Что такое usb audio driver

Обновлено: 17.05.2024

Это естественно, что протоколы передачи данных постоянно развиваются для использования преимуществ новых технологий и увеличения скорости. Но обновления USB и его типов коннекторов вызывают путаницу. Попробуем разобраться в некоторых распространенных вопросах, связанных с USB-подключением и объяснить причины, по которым Focusrite придерживается USB 2.0 для своих самых популярных карт Scarlett и Clarett USB.

Ранние версии USB-подключения

Изначально у USB были проблемы с пропускной способностью, что сильно влияло на запись и воспроизведение звука. Например, спецификация USB v 1.1 обеспечивала достаточную пропускную способность для передачи стереозвука в формате 24-бит/48 кГц одновременно в обоих направлениях. К счастью, технологии развиваются и эти ограничения остались в прошлом. Протокол USB 2.0 обеспечивает возможность быстрой записи для большого количества каналов. При теоретической скорости передачи данных в 480 Мбит/с, интерфейс USB 2.0 может работать с, как минимум, 48 стереоканалами. Битрейт моноканалов 24 бит/48 кГц составляет 1,15 Мбит/с, поэтому в теории, максимальное количество каналов достигает сотни (на практике существуют ограничения).

Протокол USB 3.x

В последние годы были представлены USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2. Они существенно улучшены с точки зрения возможности передачи необработанных данных. Максимальная скорость - 5 Гбит/с для USB 3.0; 10 Гбит/с для USB 3.1 Gen 1; и 20 Гбит/с для USB 3.1 Gen 2, что прекрасно для жестких дисков и других устройств, которые работают с большими объемами информации. Но такое увеличение производительности не имеет практической пользы для аудио-профессионалов. Это связано с архитектурой стека драйверов хост-компьютера и его поддержкой USB аудио, который работает с «изохронными» данными (подробнее об этом здесь). Стек планирует передачу данных на/с аудиодрайверов с интервалом в миллисекунду. Это значит, что независимо от того, как быстро данные передаются по шине USB, драйвер определяет предел минимально возможной задержки. (для Windows это 1 мс; в Mac OSX это 1/8 мс.)

Можно провести сравнение. Если теннисный мяч – это данные, а труба – полоса пропуска, то ширина трубы будет ровняться максимальной пропускной способности. Отпустите шар в верхней части трубы, и увидите, что он достигнет дна в течение определенного промежутка времени. Это время и есть задержка, время, необходимое для перехода сигнала от одного конца к другому. USB 3.x предлагает гораздо более «широкую трубу» и может позволить большему количеству теннисных мячей (каналов звука) перемещаться по ней. Но они не будут двигаться быстрее. То же самое происходит при сравнении USB 3.x и USB 2.0 с точки зрения передачи аудиоданных.

Протоколы (сверху вниз): Thunderbolt, USB 1 и 2 (оранжевый), USB 3 (с синей вставкой), USB-C/Thunderbolt 3, Ethernet/RJ45 (для сетевого аудио).

Это не означает что высокая пропускная способность USB 3.x не имеет дополнительных преимуществ, когда нужен интерфейс с большим количеством аудиовходов и выходов. Но даже при этом условии, для многоканальных интерфейсов ( Focusrite Clarett 8Pre USB и Focusrite Scarlett 18i20) USB 2.0 обеспечивает более чем достаточную ширину для одновременного использования 18 х входных и 20 х выходных каналов.

Совместимость

Не исключен вопрос обратной совместимости. Большинство новых компьютеров совместимы с USB 3.x, но многие пользователи работают на системах без такого подключения. USB 2.0 девайсы без проблем работают с компьютерами, оснащенными портами USB 3.x, однако нельзя утверждать обратного. Таким образом, если Focusrite оборудует свои интерфейсы USB 3.x, это отрежет огромную группу клиентов и не принесет никакого повышения производительности по сравнению с более новыми системами. Более того, цена на интерфейсы возрастет из-за производственных затрат.

USB-C

Введение USB Type-C также вызывает некоторые вопросы у покупателей. Единственный факт, который нужно знать, заключается в следующем: USB-C – просто термин, используемый для описания плоского симметричного штекера или розетки, встречающихся в современных устройствах. Например, новые ноутбуки Apple, смартфоны и все большее число других компьютеров. Термин USB Type-C не подразумевает отличий в скорости или качестве протокола передачи данных. По факту, USB Type-C способен передавать гораздо больше, чем просто данные USB; например, информацию о мониторе HDMI и DisplayPort. И устройство с USB Type-C, например, звуковая карта Focusrite Clarett USB, будет прекрасно работать с любым компьютером, оснащенным USB. Все, что нужно – это правильный кабель.

Итоги

Мы надеемся, эта статья ответила на главные вопросы, связанные с USB-подключением. Из-за неполной совместимости USB 3.x и практически нулевому преимуществу в скорости передачи данных, протокол USB 2.0 по-прежнему является наиболее эффективным из вариантов USB для профессиональной многоканальной записи. Поэтому, при выборе звуковой карты рекомендуем не заострять внимание на этом параметре, а сосредоточиться на том, что нужно именно вам: количество входов, преампы, софт в комплекте и т.д.

Программная регулировка громкости

Многие пользователи предпочитают регулировать громкость непосредственно в программном плеере. Это весьма удобно, например, в случае прослушивания с помощью настольных систем с активными мониторами.

Если ваш аудиотракт работает в режиме ASIO, уменьшить громкость с помощью ползунка в углу экрана (на панели задач Windows) уже не получится. Придется использовать собственный регулятор уровня сигнала плеера (Volume Сontrol). При этом имейте в виду, что в случае программного изменения громкости побитовая передача данных оригинала на ЦАП не сохраняется. Это возможно только при максимальном положении громкости на отметке 100%.

Как с максимальным качеством вывести звук из компьютера под ОС Windows

Ваш персональный компьютер может располагать CD-приводом или не быть им оснащенным – так или иначе он способен хранить в своей памяти библиотеку аудиофайлов или же получать их путем стриминга с каких-либо ресурсов. В любом случае музыкальный сигнал формата PCM (или реже DSD) может быть выведен для цифроаналогового преобразования сторонними средствами. Чаще всего это делается посредством USB-соединения ПК с внешней звуковой картой или аудио-ЦАП. Музыку можно слушать и с выхода на наушники самого компьютера (его динамики рассматривать не будем), но в таком случае результат будет оставлять желать лучшего. Причин тому несколько, но самая главная – встроенная звуковая карта попросту не обеспечивает качества, соответствующего статусу Hi-Fi. Поэтому самый очевидный способ – доверить эту процедуру специализированному компоненту.

Но простое подключение USB-кабелем еще не гарантирует точной побитовой передачи аудио на внешний ЦАП. Этот режим работы должен быть соответствующим образом настроен.

Microsoft запускает встроенную поддержку USB Audio Native Class 2

Конечно новость приятная, но не слишком ли поздно?
Что это такое USB Audio Native Class 2, зачем мне это нужно, и как мне это получить?

Если быть точным, поддержка аудио USB класса 1 позволяет воспроизводить музыку PCM до 24 бит / 96 кГц. Поддержка класса 2 обеспечивает гораздо более высокие частоты дискретизации, такие как PCM 24 бит / 384 кГц и DSD (DoP) до DSD256. USB audio class 2 может поддерживать более высокие частоты дискретизации, впрочем, я еще не тестировал данный момент USB audio class 2.

Хотя Windows поддерживает USB-звук класса 1 «всегда». Вот почему USB ЦАП по типу так быстро и просто подключаются без лишних проблем.

Когда на рынок Hi-Fi поступал высокоскоростной USB-звуковой ЦАП, все, кто пользовался Windows, должны были установить сторонние драйверы. Многие из этих драйверов были от Thesycon для внедрения на базе XMOS или даже для M2Tech для всех компаний, которые лицензировали свои технологии.

С драйверами сторонних производителей также возникли проблемы, особенно когда происходили технологические изменения.

Компании производители Hi-Fi ЦАП должны были обновлять драйверы при выпуске новых операционных систем или даже при небольшом обновлении. Производители Hi-Fi техники всегда были быстрыми парнями, поэтому это новая территория.

Теперь Windows 10 поддерживает встроенную поддержку USB-аудио класса 2. Подключив USB-ЦАП, и вы сможете воспроизводить звук с высоким разрешением без установки каких-либо драйверов. Конечно, это не всегда будет работать для каждого ЦАП.

Если вы используете Windows и ваш внешний ЦАП работает нормально, тогда вам это не понадобится.

Но в будущем компании-производители Hi-FI техники могут отказаться от выпуска специальных драйверов и будут в основном зависеть от поддержки USB audio class 2 на всех основных операционных системах Windows, MacOS и Linux.

Как мне получить USB audio class 2?

