HQPlayer Foren Kompendium

Es gibt zwar ein Handbuch zum HQPlayer, allerdings ergeben sich interessante Erkenntnisse aus audiophilen Foren. Der Entwickler vom HQPlayer Jussi Laako ist dort sehr aktiv, aber es ist mühsam aus den langen Threads die relevanten Informationen herauszulesen.

Mit diesem Kompendium wird eine thematische Eingrenzung versucht. Es folgt eine kurze Zusammenfassung mit unterlegtem Link zur Originalversion. Stand: 29. November 2023

Audio PC

Rechenleistung

4 GHz mit Modulator EC5-Super auf DSD512.
3,5 GHz mit EC-light auf DSD512.

Aktivierung Multicore-DSP: Alle Parallelisierungen werden bedingungslos aktiviert. Führt bei Dual- oder Quad-Cores zu Problemen.

Die Leistungsdrosselung eignet sich nicht gut für Echtzeitanwendungen, die mit hoher CPU-Taktfrequenz ausgeführt werden müssen.

Bitte beachten Sie, dass Intel-Kerne Takt für Takt etwas schneller sind als AMD-Kerne. Während AMD in der Regel mehr Kerne hat. Bei AMD benötigen Sie also einen höheren Takt, um die gleiche Single-Core-Leistung wie bei Intel zu erhalten.

CUDA (Compute Unified Device Architecture)

Die Initialisierungsarbeiten werden immer auf der CPU durchgeführt. Aber wenn du den HQPlayer laufen lässt, wird es das nächste Mal, wenn du auf die gleiche Kombination aus Eingabe- und Ausgaberate stößt, viel schneller sein, da die Initialisierung zwischengespeichert wird.

Nvidia-GPU-Treiber sind nicht mit Echtzeitkernels kompatibel.

GPUs bringen dies auf die nächste Stufe, indem sie Hunderte oder Tausende von Berechnungen parallel durchführen können. Aber die Geschwindigkeit der Einzelberechnung ist nicht ganz so hoch wie auf der CPU. Die GPU-Taktraten sind etwa halb so hoch wie die CPU-Taktraten bei etwa 2,5 GHz.

Musikdateien

HQPlayer OS unterstützt NTFS nicht. Aber FAT32, exFAT und ext4 funktionieren gut. Die Bereitstellung von Inhalten auf ext4 über SMB auf Ubuntu Server ist eine gute Lösung. Alternativ kann das Mounten einer NTFS-Freigabe von Windows oder einer anderen SMB-Freigabe auf dem HQPlayer-Betriebssystem den Zugriff auf verschiedene Speicheroptionen vom HQPlayer-Betriebssystem aus ermöglichen.

Empfehlung die Inhalte aus dem Netzwerk statt aus den lokalen Laufwerken zu beziehen.

Echtzeitkernel (HQPlayer OS)

Garantiert die Lieferung von Audiopaketen an den Ausgang. Es verhindert Audioausfälle, weil eine andere Aktivität im System zu lange dauert. Dies ist jedoch mit Gemeinkosten verbunden, bei denen der Gesamtdurchsatz des Systems durch die strengen zeitlichen Einschränkungen begrenzt wird. Beispielsweise werden alle Treiber-Interrupt-Handler als einzelne Kernel-Threads ausgeführt, sodass sie genau wie Prozesse geplant und vorzeitig entfernt werden können. Dies ist intensiver als die einfachere Art, jeden Interrupt-Handler seriell so lange laufen zu lassen, wie er möchte. Aber garantiert, dass ein nachlässiger Treiber die Reaktionsfähigkeit des Systems nicht ruiniert.

In Bezug auf die Latenz ist das HQPlayer-Betriebssystem unschlagbar, aber der Echtzeitkernel fügt auch seinen eigenen Gesamt-Overhead hinzu und unterstützt keine GPU.

HQPlayer Embedded hat alle Funktionen wie die Desktop Versionen und kann darüber hinaus als UPnP-Renderer fungieren, was Desktop nicht kann.

