PCDVD數位科技討論區 - 使用RMAA檢測CPU使用率對音效卡的音質衝擊(特典:foobar2k DS/KS/ASIO/wave輸出檢測)

2、3星期前曾說過要po這篇，結果拖到現在，真是對不起那些期待的人，總之文章還是生出來了，請享用!

文＆測試: jefm

話先說在前
我不算專家，沒辦法對RMAA測試數據作詳細的評論
同時RMAA的測試數據的好壞也不必然會反映出聽感---這點早已是共識
所以數據上的差異是否真的會對聽感造成影響，我不清楚，也聽不出來
好壞的決斷留給各位，我只負責煽風點火

※注意事項:

@這次的測試是在單一電腦上完成，也就是說所有變數不單只是影響播放卡，還可能會同時影響錄音卡，雜訊因而相互消長的程度不得而知，這點請注意!!

@播放用的Audigy 2有穿金鐘罩!
(剛買1212m時本來有要扒下來給0202穿，可是發現罩子螺絲孔位置不太合，又懶得鑽新孔，所以就還給Audigy 2穿囉～現在想想測試時應該要讓0202穿才對^^)

@因資料太多，不方便全部貼在討論區上，因此詳細數據我另外包成壓縮檔供各位下載

@記錄檔名稱開頭的2位數字為測試時的先後順序，方便大家驗證到底是真有影響，還是只是我的電腦正在體驗Burn-in過程

@若你覺得表格上的資料不夠刺激，那就下載頻譜圖看看吧，各組之間的差異一目了然!

@不算技巧的小技巧: 在1024x768解析度下，各htm檔內的頻譜圖位置都相同，因此可以用方向鍵或是page鍵來上下移動，將各個檔內的頻譜圖移到上螢幕同一位置後，就可以快速地在瀏覽器間切換以比較差異(如果是在其他解析度下有可能會因文字換行而導致htm之間圖的位置不一樣，這樣就不容易調到同一位置了)

資料包A - (1.51MB)含詳細頻譜圖、及整理成Excel格式的成績表
資料包B - (9.44MB)含RMAA-sav檔(檔不小，除非你要進一步用RMAA來分析，不然資料包A的資訊就很夠了)

(資料包A內還有一個"Original wave file"測試資料，為RMAA直接開檔讀取自己產生的測試檔來分析之數據，即理想狀態下的數據，可用來與以下的測試比較)

好了，所有責任該推的都推乾淨了...
開始進入正題吧!

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測試環境:

台達 On-Line UPS N-1000VA

偉訓400W
Gigabyte GA-8IPE1000
P4 2.4G 533FSB
DDR 512MB * 2

HD 120G * 1
HD 160G * 1
FDD * 1
DVD-ROM * 1
DVD-RW * 1

D-Link DFE-530TX * 1
Audigy 2 + 金鐘罩 * 1
1212m * 1
Compro M800 * 1

Windows XP SP-2
RMAA 5.4

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設定:

a. 以Audigy 2作輸出，1212m作輸入，線材為一般市售約百元等級的線

b. 以RMAA內建功能產生16bit/48kHz wav格式測試檔與音量校正檔，轉成所需格式後(flac,ape)交由foobar2000撥放

c. RMAA測試選項(Test option)除了Display項外，其他皆使用預設值

d. RMAA錄音設定為E-DSP Wave(1212m) / 16bit / 48kHz，1212m錄音音量為0db

e. foobar2000取消所有DSP，使用16bit fixed-point輸出，測試A、B、C中使用Kernel Stream out

f. 從工作管理員關閉所有可能會干擾測試的程式

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測試A

目標: 測試wav,flac,ape播放時，其硬體上的解碼運算複雜程度是否會間接影響音效卡輸出音質

將測試檔轉成flac(best),ape(fast、normal、high、extra-high、insane)後丟進foobar2000,檔案資訊如下:

Calibration signal.wav / 800,044 Byte / 1536 kbps / 0:04
Test signal (48 kHz 16-bit).wav / 1,825,176 Byte / 1536 kbps / 0:25
Test signal (48 kHz 16-bit).flac / 1,182,078 Byte / 376 kbps / 0:25
Test signal (48 kHz 16-bit)_1_fast.ape / 1,535,932 Byte / 489 kbps / 0:25
Test signal (48 kHz 16-bit)_2_normal.ape / 1,436,872 Byte / 457 kbps / 0:25
Test signal (48 kHz 16-bit)_3_high.ape / 1,488,856 Byte / 474 kbps / 0:25
Test signal (48 kHz 16-bit)_4_ex_high.ape / 1,322,840 Byte / 421 kbps / 0:25
Test signal (48 kHz 16-bit)_5_insane.ape / 1,307,916 Byte / 416 kbps / 0:25

