PC多媒体声卡编年史 Audio100 2004年版  

      
声卡发展走过了二十年的时间，从世界上第一块被认可的PC声卡由ADLIB公司研制成功后，多媒体声卡无论在技术发展还是应用范畴方面，都在不断地朝前发展。在这个时候重新回顾多媒体声卡的发展历程，有着非同一般的意义。在这个系列文章中，让我们一同翻开历史的画卷，重温声卡发展之路。

一、从蜂鸣器到ADLIB声卡

早期的个人电脑是没有任何声音播放能力的，各种外部条件的不成熟，也让人们并不奢望让PC能够拥有发出声音的能力。不过设计师们逐渐发现声响提示能够提高人们使用电脑的效率，因此PC蜂鸣器诞生了。它那简单的“嘀嗒”声响或许根本称不上是音效，但毕竟人们开始意识到声音对于个人电脑应用的重要性。事实上，这种蜂鸣器在至今的电脑上依然存在，只是功能仅仅局限于向用户提示开机错误信息。但如果我们的电脑中没有安装声卡，在遇到系统提示的时候，蜂鸣器也会轻轻地响一下。

1984年对于声卡历史而言是绝对重要的。在这一年，位于英国著名港口城市利物浦的ADLIB公司设计开发出了世界上第一块为PC所设计的声卡。当时的这款声卡并不能处理任何波形音频信号，只支持FM标准的电子音乐合成，如果用今天的标准去衡量，效果绝对是令人失望的。但与简单枯燥的蜂鸣器相比，第一代ADLIB声卡确确实实地第一次为电脑带来了美妙而流畅的音乐旋律。虽然合成出来的效果绝对称不上逼真、震撼，而且成本很高、价格不菲，根本不是普通消费者所能承受的，但这毕竟是一个划时代的标志——电脑进入了有声时代。由此，ADLIB成了名副其实“声卡之父”，此后几年中它成了电脑音频领域的硬件标准。其他厂家则纷纷以他们的技术开发出兼容产品，著名的“魔奇音效卡”便是其中的代表。如今我们早已见不到ADLIB品牌或者采用其技术开发的声卡产品，但它确实曾一度占据PC音频的主导地位，在微软Windows庞大的驱动程序库中，至今可以发现ADLIB占有一席之地，由此可见其辉煌的过去。



图：采用ADLIB技术设计的魔奇音效卡
（图片摘自台湾DearHoney数位音频工作室）

二、创新的崛起

提到创新科技（CREATIVE），如今他们在全球已经拥有相当高的知名度，这主要得益于他们在电脑多媒体声卡领域的成功。创新成立于1981年，一开始主要致力于PC多语音多媒体技术。1987年，他们推出C/MS创新音乐系统，这款12复音立体声音乐合成卡成为了创新早期的代表作，但其本质与ADLIB公司的产品并没有太大的区别。但时隔两年之后的1989年11月份，CREATIVE所推出的Sound Blaster则成为了声卡发展史上革命性的一款产品。

之所以将Sound Blaster提升到如此之高的地位是因为它能够支持数字化声音输入/输出。这款声卡基于ISA总线，具有一个8位的D/A转换器，只支持单声道模式，但用户终于可以在电脑上进行数字波形音频信号的录制与播放，这一功能是前所未有的。创新科技因此而获得巨大的成功，一举成为市场的宠儿。Sound Blaster成为电脑市场中最畅销的声卡，同时也一度成为当年美国两家最大的软硬件分销商最畅销产品排名榜上的第一名。

当年的Sound Blaster在全球市场可谓红透半边天，创新也就此将其作为一个系列品牌持续至今。1991年5月份，CREATIVE推出了Sound Blaster的升级版——Sound Blaster Pro，加入了对立体声数字音频信号的支持，让PC音效处理能力上了一个台阶。与此同时，随着外部硬件设备的发展，高性能CPU、新型光盘驱动器等设备的问世，个人电脑的多媒体时代开始到来，消费者逐渐对于电脑音频表现出越来越高涨的热情。在如此大好的外部环境下，创新更加如鱼得水，Sound Blaster Pro得以成为当年出台的第一代多媒体电脑标准（MPC1）在声卡要求方面的标准配置，一举确立了CREATIVE在这个领域的地位。相反，比创新出道更早的ADLIB，则没能抓住市场和消费者的脉搏，逐渐从人们的视野中淡出。



