HDMI-Audioあれやこれや

11/07/31初稿

 HDMIがイケると判断した先の記事の通り、いきなりお気に入りになったAMDのE-350を使ったHDMI-Audio環境構築を進めています。


■M/B換装

 早速M/B交換しちゃいました。E350-GTだとHDMIとDVIが干渉しちゃうので。というか「UltraDurable3」にしてみたくて(笑)。
 新しいM/Bは、Mini-ITXでHudsonM1になっちゃってUSB3.0も搭載されちゃいますけど、GIGABYTEの「GA-E350N-USB3」です。
        日本ギガバイト GA-E350N-USB3 integr. mini-ITX
        日本ギガバイト GA-E350N-USB3 integr. mini-ITX

 選択のポイント「UltraDurable3」ですが、

電力層及び接地層の両方に2オンスの銅を導入し、システム温度を劇的に減少させ、エネルギー効率とオーバークロックの安定性を向上しました。
http://www.gigabyte.jp/MicroSite/48/data/tech_080924_ud3_overview.htm

というものです。

 UltraDurable3を本当に切った記事がありました。すげー
http://ascii.jp/elem/000/000/184/184818/

 ちなみに「2オンス」って重さのことですが、銅箔厚は「1平方フィート」分の重さで示すと決まっており、35um厚だと1オンス、70um厚だと2オンスになるようです。
http://www.pbfree.jp/html/column119.html

 温度やオーバークロックはさておき、「電源パターンの銅が2倍」なんて言われるとそれだけで音に良さそう(笑)ですが、それ以外にもフェライトコアとかコンデンサなども奢っているので、さらに良さそうな気が。
 実際交換してみてどうだったかですが、HDDをそのまま付け替えて無理矢理再認識させた環境で比較してみたところ、若干よくなったような気もしますが…なにせ組み替える時間が経過してますからなんとも…

 やっぱりFANは付いてますが、E350-GTのFANノイズが“しゅるしゅるしゅる”って結構大きかったのに比べると“さー”ってカンジでほとんど気にならないレベルになりました。さすが高級機(笑)。
 当然NO-PCIが付けられなくなった以外は同じ構成です。NO-PCI Expressは装着しています。

 HD-AudioとLANとUSB3.0はBIOSでDisable。
 Gfxの周波数は最低の300MHzに設定しました。CPUのアンダークロックはできないようです。残念。
   →12/10/10追記:アプリからならできるんですね。電圧や周波数をいぢくりまわした記事参照。
 PCIeのSpreadSpectrumはDisableの方がいいようです。
 11/08/06:HDDをTOSHIBA製MK6459GSXPに換装してシステム再構築しました。Advanced FormatのHDDです。AFの方がHDDアクセス効率が良くなるので音にもいいような気がして敢えて選択。実際かなりクリア~なカンジに変わりましたが、システム再構築したりアルミHDDケースへの組み込み方を変えたりしているので、HDD自体が要因かどうかは定かではありません。


 ということで、以下、GA-E350N-USB3にて。


■ハイレゾ(にして)聴くぞ

 せっかくですから聴けるハイレゾを増やしたいですよね。
 PCM系であればuLilithでほとんどまかなえると思いますが、DSD系フォーマットは再生できません。
 また、そもそもハイレゾソースが少ないのを補間するため、「リアルタイムUpSampling」機能も欲しいところです。事前に変換しておくのもメンドクサイですので(苦笑)。

 このふたつを実現できるのがご存じの通りfoobar2000(のプラグイン)です。
 もちろんAPIは排他WASAPI。WASAPIもプラグインを使います。
 プラグインを使うにはDLLを入手してインストールする必要がありますが、インストールと言っても、foobar2000の「components」フォルダにDLLをコピーすればいいだけです。
 ということで、以下のソフトウェアをインストールしました。

  ・foobar2000本体:v1.1.7
  ・WASAPI:foo_out_wasapi … 2.1, released on 2009-05-19
  ・DSD Decorder:foo_input_dsdiff … 1.4, released on 2011-05-19
  ・Sox Resampler:foo_dsp_resampler_0.7.0

 同じくResamplerのfoo_dsp_ssrc_057はv1.1.7ではバージョンが合わないって言われちゃいました。

・foobar2000の24/192 
 一応、現時点では24bit/192kHzまで再生できればオールマイティでしょう。ということで、まずは24/192の再生環境を確保します。
 排他WASAPIの設定で出力bit数を24bitにしてPCMや以下に記すDSD→PCM変換で192kHzや176.2kHz再生すると