(你沒看錯，我也沒打錯，這個測試檔的壓縮結果ape-high檔案反而比normal大,而flac壓縮率意外地大幅勝出)

Audigy 2的音量控制裡，Aux與CD Audio未關閉，Aux音量約為70%，CDAudio音量約為35%
其實本來是要關的，但測完後才發現沒關，後來又發現結果與測試B的差異很不一樣，所以一併放上來

以foobar2000的Speed meter測試各種格式的解碼速率:
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit).wav
INFO (foo_null) : decoding took 78 milliseconds, speed 322.19x
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit).flac
INFO (foo_null) : decoding took 235 milliseconds, speed 106.93x
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit)_1_fast.ape
INFO (foo_null) : decoding took 703 milliseconds, speed 35.74x
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit)_2_normal.ape
INFO (foo_null) : decoding took 953 milliseconds, speed 26.37x
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit)_3_high.ape
INFO (foo_null) : decoding took 1094 milliseconds, speed 22.97x
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit)_4_ex_high.ape
INFO (foo_null) : decoding took 1813 milliseconds, speed 13.86x
INFO (foo_null) : Decoding file://H:\Temp\Rmaa test - wav sample files\Test signal (48 kHz 16-bit)_5_insane.ape
INFO (foo_null) : decoding took 203 milliseconds, speed 123.79x

注意: ape-insane雖然在上列表中有不錯的成績，但事實上在測試到這個檔時，解碼的進度棒會停住幾秒後才開始跑，顯然頓住的這幾秒沒被算進去。而以工作管理員觀察此檔在一般播放時的CPU使用率時，也發現在開始動作之前會先吃掉全部的CPU資源，頓完開始播時則幾乎不吃CPU(大概是檔案小於insane的block大小，已經在頓住的時候就已經解的差不多了吧，這問題還是交由了解insane技術的人來回答吧~)，此情形也反映在底下的測試數據--其分數幾乎和wav一樣。
(另外隨手抓來一條90秒的音樂壓成insane來測Speed meter，則就可以得到3.89x這個看起來較合理的解碼速度)

測試項目:
wav: 播放.wav檔
flac (best): 播放以best參數壓縮的flac檔
ape (fast): 播放以fast等級壓縮的ape檔
ape (nor): 播放以normal等級壓縮的ape檔
ape (high): 播放以high等級壓縮的ape檔
ape (ex_hi): 播放以extra high等級壓縮的ape檔
ape (ins): 播放以insane等級壓縮的ape檔
RMAA: 以RMAA程式本身即時播放測試音訊

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測試B

同A，但Audigy 2除了總音量與Wave(依個人設備driver不同，可能會顯示MP3，DirectSound...等)音量外，所有裝置皆關閉，降低卡上錄音電路吸收雜訊的影響。之後的測試C與D皆同樣關閉。

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測試C

目標: 測試在做一般Windows操作時，是否會影響輸出音質
※還是一樣使用foobar2000來播放wav格式測試檔

測試項目都是隨興想到的，沒什麼特殊目的

測試項目:
idle: 什麼都不作(對照組)
dragging-window: 用滑鼠拖著foobar2000的設定視窗不停繞圈圈(我的WindowsXP的視覺設定為"拖放時顯示視窗內容")
SETI@Home: 背景執行SETI@Home
moving mouse: 握著滑鼠不停繞圈圈(是的，就是單純動滑鼠而已!)
copying files: 從一顆硬碟copy大量的小檔案至另一顆碟碟
copying file (network-1394): 經1394介面從網芳上另一台電腦拉一個700MB的檔案至本機硬碟上(~16MB/s)
copying file (network-NIC): 經網路卡從網芳上另一台遠端電腦拉一個700MB的檔案至本機硬碟上(~10MB/s)

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測試D

目標: 測試在foobar2000中，以DirectSound、Kernel Stream、ASIO(exe version)、waveOut作為輸出的差異
※還是一樣使用foobar2000來播放wav格式測試檔

※以foobar2000播放音量校正檔來校正音量時，在Windows音量控制面板中的Wave項固定為100%，由Play control(總音量)滑桿來控制輸出音量，使其盡量接近RMAA要求的-1dB。以此方式設定完foobar2000的DirectSound輸出後，即不再更動音量控制面板的設定
在不更動音量控制的情況下，測出DirectSound與waveOut輸出音量為-0.9dB，Kernel Stream與ASIO輸出音量為-0.8dB
因此音量校正階段就已經發現DS、KS、ASIO、wave最後自音校卡輸出時，音量就有差異(音量較低通常THD也會較低)

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看過了測試數據後，即使測試重複次數不算多，差異也很小，但我想多少還是可以"看"得出來差異確實存在
不過要是真有人耳朵金到可以聽出ape與wave播放時的差別，那麼根據測試C的結果，他在電腦上聽音樂大概會像坐雲霄飛車一樣刺激吧 :laugh: