>  ПК АУДИОФИЛ II (продолжение). >  ПК АУДИОФИЛ II (окончание). Вопросы и ответы.

В связи с пожеланиями, высказанными посетителями нашего сайта, и в соответствии с планами, о которых мы говорили раньше, ПК Аудиофил начал новый проект по созданию недорогого музыкального сервера «ПК Аудиофил II».

Основываясь на нашем опыте и результатах других подобных разработок, мы можем с уверенностью сказать, что создание музыкального сервера, который, с одной стороны, будет обладать всеми качествами цифрового источника аудиофильского уровня, а с другой, будет сравнительно недорогим, вполне возможно.

Кто-то может спросить: а что значит недорогой музыкальный сервер? Ответим так: имеющий такую комплектацию, стоимость которой будет минимальной при условии, что эта комплектация позволит достичь максимально точного звуковоспроизведения.

Мы приглашаем к участию в проекте уважаемых посетителей сайта, и считаем, что совместными усилиями можно добиться наиболее впечатляющих результатов. Присылайте свои предложения и соображения по комплектации сервера, выбору звуковой карты, ПО и другим техническим вопросам. Самые интересные из них будут опубликованы на сайте и учтены при конструировании музыкального сервера «ПК Аудиофил II».

Этап I. Техническое задание (ТЗ)

Прежде чем приступить к созданию музыкального сервера, необходимо определить основные технические требования, которым должен отвечать создаваемый аппарат. Для этого сначала кратко сформулируем некоторые важные, на наш взгляд, пункты ТЗ, а затем уточним и дополним его при участии уважаемых посетителей сайта.

1. Назначение аппарата

Цифровой источник аудиофильского уровня на базе ПК для хранения и точного воспроизведения аудиофайлов высокого разрешения (ВР), имеющий оптимальное соотношение стоимости и качества.

2. Технические требования к аппарату

2.1. Состав (комплектующие изделия)

Звуковая карта или плата цифрового ввода-вывода; системная плата; процессор; система охлаждения процессора; ОЗУ; жёсткий диск; блок питания; корпус; средства управления.

Сразу отметим, что в состав нашего музыкального сервера необязательно должен входить оптический привод. Можно использовать внешний привод или накопитель.

2.2.  Требования по назначению

2.2.1. Основные выполняемые функции:

• хранение, преобразование и воспроизведение аудиофайлов ВР двухканального стереозвука ИКМ-форматов;
• конвертация аудиофайлов DSD в ИКМ.

Необязательные функции: возможность сетевого подключения, цифроаналоговое преобразование, звуковое воспроизведение на наушники.

2.2.2. Основные технические параметры:

• обеспечение всех функций при работе с аудиофайлами, имеющими частоту дискретизации не менее 192 кГц и разрядность не менее 24 бит в форматах WAV, FLAC, WMA Lossless, AIFF (как минимум);
• конвертация аудиофайлов DSD c частотой дискретизации 2822,4 кГц форматов DSDIFF и DSF в ИКМ-форматы (WAV и др.) с частотой дискретизации не менее 192 кГц и разрядностью не менее 24 бит;
• вывод цифрового стереосигнала в стандарте S/PDIF.

2.3.  Требования к электропитанию

Абсолютно бесшумный (безвентиляторный) блок питания, имеющий технические характеристики, необходимые и достаточные для качественной работы всех комплектующих в отдельности и аппарата в целом.

2.4.  Требования по эргономике и технической эстетике:

• абсолютно бесшумный в работе аппарат;
• корпус – промышленного изготовления, лучше малогабаритный;
• средства управления должны обеспечить удобное дистанционное управление всеми функциями аппарата.

3. Требования по программному обеспечению (ПО):

• ОС Windows 7 или XP;
• поддержка протокола ASIO и/или WASAPI;
• ПО Korg AudioGate;
• программный проигрыватель, поддерживающий ASIO и/или WASAPI.

4. Перечень этапов работы

Составление ТЗ; выбор комплектующих; приобретение комплектующих; сборка; наладка (включая оптимизацию ПО); испытание.

