддержка многопоточности и нескольких подобных устройств Поддержка концепции Digital Home / Digital Office, вывод разных звуков на разные выводы для мультирумных возможностей и отдельного голосового чата во время онлайн-игр Единый высококачественный задающий генератор для синхронизации Единый драйвер для большей стабильности OS и базовой функциональности, не требуется специальная установка драйверов Полная поддержка Plug and Play.

Более точные ввод и распознавание речи.