なぜデジタルで音は変わるのに、FireWireデイジーチェーンしても音は変わらないのか | 検証・論考
みなさん、デジタルで音は変わると思いますか？
実際、変わる部分があるのは事実です。
こちらの記事でもケーブルで音は変わるのか検証しました。
デジタルで音が変わるなら、機材を何台も通したら音が変わると思いませんか？
本記事ではデイジーチェーンで音が変わるのか検証していきたいと思います。
イントロ
デジタルなのだから、途中で何台つないでも音は変わらない。
そう言われれば、たしかに理屈の上ではもっともらしく聞こえます。
一方で、オーディオの世界では昔から
「つなぎ方で音が変わる」
「デイジーチェーンすると音が悪くなる」
といった話も繰り返し語られてきました。
では、実際のところはどうなのでしょうか。
私自身、FireWireオーディオインターフェースを複数台使って検証してきましたが、少なくとも正常動作しているFireWireのデータチェーンそのものが、アナログケーブルのように音色を少しずつ変えていく、という説明には無理があります。
しかし同時に、「デジタルなのだから全部同じ」と切り捨ててしまうのも、少し乱暴です。
なぜなら、データそのものは変わらなくても、
クロック、電源、グラウンド、そして最終的なD/A変換の設計によって、実際に私たちが聴く音は変わり得るからです。
つまり、このテーマで本当に切り分けるべきなのは、データの話と、電気と変換の話です。
今回は、
「なぜデジタルで音は変わるのに、FireWireをデイジーチェーンしても音は変わりにくいのか」
この一見矛盾して見える問題を、できるだけ技術的に正確に整理していきます。
結論
FireWireのデータ伝送としてのデイジーチェーン自体は、音色変化の主因とは言いにくいです。
ただし、これは正常動作している限りの話です。
パケットドロップや同期不良、ドロップアウトが起きていないことが前提であり、異常が出ている状態まで含めて「絶対に変わらない」と言うのは正確ではありません。
まず、「正常動作」とは何か
この話を正確にするために、最初に「正常動作」を定義しておきます。
ここで言う正常動作とは、
録音・再生がクリックフリーで、ドロップアウトやプチノイズがなく、必要な同期が成立している状態です。
RMEのマニュアルでも、コンピュータ側が一瞬でも詰まるとデータパケットを失い、その種の問題はバッファサイズを上げないと解決しないと説明されています。
また、デジタル機器では有効な同期信号が取れていないと、誤サンプル、歪み、クラックル、ドロップアウトが起こるとされています。
つまり、異常時の現れ方は「少し音色が変わる」よりも、「ノイズ」「途切れ」「同期不良」として出る、というのが基本です。
たとえるなら、これは水道管の話ではなく宅配便の話に近いです。
アナログ配線のように、長くなるほど味が薄まる飲み物ではありません。
届くときは届く、届かないときは箱がつぶれる。デジタル伝送の異常は、そういう出方をしやすいです。
FireWireのデイジーチェーンは、そもそもどういう仕組みか
IEEE 1394は、マルチメディア用途を想定して非同期通信とアイソクロナス通信の両方を備えた規格です。
アイソクロナス通信は、時間に厳しい音声や映像のために、あらかじめ帯域とタイミングを確保して運ぶための方式です。
ここで重要なのは、FireWireのデイジーチェーンは「信号が途中の機器をアナログ的に通り抜けて痩せていく構造」ではないという点です。
FireWireは、機器を直列にぶら下げて見えても、中ではバス上の機器同士がパケット単位で通信している世界です。
したがって、議論の仕方もアナログケーブルとは別になります。
アイソクロナス転送が保証するもの、しないもの
FireWireのアイソクロナス転送は、よく「音が良くなる仕組み」のように語られがちですが、そこは少し違います。
アイソクロナス転送が担っているのは、音色の改善ではなく、時間どおりに流し続けることです。
IEEE 1394の解説資料でも、アイソクロナス転送は一定のスループットを保証する仕組みであり、時間に厳しいマルチメディア向けだと説明されています。
もう一つ大事なのは、アイソクロナス転送では、非同期転送のような「完全なエラーフリー配送」が主眼ではないことです。
古いIEEE 1394の解説でも、非同期転送はエラーフリー配送を重視し、アイソクロナス転送は時間優先で「ある程度のエラーを許容する」方式だと整理されています。
つまり、正常動作していれば安定して流れますが、破綻するときは「再送でじわじわ音が変わる」のではなく、「途切れる」「ノイズになる」方向で出やすいわけです。
では、なぜ「デイジーチェーンしても音は変わらない」と言いやすいのか
理由は単純で、正常動作しているFireWireのデータチェーンでは、問題になるのがまずデータの欠落や同期不良であって、アナログ的な音色変化ではないからです。
アナログケーブルは、長さや負荷、インピーダンス、外来ノイズで少しずつ波形が変わっていきます。
一方、FireWireのデータ伝送は、そうした「じわじわ劣化」のモデルではなく、時間どおりに必要なデータを届けられているかどうか、というモデルで考える方が正確です。
ですので、正常動作の範囲では「音が変わらない」と言いやすいのです。
言い換えると、FireWireのデイジーチェーンで問うべきなのは、
音色が変わるかどうかよりも、
安定して動くか、同期が崩れないか、ドロップしないかです。
ただし、ここで話しているのは「FireWireのデータチェーン」です
ここは記事の信頼性を左右するので、はっきり分けておいた方がいいです。
FireWireのデータ伝送のデイジーチェーンと、
ワードクロックのBNC配線のデイジーチェーンは、まったく別物です。
前者については、ここまで述べた通り「正常動作している限り、音色変化の主因とは言いにくい」で成立します。
しかし後者は別です。Apogeeは、1台のクロック出力を次の機器へ、さらにその次へと順送りする“reclocking”構成を非推奨としており、PLLが増えることでジッターが蓄積すると明記しています。
RMEも、ワードクロックは終端や配線条件が悪いと反射や同期不良を起こし、ジッターやsync failureの原因になると説明しています。
つまり、「デイジーチェーンで音は変わらない」はFireWireのパケット伝送には言いやすいが、ワードクロックの配線一般にはそのまま当てはまらない、ということです。
たとえるなら、FireWireのデータチェーンは「荷物の配送網」で、ワードクロックは「全員が見る壁掛け時計」です。
配送網は多少遠回りしても、荷物がちゃんと届けば中身は同じです。
しかし壁掛け時計は、全員が同じ時刻を見ていないと演奏そのものがズレます。
この二つは、似て見えても役割が違います。
音が変わる主因はどこにあるのか
ここまで整理すると、話はだいぶシンプルになります。
音のキャラクターを最も大きく左右するのは、最終的なDACとその後ろのアナログ回路です。
BenchmarkはDAC2について、すべてのデジタル入力を非同期アップサンプリングし、インターフェース由来のジッター痕跡を取り除く設計だと説明しています。
つまり、少なくとも高品質な受け側では、ケーブル長やインターフェース形式そのものより、受け側のクロック処理とD/A変換部の設計が支配的だという考え方です。
したがって、FireWireで何台つないだかよりも、
最後に受けるDACがどういうクロック処理をし、どういうアナログ段で出しているかの方が、音の違いとしては本質に近いです。
電源を共有することによる干渉は、別の物理現象として起こり得ます
ここは補足しておく価値があります。
FireWireのデータチェーン自体は音色変化の主因ではない、これはかなり強く言えます。
ただし、電源やグラウンドを共有することによる電気的干渉は、デジタルデータとは別問題として起こり得ます。
RMEは公式資料で、グラウンドループによるノイズを避けるためにGND liftを用意していること、またグラウンドループがハムやバズの原因になることを説明しています。
これは「データが変わった」のではなく、電気的な回り込みがアナログ段へ影響したという話です。
このため、電源を共有する構成、共通アースが複雑に回る構成、あるいはバスパワー機器を含む構成では、「データは同じなのにノイズっぽく感じる」「環境で印象が違う」といった現象が起こる余地はあります。
ただしそれは、FireWireのデータが数珠つなぎで劣化したのではなく、電源・グラウンド・アナログ段の問題として切り分けるべきです。
ジッターは？
ジッターはD/A変換のタイミング精度に関わる問題であり、無関係ではないということです。
RMEも、デジタル機器は同じクロックを共有しないと誤サンプルやクラックル、ドロップアウトを起こし得ると説明していますし、Benchmarkも受け側でインターフェース・ジッターを遮断する設計を強く打ち出しています。
ただし、そのジッターがどこまで可聴かは、機器の品質やジッター抑制能力に大きく依存します。
受け側の設計が良ければ、入力側のジッター影響はかなり小さくできますし、逆に設計が弱ければ影響を受けやすくなります。
したがって、
「ジッターは無関係ではないが、可聴かどうかは機器の品質次第」です。
まとめ
FireWireのデータ伝送としてのデイジーチェーンは、正常動作している限り、アナログ配線のように音色を変える主因とは言いにくいです。
一方で、ワードクロックの配線、電源やグラウンドの干渉、そして最終的なDACの設計は、確実に音へ影響を与えます。
つまり重要なのは、「デイジーチェーンで音が変わるかどうか」という問いそのものを、そのまま受け取らないことです。
正確には、
データは正しく届いているか
クロックは安定しているか
電気的な干渉は起きていないか
そして、最終的にどう変換されているか
この4点に分解して考える必要があります。
FireWireで問うべきは、音色ではなく「正常動作しているかどうか」です。
そして音の違いを生む本質は、データの経路ではなく、その先にある設計にあります。
データは壊れにくい。
でも、時計と電気は別です。
FireWireで問うべきは「音色」より、まず「正常に動いているかどうか」なのです。