Этап II. Выбор комплектующих

Так как, по нашему мнению, самым важным элементом музыкального сервера, который вносит решающий вклад в качество звучания, является звуковая карта (или плата цифрового ввода-вывода звука), то начнём выбор комплектующих с неё.

II.1. Выбор звуковой карты

Определим основные требования к звуковой карте:

• карта аудиофильского уровня;
• частота дискретизации до 192 кГц и разрядность до 24 бит включительно;
• вывод цифрового стереосигнала в стандарте S/PDIF (предполагается использование внешнего ЦАПа);
• интерфейс PCI или PCIe;
• работа в среде Windows 7 (предпочтительнее) или XP;
• поддержка протокола ASIO;
• наличие высококачественных цепей питания;
• наличие собственного генератора опорной частоты или системы снижения джиттера;
• максимальная стоимость ориентировочно не больше 10000 руб. (в пределах этой суммы имеется достаточное число качественных звуковых карт, из которых можно выбрать подходящую).

Поскольку создаваемый музыкальный сервер предполагается подключать к внешнему ЦАПу, то такие функции звуковой карты, как цифро-аналоговое преобразование и наличие выхода на наушники, не являются обязательными. Другими словами, нам было бы достаточно иметь плату цифрового вывода звука или плату ввода-вывода с задействованием только вывода. С другой стороны, при прочих равных условиях, наличие перечисленных выше функций звуковой карты может рассматриваться, как преимущество.

Может оказаться, что при выборе звуковой карты не найдётся ни одной, которая бы полностью отвечала всем перечисленным выше требованиям. В этом случае будем отдавать предпочтение таким свойствам карты, которые смогут в большей мере влиять на качество звука. При приблизительно равных параметрах будет учитываться стоимость карты.

Для начала, с помощью уважаемых посетителей сайта, составим список звуковых карт, которые могли бы участвовать в нашем отборе. Затем сократим список до 5-6 «финалистов» и, после тщательного сравнения параметров претендентов и изучения отзывов экспертов, выберем то, что нам надо.

Составляем список. Вот претенденты, которые были предложены посетителями сайта, после чего список был дополнен его администрацией:

Итак, с помощью посетителей сайта составлен список из 16 высококачественных, но недорогих карт. Из него придётся отсеять те звуковые платы, которые не подходят по тем или иным характеристикам:

поддерживают не все стандартные частоты дискретизации в диапазоне 44,1 – 192 кГц карты Cantatis Overture 192, Creative Sound Blaster X-Fi Elite Pro, E-MU 1212M PCI/PCIe, (кроме этого, карта Creative Sound Blaster X-Fi Elite Pro имеет довольно высокую цену, выходящую за установленные рамки);

не имеют собственного генератора опорной частоты или системы снижения джиттера карты ASUS Xonar Essence STX, Audiotrak Prodigy HD2, Cantatis Overture 192,;

платы Onkyo и ooAoo придётся исключить из-за недостатка информации о них. Например, руководство пользователя карты ooAoo SQ210A, как нам известно, имеется только на китайском языке. Кроме этого, для карт Onkyo требуется использовать японский вариант Windows 7, что неудобно.

Таким образом, в списке «финалистов» остаются шесть звуковых карт, из которых надо будет выбрать самую подходящую:

Для более наглядного сопоставления параметров этих карт мы составили сравнительную таблицу их характеристик.

В таблице приведены в основном те характеристики, которые могут повлиять на оценку звуковых карт с точки зрения целей нашего проекта. Напомним, что в первую очередь нас интересует качество цифрового сигнала с выходов S/PDIF для подачи его на внешний ЦАП и меньше – качество аналоговых выходов. При использовании карты для музыкального сервера не нужны звуковые эффекты цифрового сигнального процессора или мультимедийные функции.