图：创新的第一款立体声声卡—Sound Blaster Pro
（图片摘自台湾DearHoney数位音频工作室）

三、16位声卡的诞生

历史车轮行进到1992年。这一年的6月份，CREATIVE公司推出了Sound Blaster系列的新作——Sound Blaster 16。之所以命名为“16”，是因为这是世界上第一款支持16 Bit采样精度的多媒体声卡，而此前的声卡均为8 Bit采样。而从8位到16位的进化，堪称声卡发展历史上最大的变革之一。当时CD激光唱片已经趋于普及，而CD数据的采样标准是：16Bit、44.1KHz、Stereo（立体声）。而Sound Blaster 16在硬件规格指标上完全符合CD唱片的播放要求，其模拟信号输出达到了较高的水准，相比此前的产品，声音回放清晰度更高，动态更大。值得一提的是16Bit、44.1KHz、Stereo的信号采样成为了多媒体声卡在此后十年发展中不变的基本标准。而从这一年开始，越来越多的厂家开始看好多媒体音频市场，纷纷以创新的产品为标准推出兼容声卡，让消费者拥有了更大的选择空间。即便是CREATIVE自身，也以Sound Blaster 16为基准，推出了许多后续的改良型号（譬如1994年推出的Vibra系列，其实是单芯片解决方案的16Bit声卡）。

四、波表合成显现魅力

在电脑声卡步入16Bit时代之后，厂家们都在寻求新的技术突破口，然而走在最前列的依然是CREATIVE。就在Sound Blaster 16发布后不久的1992年年底，CREATIVE推出了一款名为Wave Blaster的新产品，其实就是在Sound Blaster 16基础上，加入了一块音乐合成子卡，而这也是波表合成技术在多媒体声卡上的首度运用。

在波表合成介入之前，声卡普遍采用的是FM合成，他们的共同“服务对象”是MIDI音乐。在上一篇中，我们为大家介绍过的第一代ADLIB声卡，就是以FM技术为核心研发的音乐卡。FM技术运用声音振荡原理对MIDI进行合成处理，这个技术其实并不落后，可当时大多数声卡限于成本，普遍采用档次较低的合成芯片，以至于效果不尽如人意。波表合成技术则改变了这一状况。波表合成技术是将各种真实乐器所能发出的所有声音（包括各个音域、声调）录制下来，存贮为一个波表文件。播放时，根据MIDI文件记录的乐曲信息向波表发出指令，从“表格”中逐一找出对应的声音信息，经过合成、加工后回放出来。由于它采用的是真实乐器的采样，所以实际表现要比FM合成好得多，起码普通用户可以大致分辨出每个声部所用的乐器。

1993年3月份，CREATIVE宣布收购E-mu Systems公司，从而加强了自己的实力，而E-mu在MIDI波表合成方面具备的经验和优势，为CREATIVE提供了强有力技术保障。一年之后的1994年3月，创新推出了新一代的Sound Blaster AWE32。之所以命名为“AWE32”，并非其采样标准有任何提升，而是因为这款产品融合了E-MU系统公司先进的Wave-Effects波表合成技术，支持32复音的MIDI合成，波表容量为1MB。这时候消费者对于MIDI技术的热情十分高涨，CREATIVE则不断提升自己产品的实力。1995年年初，他们又推出了Wave Blaster Ⅱ，为声卡提供更好的波表合成效果。这款产品采用了E-mu公司专利的EMU8000芯片，板载内存波表容量提升为2MB。



图：采用EMU8000芯片的AWE32波飙升卡子卡
（图片摘自台湾DearHoney数位音频工作室）

同时，CREATIVE和E-mu也在不断进行波表合成技术的改良，1996年4月份SoundFont 2.0宣布诞生，进一步提高了合成效果以及使用的便捷性。同年11月份，更为先进的Sound Blaster AWE64以及Sound Blaster AWE64 Gold正式发布，这两款产品具有64复音的波表合成能力，后者更成为了多媒体声卡历史上的典范之作！AWE64 Gold采用镀金线路板以及RCA莲花输出口，处处体现出高贵的气质，其板载4MB音色库，还可以通过子卡扩展到28MB。AWE64 Gold全面的功能，优秀的表现使其成为当时最不可一世的声卡王者，至今依然广受发烧友的追捧。

五、同时代的竞争者们

从1992年SB 16问世，直到1997年SB AWE 64系列诞生，这五年多时间内，CREATIVE无疑是整个多媒体声卡行业中的主角，它代表了最先进的技术，最优秀的产品。但我们不能忽略与创新同时代的竞争者们，正是因为他们的存在，促进了多媒体声卡价格的下降，并使声卡在电脑消费者中越来越普及，他们中的代表是ESS、YAMAHA和Crystal。ESS的音频处理芯片在低端市场应用非常普及，譬如经典的ESS688。而YAMAHA则主要致力于MIDI合成技

术，其OPL-2和OPL-3 FM合成器被许多中低端兼容声卡广泛采用，他们的YMF719也是十分出名的兼容芯片。Crystal的技术实力更是不容小视，出品过许多影响深远的产品。但他们共同的不足在于缺乏技术创新，从而无法挑战CREATIVE的王者地位。




经典的ESS688芯片以及采用此芯片的ISA声卡
（图片摘自台湾DearHoney数位音频工作室）





YAMAHA719芯片以及采用此芯片的ISA声卡

六、PCI时代的来临

Sound Blaster AWE64 Gold堪称ISA声卡的巅峰之作，各大厂家纷纷开始努力寻求新的技术突破点。这时候，ISA总线的数据瓶颈已经成为了多媒体声卡获得技术进步的最大障碍。首先，随着多媒体应用的日益普及，消费者对于音效的要求越来越高。但更丰富多彩的音效是以足够通畅的系统数据传输以及高速运算处理为后盾的，传统声卡所采用的ISA构架带宽显然不足，根本无法满足未来的发展需求。其次，在97年时，MIDI音乐的魅力深深打动了不少电脑音乐爱好者的心，但因为当时波表声卡过于昂贵的价格，所以使大部分用户只能望而却步。软波表虽然拥有类似的功能，但是在CPU稍慢的机器上，发音延迟现象极为严重。如果将声卡从ISA转移到PCI插槽，系统数据传输速率从8MB/s提升到133MB/s，其性能的提升是显而易见的。数据瓶颈的消失将让声卡实现硬波表功能的成本大大降低。另外采用PCI总线后，声卡对主机的CPU占用率也将大大降低。这种种优势对声卡技术发展所能起到的关键作用，促成了PCI声卡的诞生。

以往CREATIVE公司虽然在多媒体声卡领域招招领先，但在PCI声卡的研发方面却并没有走在时代的前列，反而是许多小厂在这个领域跃跃欲试。但最早的PCI声卡在诸多方面还存在许多不成熟的地方，以至于出现许多令消费者头疼的问题，譬如DOS兼容性、系统爆音等等。因此，当时的消费者依然本着观望的态度来看待PCI声卡。直到97年年底98年年初时，PCI声卡方才真正吸引了用户的眼球。因为号称当时美国头号多媒体板卡大厂的DIAMOND（帝盟），联合Aureal、ESS两大芯片巨头，先后推出了M80、S70和MX200这三款产品。这些产品在性能上的出色表现以及全面的功能终于让消费者意识到新一代PCI声卡的魅力。尤其是DIAMOND的MX200，更以其优秀的声音表现成为了继Sound Blaster AWE64 Gold之后，在这方面口碑最好的产品。



