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Traitement Audio Numérique

Dans cette section:

Tirer Parti de la Puissance des Processeurs Modernes

Dès le début, Trinnov a identifié les multiples avantages que présentaient l’usage de processeurs informatiques sur les puces spécialisées (DSP) dans le cadre d’applications audio avancées et à haute performance.

La décision d’utiliser des processeurs informatiques dès le début de l’entreprise a façonné Trinnov tel qu'il est aujourd'hui. Ce choix nous a permis de développer et commercialiser les appareils et technologies audio les plus performants et les plus pérennes que l'on puisse trouver.

Outre les performances pures, cette décision stratégique a apporté de nombreux avantages significatifs à Trinnov par rapport à la concurrence.

Cela nous permet entre autres d’affirmer et de pouvoir revendiquer une pérennité technologique réelle et pas une pérennité de façade, étayée par un long historique unique de mises à jour logicielles gratuites plutôt que d’évolutions matérielles coûteuses.

Architecture Flexible

Traditionnellement, les fonctions de base, les fonctions de décodage et les fonctions de traitement audio d'un processeur AV sont réparties sur plusieurs chipsets DSP spécialisés, dans des architectures plutôt complexes et rigides.

Ces architectures sont développées et mises à disposition des marques d'électronique grand public par une poignée de fabricants OEM. Dans un marché en constante évolution technologique, cette approche conduit inévitablement à des produits dont la durée de vie est écourtée par l’obsolescence précoce de la plateforme sous-jacente. Malheureusement, ce paradigme est omniprésent... à l'exception de la gamme unique de processeurs Trinnov.

Trinnov conçoit ses produits autour de deux architectures:

  • La section audio, qui gère les fonctions standards grâce à de l’électronique Trinnov dédiée et de haute qualité. Ces fonctions comprennent la synchronisation audio, la gestion et la redirection des flux ainsi que les conversions A/N N/A. Plus simplement, la section audio gère les entrées/sorties audio et transmet les données audio à la section de processing.
  • La section processing, qui techniquement, est un ordinateur intégré au processeur et qui exécute le système d'exploitation personnalisé de Trinnov, optimisé pour le traitement sonore. La section processing tire parti des capacités de calcul supérieures de l’ordinateur: traitement multi-threadé et multi-cœur pour un traitement de qualité supérieure et à plus haute résolution.

Cette séparation et cette architecture claires sont ce qui rend les produits Trinnov si robustes, résilients et évolutifs.

 

Trinnov OS

Lorsqu'il s'agit d'utiliser des ordinateurs pour des applications audio, les faits parlent d'eux-mêmes.

Depuis plus de dix ans, tout le contenu audiovisuel que vous consommez tous les jours est produit sur des ordinateurs: station de travail audio numérique, montage vidéo, effets spéciaux... même les studios de musique les plus analogiques (comme celui de Yann Tiersen) enregistrent sur des ordinateurs.

En matière de fiabilité, rappelons également qu'Internet fonctionne sur des ordinateurs 24h/24 et 7j/7 et que la grande majorité de ces ordinateurs fonctionne sous Linux.

Depuis que Trinnov a commencé à développer des technologies audio, tout a été conçu et développé sous Linux, qui offre un niveau de personnalisation inégalé. Nous avons créé notre propre système d'exploitation, optimisé pour les applications audio, la fiabilité et pour la performance. Les processeurs Trinnov fonctionnent 24h/24 et 7j/7 depuis plus de dix ans dans des environnement très critiques et sensibles: les cinémas commerciaux et les studios.

 

Développement Continu

En choisissant de travailler avec des processeurs plutôt qu'avec des puces DSP figées, Trinnov peut mettre en œuvre et publier de nouvelles fonctionnalités logicielles plutôt que de remplacer du matériel coûteux.

Nos produits reçoivent régulièrement des mises à jour de sécurité et de système de manière transparente, tandis que nous continuons à ajouter de nouvelles fonctionnalités exclusives pour améliorer la qualité sonore dans un large éventail d'applications.

Tout ce qui précède est fait tout en gardant le contrôle sur ce qui est livré à nos clients et sur la façon dont chaque fonctionnalité est mise en œuvre.

Ce niveau de flexibilité garantit à Trinnov un contrôle maximal sur le développement et la qualité de ses produits.

 

Investissement Pérenne

« Acheter une fois, pleurer une fois » fait référence à l'achat d'un article cher mais pérenne, sans regrets.

Notre plate-forme logicielle garantit que nous pouvons respecter cet engagement et continuer à ajouter de la valeur à nos produits sur une plus longue période que tous nos concurrents, en établissant des relations à long terme et de la confiance.

Parmi ces réalisations, nous pouvons en citer quelques-unes: ajout gratuit de DTS:X Pro, publication publique de WaveForming en tant que mise à jour logicielle gratuite, 4 canaux de traitement supplémentaires débloqués gratuitement...

Nous sommes fiers de dire que cet engagement est à la fois unique et destiné à se poursuivre.

Pourquoi la puissance de traitement est-elle critique?

Depuis l'introduction du son immersif et de l’augmentation importante du nombre de canaux et d’enceintes, il est devenu évident que la puissance de traitement est la caractéristique la plus critique d'un processeur audio haute performance.

Cela est d'autant plus vrai aujourd'hui que les processeurs haut de gamme doivent prendre en charge simultanément l'audio haute résolution (96k et 192k), le décodage objet et l'upmixing sur un grand nombre de canaux (jusqu'à 35 canaux), à quoi s’ajoutent les besoins de calcul nécessaire aux derniers systèmes de correction acoustique et d’acoustique active.

Cela soulève des questions : comment les processeurs AV haut de gamme gèrent-ils ces exigences en termes de qualité de traitement ? Quel est l'impact sur la qualité audio ? Et quelle marge de manœuvre reste-t-il pour l’ajout de futures technologies ?

 

 

Puissance de Calcul Brute

La mesure objective de la puissance de traitement pour tout processeur audio ou AV est donnée en GFLOPs, qui signifie Giga Floating Point Operations per Second (un GFLOP équivaut à un milliard d'opérations en virgule flottante par seconde).

La puissance de calcul disponible dans les plates-formes basées sur DSP et sur CPU est radicalement différente, à l'avantage du CPU.

Début 2025, les plates-formes basées sur DSP les plus puissantes disponibles culminent à environ 20 GFLOPs de traitement audio, tandis que l'Altitude16 délivre une puissance de traitement de plus de 200 GFLOPs, de manière très conservatrice (cela peut par exemple tout simplement doubler avec des fonctionnalités telles que Intel Turbo Boost).

 

En d'autres termes, un Altitude16 bénéficie d'une capacité de calcul d'au moins 10 fois supérieure aux processeurs basés sur DSP les plus puissants du marché. Cette différence frappante ne fait qu'augmenter avec l'Altitude32, mais aussi avec tout processeur Trinnov au fil du temps et avec la sortie de processeurs plus récents.

D'autres paramètres doivent être pris en compte et pèsent également lourdement en faveur du CPU:

  • La mémoire interne, ou mémoire cache, est considérablement supérieure et plus rapide sur le CPU, améliorant le processing tel que les longs filtres FIR et l'audio en temps réel en général.
  • Mémoire externe étendue pour permettre des algorithmes très complexes avec de nombreuses instructions et/ou minimiser le temps de calcul.
  • Moins de complexité de programmation, moins de latence et de surcharge.

Pour résumer, il est juste de dire que dans la plupart des cas pratiques, un seul processeur surpasse un ensemble de processeurs DSP, même avec la même puissance de traitement théorique.

Le seul inconvénient est que les processeurs haute performance sont beaucoup plus chers que les DSP conçus pour une application grand public. Cela inclut même les plates-formes DSP intégrées les plus puissantes telles que le Texas Instrument K2G qui utilise 2 cœurs ARM Corex-A15 et un DSP C66

Traitement haute résolution

La puissance de calcul et la mémoire supplémentaire disponibles sur les CPU rendent la correction acoustique moderne possible pour un grand nombre de canaux, sans limitations majeures en termes d'implémentation et de résolution.

La puissance de traitement est si critique que les fabricants n'ont d'autre choix que d'accepter des compromis significatifs dans l'implémentation de nouvelles technologies:

  • Limiter le nombre de canaux de son immersif décodés (par exemple, 24 au lieu de 35, limitant ainsi la résolution spatiale).
  • Limiter la longueur des filtres FIR à 3000 taps ou même moins.
  • Renoncer au traitement audio haute résolution avec un sous-échantillonnage systématique de l'audio.
  • Utiliser des opérations en virgule flottante 32 bits simple précision.
  • Exclure certaines enceintes de la correction de pièce numérique ou du traitement acoustique actif.

En revanche, notre plateforme basée sur CPU n'a pas de telles limites et utilise par défaut plus de 8000 taps dans nos filtres FIR, avec la possibilité d'augmenter jusqu'à 32 000 taps à 48 kHz et 130 000 taps à 192 kHz si nécessaire.

 

Traitement en virgule flottante 64 bits

Plus important encore, notre plate-forme traite l'audio avec une résolution en virgule flottante de 64 bits. C'est la résolution utilisée dans les studios de  mastering musique et films, pour de bonnes raisons :

  • Précision accrue: particulièrement utile lorsqu'il s'agit de changements subtils ou de sons très faibles qui doivent être préservés dans un traitement de haute qualité.
  • Plage dynamique plus élevée: l'utilisation de 64 bits élimine pratiquement le risque d'écrêtage pendant le traitement.
  • Meilleure marge de manœuvre: il y a plus d'espace pour les calculs avant de rencontrer un dépassement de capacité ou une distorsion, ce qui est essentiel lors de l'exécution de nombreuses opérations complexes qui pourraient autrement amener les valeurs 32 bits à se déformer ou à perdre en précision.
  • Réduction du risque d'erreurs d'arrondi, qui peuvent s'accumuler avec le temps, en particulier avec des calculs répétés.

Le résultat est un niveau inégalé de précision et de transparence audio, nous permettant de traiter l'audio sans dégrader ou perdre les informations d'origine.

 

Prêt pour l'avenir

Les processeurs AV basés sur DSP doivent utiliser de nombreuses astuces pour supporter les dernières technologies de correction audio. La question devient : quelle marge de manœuvre de traitement reste-t-il pour les futures technologies de traitement du signal, sachant qu'elles seront probablement encore plus gourmandes en ressources de calcul ?

L'avantage de la plateforme Altitude et de son architecture basée sur CPU est évident : non seulement elle évite la nécessité de ces astuces d'économie de mémoire/GFLOP (et les compromis audio associés), mais elle préserve également une marge de manœuvre de traitement significative pour gérer les futurs algorithmes de traitement plus exigeants.

Cela fait des processeurs Altitude le processeur de choix pour les installations hautes performances durables à long terme.

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