Creative X-Fi : une nouvelle architecture du processeur audio

Nous le disions dès l'introduction, le X-Fi est le fruit de plus de quatre années de développement mais aussi de près de 100 millions de dollars dépensés en recherche et développement. Pour l'occasion, il étrenne une toute nouvelle architecture qui n'a pas grand-chose à voir avec les précédentes générations de puce sons, qu'elles soient signées Creative ou non. Avant de nous pencher sur les changements fondamentaux introduits par Creative, il nous faut évoquer la puissance de la puce. Alors qu'un composant Audigy comporte au mieux 4 millions de transistors, le X-Fi, gravé en 0,13 µ, en embarque pas moins de 51 millions soit pratiquement autant qu'un Pentium 4 ! Avec une fréquence de fonctionnement de 400 MHz il en résulte une puissance brute annoncée de 10 340 MIPs (millions d'instructions à la seconde) contre seulement 1 000 MIPs pour un processeur Live ! ou 1 250 pour son dérivé le plus récent à savoir l'Audigy.

Du côté de l'architecture de la puce, Creative a donc plus ou moins fait table rase du passé et l'on passe d'une architecture fixe à une architecture modale en anneau, dite Audio Ring en anglais. La puce est ainsi divisée en cinq moteurs que sont le DSP, le mixeur, le filtre, le Tank et le SRC (Sample Rate Converter). Programmable, l'architecture de la puce peut être reconfigurée à la volée pour s'adapter au type d'utilisation que vous en faites. Creative appelle cela le AMA pour Active Modal Architecture et c'est ainsi que l'application remplaçant la table de mixage de Windows vous proposera le choix entre trois modes : création musicale, divertissement et jeux. Le basculement entre chacun de ces trois modes provoque l'apparition de réglages différents alors que divers algorithmes sont chargés ou déchargés de la puce. Grâce aux capacités de programmation du X-Fi, celui-ci peut s'adapter aux exigences d'un système d'exploitation en particulier, ce qui devrait être un bon point pour Creative vu l'indécision de Microsoft lorsqu'il s'agit de Windows Vista et de la manière dont les accélérations audio seront gérées.

Plongée dans les arcanes du X-Fi

Des cinq moteurs qui composent le X-Fi, le DSP figure en bonne place puisque c'est de cet élément dont dépend principalement le traitement du signal audio. Baptisé X-Fi Quartet, le nouveau DSP de Creative tire son appellation du fait qu'il intègre quatre sous-processeurs offrant une puissance totale de 1 200 MIPs. Ceux-ci sont capables de traiter aussi bien des entiers que des nombres en virgule flottante et fonctionnent indépendamment pour un parallélisme accru. Chaque sous-processeur peut, qui plus est, gérer deux flux de données simultanés grâce à leur architecture SIMD et ce ne sont pas moins de 235 instructions dont 60 instructions audio dédiées qu'offre dorénavant le DSP.

Parallèlement au DSP, le X-Fi profite d'un nouveau convertisseur de taux d'échantillonnage (ou SRC) dit hybride. Celui-ci affiche à lui-seul une puissance de 7 000 MIPs et Creative précise qu'il génère moins de bruit que le meilleur des convertisseurs numérique / analogique (DAC) actuellement disponible avec une distorsion à -136dB et une ondulation inférieure à 0,00025 dB lors de la conversion d'un signal 997 Hz de 44,1 à 48 kHz. Il vaut d'ailleurs mieux puisque tous les traitements en interne sont effectués avec une qualité de 136 dB de dynamique. Autre élément du X-Fi, le Tank Engine qui est une unité dédiée aux opérations numériques sur les lignes à retard. Les lignes à retard sont notamment utilisées par les effets de réverbération, chorus ou bien de réflexion afin de schématiquement retarder un signal. Le moteur Tank, dont le nom fait référence à l'époque où l'on utilisait des réservoirs en mercure pour obtenir ce genre d'effet, peut traiter non plus seulement des entiers mais également des valeurs décimales. D'une puissance de 440 MIPs le Tank Engine du X-Fi évite donc au DSP, ou au CPU du système, de calculer les effets de retard. Pour cela il dispose d'un cache à deux niveaux et de pipelines dédiés pour faciliter le transport des données dans la mémoire.


Le moteur de filtres du X-Fi comporte quant à lui des centaines de filtres numériques flexibles utilisés pour le positionnement du son, pour la synthétisation musicale ou bien encore pour la création d'environnement acoustique. Cette unité offre à elle seule quelques 200 MIPs de puissance et c'est à elle que l'on doit principalement la nouvelle virtualisation surround pour casques comme nous le verrons plus loin. Enfin, le mixeur du X-Fi a en charge toutes les opérations de mixage. Les différentes constituantes du X-Fi communiquent entre elles via l'Audio-Ring dont nous parlions précédemment et qui agit ici comme un pipeline multiplexé capable de gérer jusqu'à 4 096 canaux audios. Grâce à la disposition circulaire du Ring, chaque élément du X-Fi peut prendre des données audio et les replacer sur le Ring pour une flexibilité maximale tandis que le Ring permet une communication avec la mémoire du PC.