CPU-Befehlssätze

HQPlayer Desktop unter Windows und generischer Build unter Ubuntu unterstützen AVX-512.

Arbeitsspeicher (RAM)

Die Speicherbandbreite kann einen gewissen Einfluss haben, sollte sich aber nicht stark auf Modulatoren auswirken, die hauptsächlich in CPU-Caches passen sollten. Aber die Speicherbandbreite spielt bei Filtern/Faltung eine Rolle. Es ist möglich, 32 GB mit HQPlayer auszuschöpfen. Aber für die meisten gängigen Anwendungsfälle sollten 16 GB ausreichen.

DAC

NOS (Non Oversampling) Betrieb

Die DSD-DAC-Sektion im T+A DAC wandelt die Daten einfach in analoge Daten um. Und die gesamte Komplexität bei der Erstellung der besten Leistungsdaten für diesen Abschnitt liegt auf der Quellseite.

Oder der PCM 16fs-Stream (705,6/768 kHz) geht direkt zum Sigma/Delta-Wandler und umgeht dabei die internen Upsampling-Filter der DAC-Chips.

Soweit ich weiß, kann der ESS-Chip kein echtes NOS machen.
Ja, so etwas wie NOS gibt es auf einem SDM-DAC nicht, einige deaktivieren einfach den Betriebssystemfilter nach der PCM-Stufe

Eine gute Faustregel lautet: Je mehr Hochgeschwindigkeitsverarbeitung direkt neben oder in der Nähe der eigentlichen Umwandlung in eine analoge Wellenformschaltung stattfindet, desto wahrscheinlicher sind störende Artefakte im SQ. Das ist der Grund, warum Techniken wie NOS trotz der leicht messbaren Defizite in der technischen Leistung funktionieren.

Schnittstellen

Externe I²S sind ausnahmslos schlechter in Bezug auf die Jitter-Leistung.

Bei USB erfolgt die Taktung auf der DAC-Seite, die von der eingebauten Uhr des DAC durchgeführt wird. Bei S/PDIF liegt die Taktung an der Quelle und der DAC muss den Takt aus dem Datenstrom mithilfe von PLL rekonstruieren.

Ein großes Problem bei USB Audio Class ist, dass es Ihre möglichen Abtastraten und die Anzahl der Kanäle einschränkt. Es kommt also nicht in Frage, wenn Sie, sagen wir, 8 Kanäle von DSD512 machen möchten. Während Ethernet absolut keine Probleme hat, sogar 32 Kanäle von DSD512 zu verwenden.

technische Spezifikationen

Es sind i. d. R. zwei Oversampling-Stufen in DAC-Chips vorhanden, um auf die Delta-Sigma-Modulatorrate bei etwa 10 MHz zu kommen.

Beispiel ohne externes Upsampling: Player-Ausgang 44,1k -> DAC-Chip 1. Oversampling-Stufe (gefiltert, z.B. 8x) -> DAC-Chip 2. Oversampling-Stufe (ungefiltert z.B. 16x) -> DAC-Chip Delta Sigma Modulator -> DAC-Chip D/A-Wandlungsstufe -> analoges Signal

Beispiel mit HQPlayer Upsampling (DAC im NOS): Audioinhalte mit 44,1k -> HQPlayer-Ausgang DSD256 -> DAC-Chip D/A-Wandlungsstufe -> analoges Signal


Vorteile:
– Umgehung interne DAC Verarbeitung
– Höhere Genauigkeit (64bit oder 80bit Gleitkommapräzision),  DAC-Chips führen alle Berechnungen in begrenzter Auflösung ihres Festkommaformats durch.
– Höhere Rechenleistung ermöglichen bessere Algorithmen.

