Trợ thủ vô hình mang tên chip XMOS và những bí mật trên bo mạch USB của DAC giải mã

Khi mua một bộ giải mã DAC hay đầu phát nhạc số, anh em rất dễ bị hoa mắt trước những lời quảng cáo dồn dập về các con Chip giải mã chính như ESS Sabre hay AKM của Nhật Bản. Thế nhưng có một linh kiện tối quan trọng nằm hỗ trợ cho cổng vào USB Audio mà ít ai để ý đó chính là Chip XMOS. Nhiều anh em cứ thấy cấu hình ghi dòng chữ này thì gật đầu cho qua chứ thực chất chưa biết nó là con Chip gì, hoạt động ra sao, và tại sao thiếu nó thì chiếc DAC đắt tiền của anh em bỗng chốc hóa thành cục gạch khi cắm vào máy tính hãy các nguồn phát Transport Streaming ví dụ như Eversolo T8 hay Eversolo T10. Hãy cùng Vinhstudio bóc tách toàn bộ sự thật về linh kiện Audio này.

Tìm hiểu bản chất thực sự xem chip XMOS là gì trong thế giới DAC giải mã 

Nói một cách dễ hiểu và bình dân nhất thì XMOS không phải là Chip giải mã âm thanh ra tiếng nhạc, mà nó là một con vi xử lý có tốc độ siêu cao do một công ty bán dẫn cùng tên của Anh Quốc thiết kế. Anh em cứ hình dung thế này khi chúng ta cắm dây USB từ máy tính hay đầu phát Eversolo T8 hoặc T10 vào DAC, dữ liệu truyền đi trong sợi dây đó là các gói dữ liệu hỗn độn và nối tiếp nhau. Trong khi đó con chip giải mã chính của DAC lại giống như một ông già bảo thủ, chỉ hiểu được ngôn ngữ âm thanh thuần túy dạng sơ đồ chân như USB Audio hay chân SPDIF Optical và Coaxial. 

Lúc này chip XMOS đóng vai trò như một thông dịch viên đứng ngay sau cổng USB. Nó có nhiệm vụ nhận các gói dữ liệu sau đó dùng năng lực tính toán cực nhanh của các nhân bên trong để tháo dỡ lớp vỏ bọc dữ liệu, rồi biên dịch mượt mà thành dòng tín hiệu âm thanh chuẩn mực để chuyển đến cho chip DAC chính giải mã. Nếu không có gã thông dịch viên đứng giữa chịu trận này các loại đầu phát và chiếc DAC của anh em sẽ hoàn toàn ông nói gà bà nói vịt, không cách nào hiểu nhau được. 

Phân tích chuyên sâu về cơ chế chip XMOS DAC hoạt động thế nào để triệt tiêu nhiễu sai lệch thời gian

Cái tài tình nhất của con Chip này khi nằm trên bo mạch USB Audio của một chiếc DAC chính là cơ chế hoạt động bất đồng bộ, dân kỹ thuật sử dụng thuật ngữ chuyên ngành là Asynchronous Mode. Trong môi trường máy tính thông thường xung nhịp định thời gian của bo mạch chủ trồi sụt thất thường vì nó phải gánh quá nhiều tác vụ từ chuột, bàn phím cho đến quạt tản nhiệt. Nếu để máy tính làm chủ thời gian truyền nhạc, âm thanh khi sang đến DAC sẽ bị hiện tượng Jitter, tức là các mẫu tín hiệu âm thanh bị xô lệch, dẫn đến chất âm khô khan, gắt và mất nhạc tính.

Khi có sự xuất hiện của chip XMOS nó sẽ thiết lập một chế độ điều phối độc lập bằng cách ra lệnh ngược lại cho máy tính gửi dữ liệu theo tốc độ mà nó yêu cầu. Sau đó bản thân con Chip này sẽ bắt tay với hệ thống linh kiện tạo xung nhịp Master Clock độc lập có độ chính xác cao nằm sẵn trên bo mạch DAC để sắp xếp lại các gói dữ liệu thẳng hàng tăm tắp theo đúng thời gian chuẩn. Nhờ cơ chế chiếm quyền kiểm soát dòng dữ liệu nên nó giúp triệt tiêu hầu hết các nhiễu Jitter, trả lại sự tĩnh lặng cho nền âm và giúp các nốt nhạc vang lên một cách tự nhiên nhất. 

Điểm danh các thương hiệu chip XMOS đang sở hữu bản quyền công nghệ trên thị trường

Sự thật thú vị mà rất nhiều anh em chơi âm thanh hay bị nhầm lẫn, đó là đi tìm các thương hiệu chip XMOS khác nhau xem hãng nào làm hay hơn. Thực chất, XMOS là tên của chính công ty độc quyền phát minh và sản xuất ra dòng Chip xử lý kiến trúc đa nhân này, không có bên thứ hai nào làm nhái hay sở hữu thương hiệu tương tự. Vì vậy trên thị trường chỉ có một thương hiệu gốc duy nhất là XMOS mà thôi.