经典的Diamond MX200

当然，ISA声卡和PCI声卡依然在市场上共存了一段时间，而随着PCI声卡在技术上越来越成熟，98年以后PCI声卡终于成为了市场的主流，多音频流、DLS等新技术也随之全面开花！

七、SB Live!横空出世

CREATIVE并没有着急介入PCI声卡市场，而似乎一直在观望、在试探。不过在1997年11月份创新终于推出采用EMU8008芯片的实验性PCI声卡SB AWE64D，虽然这款产品并没有在市场上掀起波澜，产量似乎很小，而且主要面向OEM市场设计。但与此同时我们却看到创新对于未来的勃勃雄心！在当年的拉斯维加斯举行Comdex大会上，CREATIVE宣布了自己全新的环境音效解决方案，并宣布了和E-mu共同开发而成的新一代高性能DSP芯片——EMU10K1。这块芯片成为日后CREATIVE崛起的强大基石。

1998年年初CREATIVE又兼并了美国的Ensoniq公司，而这家企业是当时PCI音频微处理器的设计及研究领域主要的改革者，并且在电子乐器行业享有盛誉。兼并成功三个月之后，CREATIVE以自己的品牌推出了Sound Blaster PCI128、Sound Blaster PCI64和Ensoniq Audio PCI（PCI32）。实际上这三款产品在硬件结构上基本一致，均采用Ensoniq的芯片和技术，包括DLS波表也采用来自Ensoniq乐器的采样。此后数年中，CREATVIE在中低端PCI声卡市场始终采用Ensoniq的解决方案，可谓一劳永逸。

创新真正的杀手锏在1998年8月崭露头角，代表其高端旗舰的Sound Blaster Live!横空出世，成为了当年多媒体音频领域的一次盛事。创新自己将其称之为“革命性的PCI音频解决新方”。除了采用PCI总线外，Live!的主芯片是前面所提到的强大DSP EMU10K1，以其为核心创新为这款产品设计了诸多强大的功能以及丰富的应用软件。譬如全新EAX环境音效处理、SoundFont MIDI音色库技术等等，确实为广大多媒体音频爱好者带来了一次无与伦比的全新体验。一个月之后，简化版的Live!VALUE问世，让更多人体验到了SB Live!所带来的新意。短短半年之后的1999年2月，CREATIVE官方宣布，SB Live!系列的总销量已经超过一百万片，这个速度堪称声卡销售历史上的一个奇迹！




第一代 SB Live！标准版主卡

八、来自竞争对手们的抗争

1998年，SB Live!在市场上独领风骚的时候，CREATIVE在声卡领域最大的竞争对手Diamond也推出了自己的新一代产品——高端的MX300以及面向中低档市场的S90，两者都采用Aureal公司的AU系列音频处理器。S90在中低档市场一度热销，美中不足在于其和当时同样走俏的VIA主板芯片组有较为突出的兼容性问题。而MX300则在和SB Live!的对决中处于下风，虽然这款产品支持号称拥有最佳三维音效定位能力的A3D 2.0技术，但号召力显然不如创新的SB Live!。不久之后Aureal突然宣布自己将独立推出自有品牌的声卡——V1和SQ2500，但这个市场策略显然并不成功，甚至直接导致了此后Aureal的倒闭。

另一个值得一提的竞争对手是YAMAHA，它主要扮演了低端产品狙击手的角色。其YMF-724系列芯片成为了中低价位PCI声卡的首选，加之其优秀的MIDI合成效果，使它在市场上很受欢迎。也正是因为这个原因，当年市面上一度出现许多假冒的YAMAHA PCI声卡，实际上则是许多不法商人鱼目混珠的造假把戏。从这个细节多少可以反映出当年YMF-724声卡芯片对于市场的重要性。（待续）




在市场上一度热销的YAMAHA 724声卡

九、5.1时代的到来

整个1998年的多媒体音频市场显得十分火爆。相比之下，随后到来的1999年虽然有所降温，但实际上依然涌现出了许多新的产品。这一年也是四声道以及数字音频开始趋于流行的时期。在此之前，诸多高档PCI声卡都已经支持四声道技术，而1999年问世的许多中低档音频处理芯片则以支持四声道为主要卖点，诸如YAMAHA的YMF-744以及C-Media的CMI8738两款。临近年底CREATIVE则推出了SB Live! Platinum（白金版）、 Digital Deluxe（豪华版）以及Digital（数码版），这一系列产品的最主要特点在于加强了SB Live!声卡数码SPDIF输入输出功能的普及。99年年底，Diamond在失去了Aureal这个长期合作伙伴之后，选择ESS的芯片作为自己新一代声卡MX400以及S100的核心，但由于缺乏吸引人的技术卖点和价格优势，这两款产品在市场上不算很成功。



Diamond最后的余晖——MX400

时间到了2000年。这一年的夏天，Fortemedia的FM801芯片开始成为众人关注的焦点。这款定位于中低档市场的音频芯片最大的卖点在于它可以直接支持5.1声道模拟输出，配合WinDVD或者PowerDVD软件可以在电脑上实现对Dolby Digital AC-3的解码和声音输出。这对于中低端消费者而言无疑是极具吸引力的功能，FM801让PC桌面影院的搭建成本变得相当低廉！实际上Fortemedia在99年便研制出了这款芯片，直到2000年年中才进入国内市场，但由此一发而不可收拾，市场迅速出现各种各样品牌的以FM801为核心的5.1声卡，譬如瑞丽、中宇以及黑金。低端市场的另一个主力C-Media也在不久之后推出了CMI8738芯片的六声道版本——CMI8738-6CH。



FM801芯片



采用FM801新片的黑金一代声卡



CMI8738芯片六声道版



采用CMI8738-6CH新片的瑞丽夏之恋声卡

在2000年9、10月间例行的秋季新品发布会上，老谋深算的CREATIVE推出了SB Live! 5.1系列，同样可以支持从音频主卡直接输出模拟5.1声道，并且自带Dolby Digital解码功能，还通过了杜比实验室的认证！显然，SB Live! 5.1系列不但为用户带来了和FM801相近似的功能，其在性能上却要更胜一筹，自然再次在中高档声卡领域确立了自己的地位。

与此同时，支持5.1声道CNR声卡开始崭露头角。CNR的全称为“Communication Networking Riser”，意为网络通讯插卡。这个接口出现的主要意义在于可支持将声音处理和调制解调器的数字电路部分放进PC芯片中，而把模拟电路放在插卡或者主板上，从而达到成本和性能的最佳平衡。2000年10月，瑞丽公司率先发布SOUNDMAX CNR声卡，采用三块AD1885 CODEC芯片协同工作，支持六声道输出。不过这样一种构架似乎并不被广大消费者所接受，因此CNR声卡根本没有在市场上生根发芽，如同昙花一现般迅速被淹没在IT大潮中。



昙花一现的SOUNDMAX CNR声卡

十、创新独霸的时代

2000年，多媒体音频市场的格局发生了一定程度的变革！2000年3月份，Aureal公司爆发高层人士变更，从此更是一蹶不振，最终不得不面对被收购的命运，然而买下Aureal的恰恰是其最大的竞争对手CREATIVE！创新在这笔买卖中无疑是大赢家，它获取了Aureal公司许多珍贵的技术资料，从极大地增强了自己在音频定位方面的技术实力。也正是在这一年，曾经在低端市场火爆一时的YAMAHA公司宣布将退出PC音频研发领域，YMF-754芯片成为了他们最后一款声卡控制芯片。Diamond自己虽然不研发芯片，但他们曾以优秀的设计以及制造工艺，成为创新最直接的竞争对手，但MX400以及S100的失败，让他们也心灰意冷，最终选择退出了多媒体板卡制造领域。当时还有ESS、Fortemedia、C-Media以及Cirrus Logic，但如今的情况是，除了C-Media主要转向板载音频以及CODEC芯片的研发外，ESS和Cirrus Logic似乎都已经停止了对PC音频相关产品的研发，而曾经风光无限的Fortemedia，在FM801之后再也没有推出过后续产品，据说这个团队已经销声匿迹多年了。多媒体音频领域一下子失去了如此众多的竞争者，CREATIVE的日子自然好过了不少。确实，从2001年开始，创新在高端声卡市场已经是一派“独孤求败”的姿态了。

2001年8月份，CREATIVE再次举行盛大的发布活动，推出新一代的声卡旗舰“Audigy”！这款在中国首发的产品采用了新一代的DSP主芯片，号称支持24Bit/96kHz，但在功能上相比SB Live!5.1系列提升并不算很大——依然只能支持5.1声道输出以及Dolby Digital解码。2002年1月份，CREATIVE推出了其历史上的第一款外置声卡——Sound Blaster Extigy，采用USB 1.1接口与电脑相连，在诸多技术参数上和Audigy比较接近，但实际性能上有所不及。2002年10月份，创新再次发布年度旗舰系列——Audigy 2。相比前一代产品，Audigy 2支持6.1声道，最大的卖点在于支持24Bit/192kHz高精度DVD-Audio唱片的播放。在DVD音频方面则增加了对Dolby Digital EX的解码支持。由于此前CREATIVE刚刚出资收购了THX的大部分股份，因此Audigy 2成为了声卡历史上第一款通过THX认证的产品。2003年9月份，Audigy 2 ZS发布，这次产品的性能提升不可谓不大。首先是对7.1声道输出的支持，随后在DVD音频方面终于能够对DTS以及目前最先进的DTS-ES进行解码，环境音效方面也作了进一步的改进和扩展。另外，在2003年的上半年和下半年，CREATIVE还先后推出了两款小型的外置声卡——Music Digital以及Audigy 2 NX，分别采用USB 1.1以及2.0接口，定为不同的市场。



目前创新最高端的娱乐声卡——Audigy 2 ZS

十一、竞争的复苏 未来的希望

整个2001年和2002年，由于缺乏足够强大的竞争对手，国内声卡市场显得沉闷而乏味，除了每年一度的创新秋季新品发布外，很少有真正能吸引消费眼球的声卡。但2003年的形势就不同了，在这一年中涌现出了德国坦克、岛谷科技（黑金）、福建利嘉（傲王）等等具有挑战里的品牌，让多媒体声卡市场为之复苏。

要特别提到的是VIA以及它所推出的Envy24系列音频控制芯片。虽然此系列芯片最早是由IC Ensemble公司所研发的，但VIA的介入无疑增加了其在市场上的竞争能力。如果不是这款支持7.1输出以及高指标音频信号采样的芯片诞生，恐怕多媒体音频市场依然会乏善可陈。目前越来越多的产品开始采用Envy24系列芯片，从高端到低端、从独立到板载，一应俱全。可以说，VIA Envy24带动了多媒体音频领域的复苏。



VIA ENVY24系列芯片

现实的情况是，越来越多的普通用户对于多媒体音频并没有过多的要求，AC'97板载音效已经完全可以满足他们的要求；而国内的黑金系列、傲王系列则将自己的主要用户群定位于中档玩家，而他们的产品也确实能够满足这些消费者的需求；中高档产品，主要是创新、德国坦克以及另外一些专业品牌之间的竞争。不可否认，当前的多媒体声卡市场，在诸多方面依然是CREATIVE一马当先，但未来确实是难以预料的。竞争必然会带来技术的再度发展，这是我们所希望看到的！Intel已经和著名的Dolby实验室联合，共同推出了AC'97音效标准的替代着——High Definition Audio，力争让板载音频的技术指标大幅度提升。而CREATIVE也毫不示弱，日前他们表示，年内将推出的新一代旗舰声卡将采用新一代的PCI Express接口，所有这些都在预示着——声卡的未来将依然精彩纷呈，声卡的历史依然会被不断续写下去！（全文完）