Beispiel mit HQPlayer Upsampling (DAC NICHT im NOS): Es werden zunächst HQPlayer-Upsampling-Filter angewendet, und dann wird das vereinfachte Oversampling im DAC fortgesetzt, um die Abtastrate auf eine Modulatorrate (die normalerweise etwa 10 MHz beträgt) zu erhöhen. Sowohl DAC-Oversampling als auch Delta-Sigma-Modulator haben natürlich Einfluss auf den Klang. Es ist aber auch wahr, dass die erste Upsampling-Stufe (aus der Abtastrate der Quellaufnahme) mehr Einfluss auf den resultierenden Klang hat als die folgenden Up- oder Oversampling-Stufen.

klangliche Auswirkungen vom HQPlayer Upsampling

Bessere Räumlichkeit, klarere Instrumentenplatzierung und -trennung, besser geschichteten Klangbühne (anstelle von flach), feinere und detailliertere Transientendarstellung anstelle der typischerweise gehärteten PCM-Pfadtransientenpräsentation, volle und realistische Instrumentenklangfarben, bessere Dynamik aufgrund eines geringeren Grundrauschens, bessere Durchhöhrung von Details bei niedrigen Pegeln.

Jitter

On-Board-Upsampling erhöht den Jitter, wie ich durch einige Messungen gezeigt habe. Nicht wegen des DSP-Prozesses selbst (es sei denn, es handelt sich dort um ASRC), sondern weil die Verarbeitung in der Nähe der D/A-Wandlungsstufe EMI/RFI erzeugt, die die eigentliche D/A-Wandlung stören und somit Jitter dort verursachen. Wenn es nur eine minimale On-Board-Verarbeitung gibt, gibt es nur eine minimale Menge an EMI/RFI von der digitalen Seite. Dies ist auch ein Grund, warum DAC-Chip-Hersteller fortschrittliche Algorithmen nicht auf demselben Chip wie die empfindliche Umwandlungsstufe unterbringen können. So hat AKM kürzlich den AK4191 + AK4499EX Chippaar entwickelt, um die Verarbeitung und Konvertierung getrennt zu halten. So war es früher, als die digitalen Filter in einem vom D/A-Wandlerchip getrennten Chip untergebracht waren. Aus Kostengründen wurden diese Ende der 90er Jahre auf eine Single-Chip-Architektur umgestellt. Und auch ein Grund, warum einige Firmen wie Chord, dCS und Esoteric separate Upsampler- und Converter-Geräte entwickelt haben. (sehr teuer und leistungsschwach, im Vergleich zu modernen Computern + Software)

Filter

klangliche Auswirkungen

Länger (lp) = mehr „Raum“
Kürzer (mp) = „bessere Transienten“

Bei  minimaler Phase (mp) ist die Länge für Transienten weniger kritisch, da es kein Pre-Ringing gibt.

Sinc-MGa ist ein extrem langer Filter und klingt weich (transienter Schmiereffekt). Sinc-Mx klingt detaillierter. Ein Schritt kürzer ist gauss-xla oder weiter gauss-long.

Apodisierende Filter korrigiert das Einschwingverhalten aufgrund der in die Quelldaten eingebetteten Fehler. Diese Fehler zerstören sonst die transiente Reaktion. Der HQPlayer enthält eine Erkennung für diese Fehler.

Ich habe viele Verleih-Tracks, bei denen der Inhalt 40+ kHz erreicht. Wenn solche im RedBook-Format geliefert werden, haben Sie das Klingeln bereits eingebaut. Das Gleiche gilt für jeden A/D-Wandler, der beispielsweise mit einer Rate von 44,1 KB aufzeichnet. Es verfügt über einen digitalen Dezimierungsfilter, der seinen Fingerabdruck in den Daten hinterlässt. Das ist etwas, wofür apodierende Filter entwickelt wurden.