「Unrecoverable Playback error:この操作を完了するのに十分な記憶域がありません(0x8007000E)」

なるエラーが出ます。DSD→PCMでもネイティブ24/192のwavでも同じくダメですので、排他WASAPI動作の部分と推定されます。
 メインメモリを2GB→4GBにしてもダメです。
 96kHzや88.2kHzなら大丈夫です。bit数の方を「16bitディザ」にすれば192のままでもokです。なんか単純にどっかの容量の問題ような。

 結局、排他WASAPI設定のBufferサイズ(デフォルト1000ms)を680ms以下にするとOKでした。690ms以上にするとNGです。96kHzにすると2倍の1360ms以下でok、1370ms以上NG。じゃあ176.4kHzなら192÷176.4で680msの1.088倍あたりにスレッシュがあるのではと思ってやってみると実際740msでok、750msでNG。
 つまり、192x24x2x0.68/8=783360Byte=765KBくらい(つまり768KB?)のバッファ容量を持っているということでしょうか。
 VRAM512MB固定で調べましたが、256MB固定にしても680と690の間にスレッシュがあることは変わりませんでした。

・DSD 
 「DSDIFF」形式(拡張子.dff)をPCMに変換してくれるプラグイン「DSD Decorder」がありますのでそれを使います。
 プラグインの設定ではPCMのサンプリングレートを選択できます。最大192kHzですね。
 上記の通り排他WASAPIで24/192が通る設定にしておけばさっくり動きます。例によってbit数は表示されないので定かではありませんがDSP-Z7表示で192kHz出力が192kHzで受信しているのを確認しました。
 ちなみにDSDは2.8224MHzで変調された1bitDigitalですが、44.1kHzのちょうど64倍の周波数です。
 とすると、やっぱり、PCM変換する時は44.1/88.2/176.4が相性いいのかな?
 実際、192よりも176.4の方がかなりハッキリよい気がしますねぇ。だからデフォルトが88.2なのかな?
 音は圧倒的です。16/44.1とは全く違う世界が広がりますね。HDMI-Audioにしてよかったと思える音です。マルチもできるし。

・RealTime UpSampling
 「SoX Resampler」を使っています。パラメータの意味はあまり理解できていないのでとりあえず以下設定にて。デフォルトのまま、のはずです。
   Quality:Best
   Passband:95%
   Allow aliasing:ノーチェック
   Phase response:50%

 こちらも24/192が通る設定さえしてあれば大丈夫のようです。x4の176.4kHz、同じくDSP-Z7表示で確認できました。
 ウチの現在の環境だと、x4だとちょっと柔らかくなりすぎ(特に低域が不明瞭に)でしょうか。元の情報量に比してDACの負担増が釣り合ってないのかな。
 x2でも、DSDのPCM変換には及びませんが16/44.1とは違う音が聴けます。うれしいですね。心地よくて眠くなっちゃいますけど(笑)。
 電源周りいじったりケーブル変えたりするとx2とx4は微妙です。

*:15/02/15注記:厳密に言えばアップサンプリングは“ハイレゾ”と呼ぶべきでものではありません。ハイレゾとアップサンプリングの関係(違い)はこちらの記事にて。


■DSDやハイレゾに思うこと

・PCでDSDストリーム出力?
 DSD(Direct Stream Digital)って、再生においてはフォーマット自体が特にD/A変換時にLPCM(Linear Pulse Code Modulation)より高音質になりえる要素を持っているワケですが、現時点ではDSDデータのままPCから出力することはできません。というか、何らかの手段で出力してもDAC側がDSDのまま受けてくれないと意味がない(DSD→PCMの変換を行う場所を変更するという意味はありますが)ので、それが成立する規格化されたI/FはHDMIしかありません。
 ので、PCのHDMIからDSDストリーム出力することができればとても楽しそうですが、おそらく無理かなぁと思う今日このごろ。
 何故って、一般的な需要がないからです。HDMI-AudioドライバとサウンドAPIが対応し、そのAPIを使ってDSDデータを出力するプレーヤが必要になると思いますが、それなりの規模の規格化と開発が必要ではないかと思います。HDMI Outputの対応エンコード形式に「DSD」が出るようにするイメージですね。
 しかし、そもそも、PC上にはDSDソースが(ほとんど)ありません。せめてSACDがPCで再生できれば少しは対象になるかも知れませんが、現時点ではDSD配信しか可能性はありません。つまり、DSD配信がかなりメジャーにならない限り、それだけの規格化&開発を行うトリガはかからないだろうと言うことです。
 その可能性は…DSD配信がたとえ結構メジャーになったとしても、PCM変換で聴けてしまうこともあり、難しそうな気がします。残念ですけど。
 本Blogで対象としている商用WindowsPCのハードソフトとしてでは、ですが。