В настоящее время вам необходимо обновить Windows 10 Creators. Это бесплатное обновление. Если вы хотите установить это, вручную перейдите на сайт загрузки Windows 10 Creators Update.

Итоги

Опять же, это было бы хорошей новостью в 2010 году. Сегодня некоторые меломаны и аудиофилы перешли к системам на базе Linux или сетевым системам.

Однако есть еще любители, которые используют Windows 10 для воспроизведения, и они должны быть счастливы, что есть еще один вариант. Им больше не нужно зависеть от производителей Hi-Fi, особенно от выпуска обновления для программного обеспечения (по большей части).

Поддержка Windows 10 для UAC2 осуществляется через WASAPI, но не ASIO. Те из вас, кто использует ASIO, то вам, увы не повезло.

Если вам нужен хороший усилитель для наушников, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другая звуковая техника, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники, FK

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт

Драйвер звуковой карты: что это и как он влияет на задержку? Добавлено: Фев 19, 2020

Для передачи данных между компьютером и звуковой картой, операционная система должна знать четкий алгоритм такой связи. Это стало возможным благодаря программному обеспечению, занимающему промежуточное положение между «железом» и записывающим редактором. Такая программа известна большинству пользователей ПК под названием «драйвер». Технически, драйвер – это лишь малая часть кода, которая позволяет софту взаимодействовать с звукозаписывающим оборудованием. Но именно от него зависит, насколько продуктивным будет это соединение.

Компьютерные ОС обычно содержат набор драйверов для часто используемого оборудования. Например, для популярных принтеров или общие «класс-совместимые» драйверы, которые могут управлять любым устройством. Девайс должен соответствовать правилам, определяющим тип устройства.

Так, спецификация USB определяет класс, называемый «аудиоинтерфейс». В теории, производитель оборудования может разработать USB-интерфейс, который соответствует этому определению класса. Тогда ему не придется беспокоиться о написании драйверов для такого интерфейса. Но если драйвер класса недоступен или требуется большая производительность, разрабатывается и устанавливается собственный драйвер.

Драйвер и связанное с ним программное обеспечение чрезмерно важны для достижения низкого уровня задержки. Хорошо написанный код управляет ресурсами системы более эффективно, поддерживая размер буфера на низком уровне без большой нагрузки на центральный процессор компьютера.

По этой причине, невозможно сказать, что один тип подключения звуковых карт всегда лучше, чем другой. Любое техническое преимущество, которое имеет Thunderbolt перед USB, имеет смысл только в случае, если оно подкрепляется кодом драйвера.

Mac vs Windows

Когда софт взаимодействует с внешним оборудованием, он делает это с помощью кода, встроенного в операционную систему. Она, в свою очередь, связывается с драйвером для конкретного устройства. Одной из причин, по которой компьютеры Apple популярны для записи музыки – наличие в ОС элемента Core Audio, разработанного с учетом такого рода потребностей. Core Audio – это эффективный посредник между софтом звукозаписи и драйвером звуковой карты. Система поддерживает многоканальную работу и обеспечивает минимальное значение собственной задержки. MacOS также включает встроенный драйвер для класс-совместимых USB-аудиоустройств, который обеспечивает достаточную производительность. Поэтому многие производители USB-интерфейсов не создают собственные драйверы, а полагаются на разработчиков операционных систем.

MacOS включает сложную инфраструктуру управления звуком Core Audio, которая была разработана с учетом многоканальной записи

Исторически, элементы MacOS отличаются от протоколов обработки звука, встроенных в Windows (MME и DirectSound). Эти протоколы не только увеличивают задержку, но и не имеют функций, которые необходимы для музыкального продакшена. Поэтому, когда в Steinberg разработали DAW для Windows, Cubase VST, они также создали протокол Audio Streaming Input Output (ASIO).

ASIO позволяет подключить редактор напрямую к драйверу устройства, минуя различные слои кода, которые Windows вставила бы в случае отсутствия протокола. В то время, когда разрабатывался ASIO, не было другого способа передачи нескольких аудио потоков в/из интерфейса одновременно. Более поздние версии Windows представили новые модели драйверов и протоколов, но ASIO остается почти универсальным стандартом в профессиональных DAW. Обратите внимание, что ASIO не является стандартом Microsoft и не включен в комплект Windows. Поэтому даже если подключаете класс-совместимые устройства, они должны быть дополнены драйвером ASIO для эффективного использования музыкального ПО.

Кто создает и отвечает за драйверы?