Auf welche Sounds sollte ich achten, wenn ich apodisierende Filter im Vergleich zu nicht-apodisierenden Filtern beurteile?
Hören Sie sich die höchsten Frequenzen an, z. B. Becken und andere Instrumente, deren Frequenzinhalte sich über 22,05 kHz erstrecken. Hochfrequente Transienten sind die besten. Achten Sie auf akzentuierte Blendung und unnatürliche „raue, digitale Helligkeit“ oder zusätzlichen Glanz oder Schimmer am oberen Ende. Bei apodisierenden Filtern erhalten Sie stattdessen einen präzisen, schnellen, sauberen und weichen Klang.

Das Ziel ist also, dass Transienten nicht beginnen, bevor sie tatsächlich auftreten. Minimalphasenfilter sind in diesem Sinne optimal, da sie kein Vorecho haben. Die größten Herausforderungen bei Transienten sind hochfrequente Klicks, die in reflexionsarmen Räumen aufgenommen wurden (überhaupt kein Hall). Am wenigsten herausfordernd ist Orgelmusik, die in der Kirche aufgenommen wurde! Auch Instrumente wie Klavier sind in dieser Hinsicht relativ einfach, da sie sehr bandbreitenbegrenzt sind und somit die „Transienten“ sehr langsam sind.

Es ist nicht optimal, den Filter in irgendeiner Hinsicht zu übertreiben. MQA konzentrierte sich so sehr auf Transienten, dass sie den Filter so kurz machten, dass er am Ende Dutzende von kHz abschneidete, was zu einer starken Begrenzung der Anstiegsrate führte. Während das Übertreiben des Frequenzbereichs mit einem zu langen Filter bedeutet, dass alles um den Transienten herum den Transienten beeinflusst, indem es die Energie verteilt.

technische Spezifikationen

Bézier-Polynomen (ohne Pre-/Post-Ringing) von T+A entsprechen „polynomial-1“ und „polynomial-2“: Langsamer HF-Roll-Off und schlechte Stoppbandunterdrückung führt zu Leckagen im Ultraschallrauschen: keine Empfehlung!

Nur 50% der Leistung kommt von den digitalen Filtern. Die anderen 50 % stammen aus dem Modulatordesign.

Die Unterstützung von 48k DSD ermöglicht die Verwendung einer größeren Auswahl an Filtern und eine geringere Gesamtnutzung der Verarbeitungsressourcen. Die Audioqualität hat einen leichten Vorteil, da die Rate etwas höher ist als bei der entsprechenden 44.1k-Familie.

Per Definition leiten Halbbandfilter die Originaldaten unverändert durch und fügen nur dazwischen neue Samples hinzu. Dies bedeutet auch, dass es keine Fehler in den Quelldaten beheben kann und somit auch alle Fehler originalgetreu reproduziert.

Mola Mola DAC verwendet Halbbandfilter. Solche Filter sind auch leichter zu verarbeiten, was wahrscheinlich ein häufiger Grund für die Verwendung dieser Filter ist.

Wenn Ihre Aufnahme nicht bandbeschränkt ist, wie z. B. eine echte DSD-Aufnahme, und in vielen Fällen echte DXD- oder 705.6/768k-Aufnahmen, haben Sie dieses Problem nicht. Und oft reichen auch 192k aus, um eine Bandbegrenzung zu vermeiden. Während 96k noch nicht genug sind.

Die Genrebeziehung ergibt sich aus den Unterschieden in der Signalkomposition verschiedener Genres und unterschiedlicher Aufnahmetechniken. Wenn Sie eine trockene Mehrspur-Studioaufnahme von Rock haben, hat sie nicht wirklich viele Platzinformationen. Aber es ist sehr anspruchsvoll in Bezug auf Transienten und dichte Frequenzanteile. Das absolute Gegenteil sind klassische Musikaufnahmen, wie sie von 2L in Kirchen gemacht werden, wo man viele Rauminformationen, praktisch keine Transienten und eine relativ spärliche Frequenzkomposition hat. Dadurch verschieben sich auch die Fokusanforderungen des Filters.