・なんちゃってハイレゾ?
 SACDも含めたハイレゾ音源、DSDだったりハイサンプリングだったり24bitだったらいい音、とは限りませんよね。それらはあくまでもフォーマットに過ぎませんから、中に入ってる元の音の質が良くないとダメなのは当たり前だからです。
 24/192のソースだって言っても、例えばベンダ側で16/44.1の音源をアップサンプリングしただけなら、それは“業務用ツールで個人でやるよりハイレベルにアップサンプリンしたから高音質”ってな違いしかないことになります(違いがあるとしたら)。DSDだって、元ソースが16/44.1だったらそれ以上の高音質ソースにはなり得ないですよね。
 もともとハイレゾなハイレゾソースって現時点ではまだあんまり多くないような。

 でも、ハイレゾ再生はリアルタイムアップサンプリングでも音が変わるのも事実です。
 が、そもそも、サンプリングレートやbit数が違えばDACの動作は異なります。例えば16/44.1を24/88.2にアップした場合、3倍の密度でD/A変換しているのでDACの忙しさも3倍、ですからDACから出てくるAnalog音が変わるのは当然だと思います。もともとDACでオーバーサンプリングしてるというような話はさておき、少なくとも入ってくるデータ量の処理としてはそうでしょう。もちろんDACに届けるまでの各種S/W・H/Wの動作も変わりますので、それらは最終Analog段に総合的に影響を与えることでしょう。いわんやPCMとDSDの違いをや。
 つまり、ハイレゾ再生の音が従来の16/44.1再生と違うのは、それは(アップサンプリング後も含めた)ソースの音質が変わったためと、DACを中心とした再生システムの動作が変わったためという2種類の要因があると思っています。

 よって、ハイレゾ再生する時は、「変わった」イコール「良くなった」ではないことを意識するようにしようと思っています。

 CDレベル(16/44.1)の3倍とか6倍っていうデータ量を処理するようになればシステム負荷もそれ相応に増えますので、当然電気もより食うでしょうし発生するノイズも増えるでしょうし、ハイレゾ=高解像度なのですから悪影響の比率も相対的に増えるでしょう(3倍~6倍センシティヴになる)。たとえソースが本当に高音質だったとしても、96kHzより192kHzの再生の方が高音質かどうかはシステムに依ってしまうだろうと思っています。
 ハイレゾを本当にハイレゾで聴くのは結構大変でしょうねぇ。


■ちょっとだけチューン:GA-E350N-USB3+foobar2000編

・リンク速度
 改めて480pと1080iと1080pを256色で勝負させると、1080p。1080pの256色(8bit)と16bitと32bitでは意外にも32bit(720pのリンク速度は1080iと同じためパス)。つまり表記上は一番データ量の多いモードが一番高音質ということに。PCのモードとHDMI規格との関連は別項にて…
 29Hzはよくないっぽい。25Hzは悪くない?
 しかし流石PC、パラメータ多いこと多いこと。
 SH-1010にて。

・HDMIケーブル
 いや~ なんというか、HDMIケーブルでも音変わりますけど…

      

http://www.sanwa.co.jp/product/syohin.asp?code=KM-HD20-10FC&cate=1

Z7とTVを繋ぐケーブルとして↑の1.5m版買ったんですけど、PC→Z7で試してみたら意外なほど音良かったです。
 金メッキプラグ、金メッキピン、一体成形プラグ、両端フェライトコア、3重シールド、99.996%OFC、4K2K/3D/HEC/ARC対応のHighSpeed(満額回答?(笑))ということで選んだんですけど、スペックが効いてるのかたまたま相性なのか? はワカリマセン…

・インシュレータ
 HDMI-Audioでも、PCのインシュレータは影響あるみたいです。いくつか試して、余ってたJ1-ProjectのSP37/Sをかましました。805SにもSP35/Sを使ってて、ICPコンポジットは結構お気に入りです。
 オーディオボード代わりのコーリアンボードの下にはActisのソルボセインESI-100を2段積みで。
 ええ、理屈はワカリマセンとも(苦笑)。PC本体というよりラック全体の変化とか???