Написание эффективного низкоуровневого софта, такого как драйверы и ASIO, требует специальных навыков и знаний. После, их необходимо обновлять чтобы сохранить совместимость с последней версией каждой ОС. Это существенное обременение для производителей аудиоинтерфейсов, и многие из них предпочитают лицензировать сторонний код, а не писать собственный. В случае USB-устройств под MacOS, этот код уже встроен в операционную систему; в других случаях его обычно разрабатывают производители чипсетов – набора компонентов аудиоинтерфейса, обеспечивающих связь с компьютером.

Такая схема имеет преимущества для производителей карт, но и создает цепочку зависимости, которая может вызвать проблемы. Например, большинство аудиоинтерфейсов FireWire используют чипсет и лицензионный код драйвера, разработанный TC Applied Technologies. Этот код стал максимально оптимизированным и показал высокую производительность с низким уровнем задержки. Но для достижения этой цели потребовалось много лет, и конкуренты с другим типом подключения ушли далеко вперед. Мало кто из производителей полагался на код в улучшении ситуации с продажами.

Пользователю не всегда понятно, использует ли аудиоинтерфейс собственный драйвер или общий/лицензированный. Код драйвера работает на низком структурном уровне и человек не взаимодействует с ним напрямую. Почти все записывающие интерфейсы включают собственную программу, иногда называемую «панелью управления», чтобы обеспечить управление различными функциями интерфейса. Эти программы всегда пишутся производителями аудиоинтерфейсов. Поэтому если два интерфейса имеют уникальные утилиты управления, это не означает, что они имеют разный код драйвера.

Чьи драйверы лучше?

Универсального ответа нет. Ведь производители, которые претендуют на серьезные позиции на рынке постоянно совершенствуют не только "железо", но и программную часть (как своими силами, так и с помощью сторонних компаний). Ожидать, что они выкатят слабые драйверы не приходится и такой вопрос – скорее удел истории. Можно отметить, что в широком потребительском сегменте стабильно качественные драйверы у компаний RME и Focusrite. Но не стоит полагаться лишь на эту информацию при выборе звуковой карты. Есть множество других параметров, которые могут быть более важными для одного пользователя и не принципиальными для другого. Смотрите видео про основы выбора аудиоинтерфейса здесь.

Финальные штрихи

В подразделе Output->ASIO можно увидеть два отмеченных галочкой режима повышения производительности. Use 64-bit ASIO drivers и Run with high process priority. Обычно они включены по умолчанию, но нелишним будет их проверить.

Также можно проверить состояние консоли ASIO. Иногда доступ к ней возможен прямо в плеере, а порой ее ярлычок находится на упомянутой панели задач вместе со значками языка раскладки и др. Разрядность должна быть установлена на значениях 24 или 32 бит. Не стоит включать так называемый dither – эта опция нужна лишь для очень старых приемников аудиосигнала, чья разрядность ограничена 16 бит.

Что касается размера буфера ASIO, то если ваша система не испытывает выпадения сигнала или иных сбоев звука, лучше оставить значение по умолчанию. Его уменьшение повысит вероятность появления артефактов, а увеличение, соответственно, понизит. Ряд аудиофилов утверждает, что наилучшего звука можно добиться с минимальным значением размера буфера ASIO. Измерения характеристик аудиопотока этого предположения не подтверждают, но лучший прибор – наш слух, так что вы сможете определиться с оптимальным размером буфера ASIO самостоятельно.

Первичная настройка Foobar2000

Для примера рассмотрим один из самых популярных плееров Foobar2000. Он занимает минимум места, бесплатен и при этом достаточно продвинут для сложной DSP-обработки аудиосигнала. Но сейчас мы поговорим не обо всех возможностях Foobar2000, а о его первичной настройке для работы в ASIO-режиме с вашей звуковой картой.

Установка драйвера ASIO

Для чего нужен режим ASIO? При воспроизведении музыки вы должны изолировать аудиопоток от программных микшеров Windows. В данном случае вам они совершенно не нужны, поскольку могут выполнять дополнительный пересчет данных, причем не очень качественный с точки зрения канонов Hi-Fi. Протокол ASIO призван сделать путь между программным плеером и ЦАП максимально коротким. Поэтому сегодня любой уважающий себя производитель звуковых карт или ЦАП снабжает свою продукцию соответствующими ASIO-драйверами. После их установки можно приступать к настройке своего программного плеера. Они выполняются один раз и в дальнейшей доводке не нуждаются.

Читайте также: