高通与安卓水火不容 Android音频系统缺陷测评

• 
• 耳机
• 
• 08-23
• 
• 11024
• 
• 0

高通与安卓它们都存在同样的问题。是什么原因导致高通Snapdragon全系列都会存在如此问题？它会带来怎样的影响？与Android搭配的高通产品为什么问题会加重？我们来一一分析。

Qualcomm高通公司是目前Android智能手机上最为知名的ARM架构的处理器和芯片方案硬件提供商，高通公司的Snapdragon系列中的QSD8250是首个实现1GHz主频的ARM处理器。在Android手机中，高通的方案最为常见，在混乱的Android产品中高通芯片组拥有相对较好的兼容性。但是，经过我们对采用高通芯片的手机的测试发现，它的音频子系统部分存在缺陷。而这个缺陷，在Android系统下又恰好、不幸的被无情放大。我们测试了包括摩托罗拉XT316、华为U8800，HTC Desire Z使用同样芯片、HTC Desire HD、联想 乐Pad、HTC Sensation和一款特殊的HTC HD2[QSD8250 WM6.5WP7Android 3操作系统]共六款使用高通芯片的手机或平板电脑，覆盖了高通从ARM11到全系列Snapdragon所有芯片[不包含因为手机网络制式不同的型号，如CDMA网络]。它们都存在同样的问题。是什么原因导致高通Snapdragon全系列都会存在如此问题？它会带来怎样的影响？与Android搭配的高通产品为什么问题会加重？我们来一一分析。

　　高通+Android=音质悲剧？

我们的测试目的和方法

发现高通芯片组音频系统的缺陷，当然不是我们测试的目的，我们也没有如此神通能无缘无故发现芯片级的设计缺陷。从2010年，Soomal进行耳机放大器、声卡等测试以来，我们一直坚持使用一套固定的测试方法，对测试对象的信号输出能力进行客观分析测试。这套测试方法，虽然不能完全判断它的系统是否足够优秀，但对于系统缺陷的判断则从原理、过程、客观结果来说是准确无误。大家可以简单的理解，如果与我们测试的20Hz-20KHz频率扫描信号的光谱图发生重大偏差，它的系统一定存在问题，声音表现不可能好，而至于问题严重性，是如何造成的，同样可以通过一些特征来分析。当我们测试第一款、甚至到第三款高通芯片组手机时，都并没有确定它的问题所在，但通过Windows Phone 7、Windows Mobile系统，我们最终确定了结论。当然，我们发现问题，并不是要打击高通，和使用高通芯片的手机，我们只是提出问题，并幸运的找到了问题出现的原因。作为高通来说，修正这个缺陷并没有太大难度。

为了更好阅读文章，我们我们接下来再次讲解一下频率扫描光谱图的阅读方法。

　　频率扫描测试标准信号 - 20Hz-20KHz

如图所示，大家看到一张分为上下两部分[代表左右声道]的两条具有一定角度的直线，它存在于一个横坐标为时间纵坐标为频率的二维坐标空间内。它表示的是，一个标准测试信号的光频谱分析图。它是一个从20Hz-20KHz频率范围内的正弦波扫描图，我们设置整个过程的时间为10秒。而光的强度，代表了信号的强度。由于，大家看到这张图是我们生成的标准信号，所以大家发现只有两条光亮的直线，而没有其他弱信号出现，而且大家注意，它的背景是非常黑的，这代表整个频率范围内，噪声非常非常小。

再来看另一张图，这是来自于iPod Classic的播放以上测试信号我们录制得到的结果分析图。与原信号相比，它出现了与主信号不同斜率的直线，这是谐波，但大家观察它的颜色，偏淡蓝色，说明信号强度很弱。而对比原始信号还发现，坐标低频部分会出现一些频率很低的淡红色噪声。大家还可以在我们测试过的MP3播放器、耳机放大器等文章中看到比iPod Classic强度稍大一些的谐波分布，但都在可接受范围内。明白了我们的测试方法，我们来看看高通芯片组的表现。

　　我们的测试，使用专业级声卡录入的形式，并使用RMAA软件测试和频率扫描信号光谱分析两种分析方式进行测试。在这里，我们不一一列举RMAA的测试成绩，大家可以参考每一款手机的音质测评报告，而我们列举的是所有我们测试过高通芯片组的频率光谱分析图。由于图片缩放变得较小，我们放大其中一张来说明它们的特征。需要大家注意的是，这些测试均在16bit 44.1KHz规格下完成。

　　Qualcomm 高通芯片音频子系统频率扫描光谱图

　　HTC Desire HD [T-Mobile G10] 智能手机-频率扫描

从图片很容易发现，高通所有芯片的噪声都拥有同样特殊的分布规律，这种规律在便携播放器、声卡、耳放等我们测试过所有产品中从来没有出现过。这种规律，主要表现在它会出现与主信号平行的噪声分布，且噪声强度较强，在中高频部分噪声分布也开始杂乱。我们最初并不能确定，这是Android的问题，或是高通的问题。直到我们进行以下两个测试。第一，我们发现在Android系统下测试44.1KHz信号的Tegra2、AML8706等芯片的机器结果与高通芯片没有任何相似之处；第二，来自于“神机”HTC HD2在Windows Phone 7和Windows Mobile6.5下的测试。

　　HTC HD2 Phone 7 - 频率扫描@16bit 48KHz MP3

　　HTC HD2Mobile 6.5 - 频率扫描@16bit 48KHz

这里看到的测试图，与上两张的测试环境不同，但与上图中某个测试环境相同。它是HTC HD2手机在Windows Phone 7系统下，播放16bit 48KHz测试信号时的结果。同样是HD2手机的QSD8250芯片，但高通芯片存在特有的噪声分布消失了。我们看到一张非常正常的频率扫描光谱图。原因非常明显，高通芯片在硬件部分存在44.1KHz的SRC问题。如果大家还信不过HD2是因为破解运行的Windows Phone 7，那就看看HD2在原生系统Windows Mobile 6.5下的表现，结果和Windows Phone 7一致。

　　高通音频子系统于Android2.3的 SRC示意图

　　高通音频子系统@Android2.2[和更低版本]的SRC示意图

大家也许已经发现问题是如何发生的。从工作流程图来看，系统中软件播放节目源，将信号转交操作系统驱动层，操作系统输出后，转交硬件部分最后输出。在高通芯片组的Android手机中，Android系统如果遇到48KHz信号，会发生强制SRC到44.1KHz，而后交给高通芯片，高通芯片硬件遇到44.1KHz信号，再强制SRC到48KHz输出。这是最悲惨的过程。当你播放一段视频时，大多会遇到这样的情况，因为目前视频中音轨多数使用48KHz的采样标准。另一种情况是，软件播放的节目源为44.1KHz，Android支持，自然没有问题，但高通芯片硬件层不支持，它还是要强制SRC至48KHz输出。所以，就看到了我们提供的那张测试“全家福”的惨剧。

　　HTC Desire HD [T-Mobile G10] 智能手机-频率扫描@16bit 48KHz

无论是Android操作系统强制SRC或是高通芯片强制SRC，都会带来明显的信号损失和大量噪声产生。而Android的SRC问题显然要比高通更为严重，但高通芯片不支持44.1KHz输出，发生的强制SRC，虽然从SRC过程来看远好于Android操作系统软件所做的，但仍是明显缺陷和不足。作为一款如此多移动设备使用的芯片组，竟然无法支持最常见的音乐制品采用的44.1KHz的标准，并采用SRC的方式提供支持，实在有些说不过去。而所有的44.1KHz信号都要通过SRC后来输出，这是需要通过处理器计算完成的，必定增加芯片耗电量，这种设计实在是出力不讨好。也许高通芯片组，本以为自己的优势在48KHz上，那播放视频时自然不会有问题了？可惜！在Android上高通芯片硬件是无法得到它的。

高通芯片组问题影响

　　Motorola 摩托罗拉 XT316 智能手机-Qualcomm 高通 MSM7227

　　HTC Sensation Z710e [G14] 智能手机 - 拆解-高通MSM8260处理器

从高通芯片组设计来说，也许高通意识到对44.1KHz规格支持的重要性[一般人都会意识到]，但选择错了解决的方法。在硬件上，采用SRC的办法来实现，不但消耗处理器资源，而且并没有得到足够好的声音。而在自己原生支持的48KHz下，又被Android系统抢先一步SRC至44.1KHz。所以，无论从芯片节能，还是输出品质考虑，高通都应该改变这一方式。

从现有采用高通芯片组的Android手机或平板电脑来说，由于高通芯片硬件缺陷，它们的声音表现都不如一个表现相对较差的200元左右的低端MP3播放器。而与我们测评的Sigmatel STMP3770播放器相比，更有明显差距。而如果像HTC、联想的旗舰机型，将对手定位于苹果iPhone、iPad，那只能是无能为力，且容易遭到误伤[原以为是乐Pad的设计问题]。

从影音播放角度来看，虽然高通硬件上做好了充分准备[视频文件音轨多为48KHz]。但Android系统中会发生强制SRC的问题，这个过程造成信号变差的程度非常明显，从主观听感感受到的程度来说要比高通芯片更为明显。至于那些打算以Android为平台打造的“智能电视”，如Google TV、三星Smart TV、海信智能电视等智能电视类产品。它们都要基于网络和系统内播放器播放视频内容，它们会有好的结果？我们并不确定，但不出问题的可能性很小。如果这个问题果然存在，难道这还不是Android智能视频系统的致命缺陷？

总结:

毫无疑问，目前高通在售全系列芯片均存在音频系统缺陷，从客观来说，与竞争对手相比，这个差距相对明显，且由于问题出现在硬件层面，对下游的产品设计和制造带来无法解决的困难。而从原理来说，它不但品质不好，而且不利于节能；从主观听感来说，它的表现不能达到入门便携播放器水准。而Android系统与高通芯片的搭配，更让这个问题雪上加霜，这说明，在一款产品的硬件和操作系统两大核心组件上出现设计上的缺陷，会让相关应用无法展开。而无论对于高通还是Android来说，发生这样的错误实在不应该，而长久以来的不修正，甚至出现在最新版的硬件[MSM8260]和软件[Android 3.0]中，都让问题的解决时间大大推迟。

虽然，高通和Android的缺陷，不足以让大多数用户放弃它们而选择别的产品，但我们也看到NVIDIA、TI、Marvel等芯片并不存在相关问题，而Windows Phone 7也做好了准备。从最基础的道理来说，对于一个已经拥有，且具有很高使用率的功能来说，从设计的角度来说不应该发生低能的解决方案；而从长远来看，如果这些细节问题不去解决，在出现具有足够竞争力的产品时，它将一定造成致命打击。