Modulatoren

technische Spezifikationen

Technisch gesehen sind Modulatoren siebter Ordnung etwas besser. Sie sind aber auch anspruchsvoller für den DAC.
Geeignet für die meisten Multi-Element-fähigen DSD-DACs (Holo, T+A, Marantz, TEAC).

Modulatoren fünfter Ordnung können manchmal insgesamt die bessere Wahl sein. Ein Beispiel dafür ist der SMSL M500mkII oder in vielen ESS-basierten Geräten mit Rekonstruktionsfilter niedriger Ordnung.

Die Modulatorlast hängt nur von der Ausgangsrate ab, nicht von der Quellenrate. Die Modulatorlast ist also in Abhängigkeit von der Ausgangsrate konstant. Das Problem ist also ein Filter, der für die Nx-Rate ausgewählt ist.

Ich denke, Light/Super sind das Beste, was ich im Moment tun kann, aber wenn Sie v2/v3 diesen vorziehen, ist es aus objektiver Sicht völlig in Ordnung (insbesondere jeder EC-Modulator). Also auch „Light“ nicht außer Acht lassen, es ist auch sehr gut und ich würde sagen, besser als zum Beispiel v2. V3 und Super sind einander ähnlicher, aber immer noch sehr unterschiedlich.

ECv3 ist aufgrund der Änderungen, die ich vorgenommen habe, leichter als ECv2. ECv3 und EC-super sind in etwa die gleiche Last. EC-Licht ist leichter.

7EC512+fs

7EC512+fs konzentriert sich auf den Dynamikumfang in 100 kHz (bei 512x), da dies als ausreichend Bandbreite angesehen werden kann. Bei 256-facher Ausführung ist dieser erweiterte Dynamikbereich 50 kHz breit und 1024-fach 200 kHz breit. Der normale Modulator bietet also mehr Bandbreite, während der 512+fs Ihnen mehr Dynamikumfang bietet. Dies ist besonders nützlich, wenn du z.B. 5.1-Mehrkanal-zu-Stereo-Downmixe durchführst, digitale Raumkorrekturen durchführst oder die Lautstärkeregelung im HQPlayer verwendest. Denn es bietet viel dynamischen Headroom.

512+fs macht sich die Tatsache zunutze, dass die Abtastrate ausreichend hoch ist, und tauscht einen Teil der Bandbreite gegen ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis im Bereich von <= 100 kHz ein. Daher ist es besonders gut, wenn du den Lautstärkeregler von HQPlayer verwendest, Faltung oder EQ machst, oder zum Beispiel Mehrkanal zu Stereo Downmix.
 
Regulär hält man sich an die Bandbreite und ergibt somit bei DSD512 200+ kHz rauschfreie Bandbreite und bei DSD1024 400+ kHz. Für Musikinhalte sind 100+ kHz jedoch gut genug und übertreffen die von 192k PCM. Für viele Inhalte reichen 60 kHz aus.

AHM7EC5L

AHM7EC5L @1024 ist jetzt mein bevorzugter Modulator für PCM-Quellen. LF-Ausdehnung und Sauberkeit sind hervorragend, ebenso wie die Präsentation.
Akronym für Adaptime Hybrid-Modulator, 7. Ordnung, Erweiterte Kompensation, 5-stufig.

Ich habe gerade den neuen AHM-Modulator mit meinem Mini M2 Pro ausprobiert. Erstaunlich, dass ich jetzt DSD1024 spielen kann!! Interessant ist jedoch, dass es bei mir bei einer Ausgabe von 48 x 512 nicht funktionieren würde – ich musste 48 x 1024 auswählen.
Ja, DSD1024 ist das absolute Minimum dafür. Es wäre noch besser, DSD2048 wenn es einen solchen DAC gäbe (vielleicht wird er es eines Tages tun).

Weniger Power wird benötigt als vorher mit DSD512 und ASDM7EC-super 512+fs. Mein erster Eindruck ist ein sauberer, tieferer Bass und mehr Räumlichkeit. Ich glaube, ich kann mehr Mikrodetails hören.