Из шести звуковых плат две – профессиональные, а остальные – полупрофессионального уровня, для домашней студии. Все карты располагаются приблизительно в одном ценовом диапазоне. Самые «старые» - ESI Juli@ и M-Audio Audiophile 192, самая «свежая» -  E-MU 0404 PCIe, хотя её вариант на интерфейсе PCI выпускался с 2006 года.

На какие характеристики карт нужно обратить внимание, ознакомившись с таблицей? Во-первых, четыре звуковые платы (E-MU 0404 PCIe, ESI Juli@, ESI MAYA44, Infrasonic Quartet) не поддерживают частоты дискретизации выше 96 кГц на оптическом выходе TOSLINK, а две другие (Marian Trace Alpha и M-Audio Audiophile 192) вообще не имеют оптического выхода. С первого взгляда эти особенности могут показаться малозначимыми. Однако использование оптического типа соединения с некоторыми ЦАПами может дать более положительные результаты по сравнению с коаксиальным. Известная фирма Naim, например, считает, что лучше использовать оптический кабель, т. к. в этом случае осуществляется гальваническая развязка между источником и преобразователем. Такого же мнения придерживается компания EMM Labs, которая применяет оптические кабели для передачи сигнала от своих транспортов к ЦАПам. В ещё большей степени это может быть важно в случае использования компьютера в качестве источника цифрового сигнала. Кстати, профессиональная карта Marian Trace Alpha, не оснащённая оптическим выходом, имеет гальваническую развязку цифрового выхода RCA.

Две карты E-MU 0404 PCIe и M-Audio Audiophile 192 не имеют автомата определения опорной частоты поступающего сигнала, а E-MU 0404 PCIe не работает выше 96 кГц на выходе RCA в стандарте S/PDIF.

Все шесть звуковых плат могут работать с ОС Windows 7, правда, Marian Trace Alpha – только с 32-разрядной версией, хотя это не имеет существенного значения для применения в музыкальном сервере. Надо отметить, что эта профессиональная карта оснащена несколькими интересными системами, которые могут быть полезны для использования в звукозаписи, но не дают положительного эффекта в нашем случае. Поэтому применение звуковой платы Marian Trace Alpha в рамках нашего проекта можно было бы сравнить со стрельбой из пушки по воробьям.

Две карты Infrasonic Quartet и  Marian Trace Alpha имеют специальные разъёмы ввода/вывода сигнала опорной частоты для синхронизации с другими устройствами. Это может быть полезным для использования с ЦАПом, имеющим такие же возможности.

В карте E-MU 0404 PCIe имеется возможность переключения стандарта цифрового выхода RCA, выбирая между профессиональным AES/EBU и любительским S/PDIF. Профессиональный стандарт может использоваться с ЦАПами, имеющими соответствующий вход.

Только один из интерфейсов, Infrasonic Quartet, имеет специальную схему US-PSB class I (Ultra Stable Power Supply Block) для стабилизации питания и разделения цепей питания различных функциональных блоков карты, конденсаторы большой ёмкости и плавную подачу питания.

Проанализировав характеристики всех «участников финала», принимая во внимание мнение уважаемых посетителей сайта, которые присылали нам письма с указанием своих предпочтений, а также ознакомившись со статьями экспертов, ПК Аудиофил выбирает звуковую карту Infrasonic Quartet.

Обоснование выбора:

- одна из «новых» карт, имеющая хорошо продуманную конструкцию и функциональность;
- улучшенное питание с использованием специальных схем и конденсаторов большой ёмкости;
- выходы TOSLINK и RCA;
- наличие ввода/вывода сигнала опорной частоты для синхронизации с другими устройствами;
- наличие автомата опорной частоты;
- удобная контрольная панель;
- положительные отзывы экспертов;
- хорошая информационная поддержка на сайте компании-производителя.
II.2. Выбор системной платы и процессора

При выборе системной (материнской) платы и процессора необходимо учитывать, что при использовании протокола ASIO или WASAPI происходит непосредственная передача цифрового потока от жёсткого диска к звуковой плате при незначительной загрузке процессора и микросхем системной платы, поэтому требования к их параметрам – самые минимальные. Важным является низкое энергопотребление, а также наличие у системной платы высококачественных цепей питания. И конечно, мы помним, что создаём недорогой музыкальный сервер.