Tuy nhiên câu chuyện thương hiệu ở đây sẽ nằm ở cách các hãng sản xuất DAC ứng dụng con Chip này vào thiết bị của họ thế nào. Các hãng âm thanh lớn như Eversolo Audio, Cambridge Audio hay Denafrips sau khi mua Chip gốc từ XMOS về sẽ tự viết lại phần mềm nhúng điều khiển, tùy biến mạch cấp nguồn độc lập và kết hợp với các bộ Clock thạch anh cao cấp của riêng họ. Do đó cùng là một chip gốc nhưng khi nằm trên các thiết bị của các thương hiệu âm thanh khác nhau, hiệu quả xử lý nhiễu và chất lượng âm thanh đầu ra vẫn có sự phân hóa rõ rệt nhờ vào tài nghệ của các kỹ sư thiết kế mạch. 

Cập nhật dòng chip XMOS mới nhất hiện nay tiến hóa đến thế hệ nào

Nhà sản xuất Xmos đã liên tục nâng cấp các thế hệ vi xử lý của mình để đáp ứng những file nhạc ngày càng nặng đô. Nếu như nhiều năm trước thế hệ Chip mã hiệu dòng xCORE-200 với đại diện là XU208 đã làm mưa làm gió trên thị trường âm thanh, thì hiện nay ngôi vương đã chính thức thuộc về thế hệ chip XMOS mới nhất mang tên kiến trúc xCORE-AI tiêu biểu là mã chip XMOS XU316.

Sự nâng cấp của thế hệ mới này giống như việc anh em đổi từ một chiếc điện thoại đời cũ lên một chiếc Smartphone có chip xử lý đa nhân đời mới nhất. Dòng vi xử lý này sở hữu năng lực tính toán mạnh gấp bội so với các đàn anh thế hệ trước, tốc độ xử lý thời gian được đẩy lên mức tối đa giúp giảm độ trễ tín hiệu xuống gần như bằng không. Sự nâng cấp này giúp thiết bị dễ dàng nuốt trọn các định dạng nhạc số cao nhất như DSD mà không hề có một sai số nhỏ nào trong quá trình truyền tải.

Nếu anh em đang tìm kiếm câu trả lời xem con chip XMOS tốt nhất hiện nay là loại nào để làm tiêu chí chọn mua DAC, thì mã chip XU316 chính là câu trả lời không thể bàn cãi. Điểm ăn tiền khiến để nó trở thành ông Vua cho việc hỗ trợ ngõ USB Audio nằm ở khả năng mở rộng băng thông kinh ngạc, cho phép bo mạch nhận và xử lý mượt mà các file nhạc định dạng siêu cao như Native DSD512, DSD1024 và PCM lên tới 768kHz ở độ sâu 32bit.

Bên cạnh sức mạnh phần cứng con Chip tốt nhất này còn được tích hợp sẵn các nhân xử lý chuyên dụng để tự đứng ra giải mã và mở khóa trọn vẹn các tầng dữ liệu của định dạng nhạc chất lượng cao MQA từ các nền tảng Streaming như Tidal hay Qobuz. Việc này giúp giảm tải một khối lượng công việc khổng lồ cho con Chip DAC chính phía sau, giúp toàn bộ hệ thống DAC hoạt động ổn định và dồn toàn bộ công lực cho việc chuyển đổi tín hiệu Digital sang Analog một cách trọn vẹn nhất.

Tại sao chip Xmos thường được các hãng âm thanh bổ sung thêm trình điều khiển USB Driver

Nhiều anh em khi kết nối DAC với máy tính chạy Windows thường thắc mắc là tại sao máy tính đã tự nhận thiết bị và ra tiếng rồi, mà các hãng lớn như Eversolo hay Cambridge Audio hay Denafrips vẫn bắt chúng ta phải tải và cài đặt một trình điều khiển USB Driver riêng của họ. Thực chất con chip XMOS hay bo mạch Amanero mua từ nhà sản xuất về chỉ là phần cứng thô, giống như một chiếc xe ô tô mới xuất xưởng nhưng chưa có người lái. Để chiếc xe đó vận hành tối ưu và hiểu được ý đồ của mạch giải mã phía sau, các kỹ sư âm thanh của mỗi hãng phải tự viết hoặc tùy biến lại một bộ mã lệnh điều khiển riêng cho thiết bị của mình.

Việc cài đặt trình điều khiển USB Driver chính hãng mang lại những ưu điểm vượt trội mà trình điều khiển có sẵn của hệ điều hành máy tính không bao giờ làm được. Khi anh em để máy tính tự nhận Driver phổ thông, âm thanh sẽ bị ép đi qua bộ Mixer tầng giao tiếp của Windows vốn là nơi thường xuyên làm suy giảm chất lượng âm thanh, giới hạn băng thông và tự động hạ tần số lấy mẫu của file nhạc xuống mức thấp.

Khi cài USB Driver chuyên dụng của hãng, thiết bị sẽ kích hoạt giao thức ASIO (Audio Stream Input Output) hoặc WASAPI Exclusive. Giao thức này cho phép dòng dữ liệu âm thanh số đi xuyên thẳng từ phần mềm phát nhạc như Roon hay JRiver tới thẳng chip XMOS mà không bị bất kỳ thành phần nào của hệ điều hành can thiệp hay làm méo tiếng. 

Theo Vinhstudio 

chip xmos là gì, cơ chế chip xmos dac, chip xmos mới nhất, chip xmos tốt nhất hiện nay, vi xử lý xmos xu316, xmos xu208 dac, bo mạch usb audio, giải mã âm thanh xmos, vinhstudio hướng dẫn dac, xử lý jitter usb audio. 
 #chipxmoslagi #xmosxu316 #bomanhusbaudio #giaimadachighend #vinhstudio