2015年12月14日 星期一

超越播放器?談談手機獨立DAC的發展

  2015年11月30日,vivo發布了全新款超薄HiFi手機X6與X6 Plus手機,其中vivo X6 Plus有一項非常耀眼的硬體規格,就是使用了最新的ESS ES9028 DAC與ES9063運放晶片,並且這兩枚晶片是全球首發,在X6 Plus手機上第一次出現與採用。雖然部分發燒友會以閹割版一類的理由對之嗤之以鼻,但不得不說手機DAC終於領先了一次,推動了一次DAC晶片的發展。藉此,筆者隨便來東拉西扯來談談手機獨立DAC。
   手機使用獨立DAC在很久以前就出現過,不是什麼新鮮事。但不得不說直到現在獨立DAC手機依然很稀少,主要是用戶對於手機音質的需求並沒有那麼高,偶爾會出現一兩款以獨立DAC、以高音質為賣點的手機,也通常不會引起多大的關注。但不管是否有強烈的市場需要,隨著技術的不斷發展,手機的音頻性能也是在不斷進步的,主觀性很強的聽感先不說,就是格式的支持,目前主流手機都可以支持24bit/ 96KHz高品質音樂解碼了。


   其實,如果只要不使用CPU裡集成的音頻模塊就算是獨立DAC的話,這樣的手機已經很多,比如蘋果與三星兩大品牌很多都是。蘋果iPhone、iPad一直使用獨立音頻晶片,從各種拆機中都能看到,並且是專門定制的,傳說由Cirrus Logic設計製造,每一代iPhone的晶片型號都略有不同,其具體性能參數並不明確,但每一代iPhone卻都保持了水平相當的音質。   三星旗艦手機一般也都使用獨立音頻晶片的,並且一般是Wolfson家的,曾經的三星Galaxy S系列使用過WM1811、WM5102等音頻晶片,而最新的Galaxy S6、S6 Edge+則用的是WM1840,此外還有用於驅動外置揚聲器的Maxim MAX98505 DG放大晶片。
   其中在三星Galaxy S4(i9500)中使用過的WM5102的規格最為強大,可以支持24bit/192KHz解碼,信噪比可以達到113dB(耳機輸出),內置耳放模塊,32歐姆負載時可以提供29mW的驅動力,看上去並不比當時主流的隨身播放器差,具備做出好音質的硬體基礎。而現在三星手機普遍使用的WM1840雖然在官網並無法找到頁面參數,但參考WM1840的前代產品WM1811可以大概猜出來WM1840的性能不會太強,相比WM5102應該會差幾個級別。所以在手機領域中也不一定是最新的手機所搭配的音頻硬體越強悍,也有退步的可能。另外有傳言說三星下一代旗艦Galaxy S7將引入HiFi功能,搭載ES9018Q2M DAC晶片,如果是真的那麼真實大快人心,也會刺激更多的手機加入HiFi功能。
   另外,確切的說在蘋果iPhone、三星手機中使用的獨立音頻晶片稱作獨立DAC並不恰當,而應該稱作音頻Codec。區別是音頻Codec包含的ADC、DAC以及其他各種音頻相關的模塊,是一套完整的音頻方案,而獨立DAC晶片只包含解碼功能,無法單獨使用。也就是說音頻Codec包含DAC功能,但通常功能整合多了,就沒有獨立晶片性能那麼極致。

   然後是真正獨立DAC方案手機,最早的是哪一款已經說不清,但現代HiFi手機的始作俑者毫無疑問是vivo,其第一款HiFi手機X1大膽的使用了台式機、高端隨身播放器領域的Cirrus Logic CS4398 DAC+CS8422 SRC晶片組合,與當年國磚經典七彩虹C4 Pro相同方案,音質的確相比以往的手機都要強悍。但畢竟HiFi手機當時是個新感念,習慣了磚頭體積播放器的發燒友對手機玩HiFi不認可也是情理之中,而vivo依然將HiFi堅持到底,並終於將其發揚光大。

  Cirrus Logic CS4398 DAC方案手機應該只出現在了vivo X1一代產品上,無論是後來的vivo還是其他品牌的HiFi手機,普遍使用ESS ES9018K2M、ES9018Q2M幾個DAC方案。若是按照坊間傳言,ESS 9018K2M的誕生與vivo還有著不小的關係。我們知道HiFi音頻一向是量少價高,靠高利潤來維持生存,而一款DAC晶片開發成本不低,出貨量卻不高,一家音頻大廠可能一次訂單只是萬八千片的量,所以不到必要升級的時候也就沒有什麼動力去開發新方案,但面對vivo手機這等千萬片級的訂單需求,促使ESS去打造一款專門針對手機的低功耗DAC也顯得合情合理, ES9018K2M大概就是這樣誕生出來的,vivo也正式首先採用該DAC方案的手機。
   隨後ES9018K2M DAC開始遍地開花,並且不只是手機,也有一些HiFi隨身播放器、解碼器選用了ES9018K2M、ES9018Q2M,比如iBasso DX90、Calyx M、OPPO HA-2、LH Labs Geek Out V2等等,它們雖然相比完整版的ES9018S性能上有所縮減,比如8聲道變成了雙聲道,信噪比、動態範圍也有不同程度的降低,但老實說對於雙聲道設計的HiFi播放器材,ES9018K2M其實都是綽綽有餘的。而ESS也針對不同的便攜設備,也進一步推出了內置耳放模塊的ES9018Q2M等型號,進一步降低了HiFi手機的設計難度。
   目前採用ES9018K2M、ES9018Q2M的HiFi手機款式比較多,國產手機方面除去vivo一系列手機外,還有魅族MX4 Pro、魅族Pro 5、小米Note、聯想樂檬X3、樂視超級手機、TCL idol X+等等。國外品牌則極少使用但也有,比如國內即將上市的LG V10旗艦手機,還有傳言中的三星Galaxy S7手機。
   11月30日隨著vivo X6 Plus的上市,新一代ESS ES9028也終於浮出了水面,根據ESS官方介紹稱,該晶片的信噪比高達129dB,而失真率則為-120dB,相比由vivo和ESS聯合定制開發、現在已經被廣泛採用的ES9018K2M(信噪比127dB,失真率-120dB)有著更大的提升,並採用了DSP的封裝方式。另外雖然vivo寫明的就是ES9028而沒有K2M一類的後綴,但根據參數看它應該並非ES9028完整版,而是同ES9018K2M一樣是低功耗移動版,不過在官網目前還找不到ES9028的頁面與詳細資料,所以這款全新DAC晶片表現究竟如何,完整版ES9028何時出現都是未知數,目前只能通過vivo X6 Plus這一款手機來管中窺豹。
   為了配合自家的DAC晶片,ESS還推出了配套的運放晶片,有Sabre ES9601與ES9603兩款,但目前它們都僅出現在vivo手機當中,其中ES9601首次亮相與vivo X5Max,最新的ES9063則首先使用於vivo X6 Plus。

   曾經HiFi手機基本都是旗艦定位,所以用最好的ES9018K2M、ES9028就好了,但今後的HiFi手機也開始走向多元化,不僅限於旗艦,中低端手機也將引入HiFi功能,而為了區分檔次硬體自然要有所降低,使用入門級DAC方案,目前在努比亞、樂視與vivo手機都開始體現出這一趨勢,就拿vivo來說,新發布的X6與X6 Plus在HiFi特性上就是不同檔次。X6搭配的是規格相對低一些的AKM AK4375 DAC,而非ES9028。
   努比亞Z9 Max所用的DAC晶片也是AKM家的AK4375,所以可以預見AK4375很可能會成為未來一段時間中低端HiFi手機的熱門候選。而AKM家的AK4375的參數雖然算不上頂級但對於手機來說也足夠強大,它是一顆可以支持32bit高性能DAC晶片,最高可以支持到192KHz採樣率,信噪比為110dB,動態範圍也是110dB,並內置耳放模塊,在32歐姆負載輸出功率為25mW,16歐姆負載輸出功率為40mW。而AKM更為高端的DAC方案,比如AK4490、AK4495是否也會有手機廠商大膽嘗試,也讓我們拭目以待。

   寫在最後

   相比去年筆者的樂觀預想,HiFi手機的數量並沒有大規模的出現,但是在設計與音質上卻有不小的進步,像vivo、魅族、小米等都在不斷的改善與優化HiFi設計,加強供電與模擬部分部分實力,而作為HiFi手機核心零件的DAC晶片,在這一年也出現了ES9028這樣強大的新旗艦,以及面向中低端的AKM AK4375的採用。可以預見HiFi手機今後一段時間依舊會是小眾,但手機的種類將會變得更為豐富。

文章來源:iMP3.net