Сформулируем основные требования к системной плате:

• совместимость с ОС Windows 7;
• наличие как минимум одного разъёма PCI;
• типоразмер microATX;
• наличие высококачественных цепей питания;
• низкое энергопотребление;
• наличие радиаторов охлаждения на греющихся элементах.

Основные требования к процессору:

• тип процессора: процессор для настольного компьютера;
• 32- или 64-битный;
• тактовая частота не менее 1 ГГц;
• низкое энергопотребление;
• возможность использования безвентиляторной системы охлаждения.

Составляем список «претендентов».

 

Начнём с определения наиболее подходящего процессора. Для нас наиболее важной характеристикой является его энергопотребление: чем меньше – тем лучше. Вот как выглядит показатель теплорассеяния TDP (thermal design power), по которому  можно судить об уровне энергопотребления  у предложенных процессоров:

Процессор	Показатель теплорассеяния (TDP), Вт
AMD Zacate* (встроенный)	18*
AMD Athlon II X2 160u/170u	20
AMD Athlon II X2 250u	25
AMD Sempron 140	45
Intel Celeron Dual-Core E3500	65

* Суммарный показатель теплорассеяния для двухъядерного Zacate (APU E-350), в состав которого, кроме вычислительного, входит графическое ядро Radeon HD 6310.

Если говорить о процессорах с малым энергопотреблением, то нельзя не вспомнить о процессорах  Intel Atom, имеющих в настоящее время одни из лучших показателей теплорассеяния. Однако, эти процессоры устанавливаются на платах компактного типоразмера Mini-ITX , который не очень подходит для целей нашей конструкции из-за использования малогабаритных (не всегда лучших) деталей и упрощённой схемы электропитания.

Сравнивая процессоры по энергоэффективности, можно сделать вывод, что наиболее предпочтительными для нас являются AMD Zacate, AMD Athlon II X2 160u и AMD Athlon II X2 170u. Последние два процессора отличаются тактовой частотой: 1,8 ГГц – у 160u и 2,0 ГГц – у 170u. Исходя из того, что на более низкой частоте энергопотребление процессора обычно ниже, из двух последних процессоров выбираем AMD Athlon II X2 160u, который, кстати, немного дешевле, чем 170u.  

К предложенным выше системным платам можно было бы добавить ещё несколько подходящих высококачественных плат типоразмера microATX от указанных выше и других известных производителей, например, Biostar и ESI. Однако, для сравнения достаточно будет выбрать наиболее совершенные, на наш взгляд, современные материнские платы ASRock 890GM Pro3 и MSI 890GXM-G65 в комбинации с процессором AMD Athlon II X2 160u, и плату со встроенным процессором  ASUS E35M1-M PRO.

Для удобства сопоставления параметров плат составим сравнительную таблицу их технических характеристик, причём ограничимся теми характеристиками, которые более важны при выборе системной платы именно для музыкального сервера.

Характеристика	ASRock 890GM Pro3 + AMD Athlon II X2 160u	ASUS E35M1-M PRO	MSI 890GXM-G65 + AMD Athlon II X2 160u
Фото (увеличивается при нажатии)
Цена, руб.	5500*	4100	5900*
Процессор	Athlon II X2 160u	Zacate (APU E-350**)	Athlon II X2 160u
Тактовая частота процессора, ГГц	1,8	1,6	1,8
Чипсет	AMD 890GX/ SB850	AMD Hudson M1	AMD 890GX/ SB850
Встроенная графика	Radeon HD 4290	Radeon HD 6310	Radeon HD 4290
Суммарный показатель теплорассеяния TDP (процессор+чипсет), Вт	46	18	46
Память DDR3, кол-во разъёмов	4	2	4
USB 3.0	2	2	2
Порты SATA	5 x SATA 3.0 1 x внешний eSATA 3.0	5 x SATA 3.0 1 x внешний eSATA 3.0	5 x SATA 3.0 1 x внешний eSATA 3.0
Схема  питания процессора	4+1	3	4+1
Твердотельные конденсаторы	Да	Да	Да
Массивные радиаторы охлаждения	Да	Да	Да
Системы снижения энергопотребления	Cool ’n’ Quiet	Cool ’n’ Quiet EPU	Cool ’n’ Quiet APS
Совместимость с ОС Windows 7	Да	Да	Да
Типоразмер	microATX (24,4 x 24,4 см)	microATX (24,4 x 18,3 см)	microATX (24,4 x 24,4 см)
Дополнительная информация	Выход S/PDIF (оптический)	Выход S/PDIF (оптический) ASUS low EMI	Выход S/PDIF (оптический)
Описание на сайте производителя	Описание (русск.) Описание (англ.)	Описание (русск.) Описание (англ.)	Описание (англ.)
Статьи	Статья 1 (русск.) Статья 2 (англ.)	Статья 1 (русск.) Статья 2 (русск.) Статья 3 (англ.)	Статья 1 (русск.) Статья 2 (англ.)

 

*   Включает в себя стоимость платы, процессора и дополнительного радиатора охлаждения процессора

** APU, или Accelerated Processing Unit (рус. ускоренный вычислительный узел) – двухъядерная платформа, в состав которой, кроме вычислительного, входит графическое ядро Radeon HD 6310

Сравнив характеристики по таблице, внимательно изучив описания плат и отзывы экспертов, можно сделать вывод, что основными отличиями, которые влияют на выбор платы для создаваемого музыкального сервера, являются, во-первых –  энергопотребление, связанное с возможностью пассивного охлаждения без использования вентиляторов, во-вторых – схема питания процессора и, в-третьих – цена. ASUS E35M1-M PRO со встроенным процессором, обладая лучшей ценой и меньшим энергопотреблением, несколько уступает двум другим платам в качестве системы питания. Что предпочесть? Вспомним, что мы создаём недорогой музыкальный сервер, и выбираем системную плату со встроенным процессором ASUS E35M1-M PRO.

Обоснование:

Ещё раз подчеркнём, что выбор именно этой системной платы определяется требованиями к плате для создаваемого нами музыкального сервера. Само собой разумеется, что для других целей выбор материнской платы может быть иным.

Для выбора ОЗУ воспользуемся списком рекомендованных модулей памяти DDR3 на сайте производителя системной платы ASUS. Из рекомендованных модулей Crucial, Elpida,  Kingston и Micron выбираем наиболее доступное и надёжное ОЗУ Kingston KVR1066D3N7/1G. Нам понадобится два модуля по 1 ГГб по 430 руб. каждый.

II.3. Выбор жёсткого диска

Поскольку мы конструируем бесшумный музыкальный сервер, то выбирать будем среди твердотельных накопителей (SSD), которые не имеют движущихся частей. Как мы знаем (см. Музыкальный сервер своими руками), кроме бесшумности эти накопители имеют и другие, важные для создания музыкального сервера, преимущества, например, большую скорость чтения и незначительное энергопотребление.

Нашим читателем Дмитрием, с целью снижения стоимости аппарата, было предложено использовать SSD небольшой ёмкости, а музыку в основном хранить на внешнем накопителе, который будет иметь достаточную ёмкость и более низкую цену в расчёте на 1 ГБ, чем твердотельный накопитель. Воспользуемся этим разумным предложением при создании нового музыкального сервера «ПК Аудиофил II», тем более что современные интерфейсы (например, USB 3.0 и eSATA 3.0) позволяют значительно ускорить процесс переноса файлов с внешнего запоминающего устройства на жёсткий диск.

Сформулируем основные требования к накопителю:

• тип накопителя: твердотельный (SSD);
• ёмкость 60 – 120 ГБ;
• интерфейс SATA 3.0 или PCIe;
• типоразмер 2,5 или 3,5 дюйма (для интерфейса SATA);
• совместимость с ОС Windows 7.