   


■ケース変更

      

 ↑こんな肉厚アルミケースで組んだらいかにもAV機器っぽくカッコいいですけど。でもすでに結構散財しちゃったしな~

http://abee.co.jp/Product/CASE/acubic/M10/index.html

 11/08/24追記:なんて言ってるそばから結局M10シルバーを購入してGA-E350Nを入れ替えました。
 幅が広くなったのでコーリアンとソルボセインはハズしています。
 ちょっと罠だったのがPSU取り付け。「真ん中ネジ穴」が片側にしかありませんので、片側が真ん中ネジ穴のみ+片側が上下ネジ穴のみのPSUは上下向きが固定になります。一般的にはFANが上になってしまいますが、エアフローを考えるとFANは下向きにしたいところです。
 また、FAN部が突出するタイプはトレイに当たってFANを下向きに出来ません。といって上向きにすると完全に5inchデバイスに干渉します。
 RG-50で使える唯一の手持ち電源SeaSonic製は両方アウト(苦笑)。
 仕方ないので、FANがでっぱらないタイプをFAN下向きで無理矢理ネジ止めしました。


■またケース変更(ATX電源投入のため)

 この項12/06/09追記。

 またケース変更しました。同じくabeeの「acubic C10」です。今度は黒。旧型をアウトレット通販にて。
 いや、別に色を変えたかったワケじゃなくて、ATX電源を使えるようにしたかったのです(M10はSFX仕様)。
 電源変えてみたいと思って物色していたのですが、SFX限定だと選択肢が少ないので勢いケースも変えることに。
 SeasonicのSFXをトリッキーな取り付け方してるのもちょっとヤだったので。

 さて、普通にお店で売っててPC-Audioで定評のあるPSUとしては、SeasonicのXシリーズが定番でしょうか。

 ですが、そんな大容量要らないし、そのまんま定番ってのもナントナク面白くないので「日本メーカのNipron」一択でチョイスすることにしました。
 Nipronは原則として産業用や医療用PCに使われるPSUメーカなので、PC用とはひと味違った出力が得られるのではと。
 が、そういうメーカなのでコンスーマ向けの商品はほとんどありません。

 でも、実は個人でも買える直販サイトがあるんですよね。
 すごい数の選択肢の中から「VCCI classB取得」してて一番低容量の「NSP3-150-D2S」を選びました。150Wでも十分ですので。リップルも5Vで10mV、12Vで30mVと優秀だと思います。

https://www.nipron.co.jp/pdf/download/testdata/200505271146083558.pdf

 5月末に当電源とacubic C10で組み直しました。
 んが、FANの五月蠅いことったら! ある程度覚悟していましたが想像以上の爆音でした。FAグレードなので動作温度範囲も広くなっているし高寿命を保つためにも冷却能力を強力にしているのでしょう。FAでは音気にしないし。
 しかし、PC-Audioでは無用です。当初から交換覚悟だったので早速静音FANに換装しました(コネクタがPC用と違ったりするのでサックリとはいきませんでしたが)。風量は大変少なくなりましたが、数時間運転しても排気は仄かに暖かい程度で問題なさそうです。

 音質は…一応、それまで使っていたSeasonic製SS-180SFDとC10の組み合わせでも聴いてからPSUのみ換装しましたが、かなり長時間の換装作業の間が空くのでなんとも言えません。が、「S/N良くなった」ような気がしました。プラシーボかも(笑)。

 なお、この電源では残念ながらクリーン電源レギュレータRG-50が起動しませんでした(RG-50を使うためにも低容量をセレクトしたのですが)。
 ので、モッタイナイのでA-1VL(さすがデジタルアンプ、23Wくらいしか食ってないので)の方に投入したのですが、結構よさげです。分解能が上がったけれど暖色系の厚みのある音になったような。

 これも邪道かな(笑)。


■さらにチューン

・ファン交換
 12/06/19追記:あり合わせのFANを5V駆動にしていたのですが、ちゃんと12Vで静音のブランド品、山洋のSANACEに組み替えました。

  ←なんと5dB。

 そうしたら音が変わったようで…すんごく綺麗な音になりました。ノイズ感も歪み感もまるで感じません。これがNipron電源の実力だったのでしょうか。

 12/10/28追記:あり合わせ5V駆動ファンを、ペリフェラルコネクタからの5Vと12V駆動で“追加(そのへんにぶら下げるだけ)”してみて、音質変化(劣化するハズ)を改めて確認したのですが、“わっかりましぇ~ん”でした(笑)。なんだったのかなぁ。最初のHDMI-I/FはE-350、今回はHD5450という違いはありますが…

・PSU交換
 12/11/12追記:PSUをSS-400FLに換装してみました。Seasonic製のファンレス電源です。Xシリーズと同等の低ノイズ性能を持っているようですので、より低出力ということで試したくなった次第。工夫によってはCPUファンだけで冷却まかなえるかも知れませんし。

 まずは消費電力ですが、HD5450実装環境にて起動時は40~45W程度、アイドル&再生時は34W程度でした。さすが80PLUS:GOLD。SoftOFF状態では0.0W(測定限界以下(笑))。
 ファンレスでどこまでいけるのかと、特にファンなど追加せずとあるCDファイルの全曲再生(約1時間)してみましたが、ケースカバー開けた状態とはいえほんのり暖かくなる程度でした。CPUやGfxカードのヒートシンクの方がよほど熱かったです。大したものです。
 ただし音質は、悪くははないのですがNipronに比すと何か抑圧されたカンジでした。もしかしたら“エージング”が必要なのかも知れませんが、1時間では変化していないと感じました。Nipronと同条件にしたケーブルへのフェライトコア追加が逆効果なのかも知れませんし、定格400WのPSUを40W程度の負荷で使うことに無理があるのかも知れません。

 Nipron継続使用にしました。


■備忘録

・GA-E350N付属ドライバの罠
 GA-E350N-USB3を使ったHDMI-Audio用PC構築では、どうもHDMI Outputに相性問題がありそうですので備忘録的に記しておきます。

 GA-E350N-USB3付属ドライバDVD(バージョン:1.0.B11.0106.1)でインストールを行うと…

・AMD SATA Controllerドライババージョン:8.71 2010/11/04付け
・Gfxドライババージョン:8.792.0.0 2010/11/09付け
・RealtekチップをBIOSでDisableにした状態でGfxドライバと同時にインストールされるHDMI Audioドライババージョン:7.11.0.7710 2010/08/30付け(ドライバDVD上は1.2.1.269)
・RealtekチップをEnableにしてドライバDVDからAudioドライバをインストールすると、RealtekのHD-Audioデバイス用だけでなくHDMI-AudioデバイスのドライバもRealtek製がインストールされ、「AMD HDMI Output」が「Realtek HDMI Output」に入れ替わる。バージョン:R2.54(6235) 6.0.1.6121 2010/05/24付け

 AMDはGfxチップのAudio機能にRealtekのコア使っているらしいので入れ替わること自体は別にいいんですけど、RealtekドライバだとuLilith(11/06/15バージョン)のWASAPIが通らないです。Foobar2000(1.1.7)のWASAPIは通りましたので、WASAPI-I/Fの相性問題のようです。
 もしこの状態になった場合は「ドライバのロールバック」など使ってHDMI-Audioドライバを入れ替える必要があります。

 12/07/04追記:RealtekドライバはWASAPIのイベントモードが動かないのが原因のようです。foobar2000のWASAPIプラグイン(Ver3のbeta5)でもイベントモードにするとエラーになります。AMDドライバではイベントモードが動き、タイマーモードより良いように聴こえましたが、Realtekドライバ(R267にて)でタイマーモードの方が好ましく感じました。

・Gfxドライバで音は変わる
 12/09/03追記:罠じゃないんですけどGfxドライバについてひとつ。11/06/07付け8.862.0.0から12/07/27付け8.982.0.0に入れ替えたら猛烈に高解像の音になりました。いろんな楽器が聴こえるようになるなど解像感は凄いのですが、サ行などちょっとキツすぎるのでドライバロールバックで戻してみたところ、確かに元の音に。
 しかし、新しいドライバを使いこなさないのもナンだと思い、「まったり>解像度」になる傾向の「プログラム優先」「エクスプローラ起動」など試してみた結果、1080pを1080iにするだけが一番よさげです。


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