Cayin N8ii DAP開発秘話

N8からN8iiになるまで約4年の月日を要しました。

実は当初の予定では、N8iiの発売は2021年第3四半期、そして第4四半期となるはずだったのですが、さまざまな事情により、現在まで延期されています。客観的な要因としては、N8iiは多くのディスクリート部品を使用しており、ソーシングの難しさ（納期、入手不可能、コストなど多くの要因を含む）からBOM（部品・原料のリスト）が確定せず、また、これらの材料の変更により一部の回路が再設計されたことが挙げられます。

さて、さっそくN8iiの話題に移り、興味を持った愛好家の皆さんがN8iiのデザイン定義がご期待に沿うかどうかを確認できるようにしましょう。記事では、あまり長くならないようにデザインのうちオーディオの部分のみに焦点を当てます。

【主な特徴】
1. KORG製Nutube 6P1をデュアルマッチングで採用しました。新たな物理構造、ダンピング設計、回路構成を採用し、真のフルバランス真空管トーン回路を実現。
2. ROHM社製「MUS-IC」シリーズのフラッグシップDAC BD34301EKVをデュアルで採用。さらに、DACは常にMONOモードで動作します。
3. デュアルオペレーションモードを選択可能。Class AとClass ABを選択可能。N8iiは、すべてのディスクリート部品を用いて、4チャンネルのアンプ回路を構成しています。バイアス電流を変更することで、Class AとClass ABを選択することができます。
4. デュアルパワー出力モードが選択可能。PモードとP+モード。ヘッドホンアンプ回路の動作電圧の違いにより実現します。(Class AモードとP+モードの同時使用はできません）。
5. 音量調整回路には、JRC NJW1195A 4チャンネルアナログ精密音量調整チップを使用。
6. シングルエンドとバランスの独立したラインアウト回路を搭載。

以上の6点を読んで、身近に感じることはありませんか？なぜなら、ディスクリートのオーディオ回路も、真空管とソリッドステートの2つの音色選択も、Class A/Class ABモードもP/P+モードも、Cayinのこれまでの製品に登場しているからです。以前のCayinのDAPと比べるとN8iiは何か違う、革新性に少し欠ける？なんて感じましたか？

2018年にN8を発売した後、Cayinは3つのポータブル製品をリリースしました。まず、2019年のN6iiは、オーディオマザーボード「E01」「E02」がディスクリートコンポーネントのオーディオ回路を採用し実現したもので Class AおよびClass ABの動作モード。2つ目は、2020年のN3Proで、こちらもアメリカのRaytheon社のCK6418を使用し、真空管とトランジスタの2つの音色を好みに応じて選択ができるものでした。3つ目は、2021年初頭に発表されたC9、これはディスクリートコンポーネントのオーディオ回路、Class A/Class ABモード、デュアルKORG Nutube 6P1 Tubeなどを組み合わせたものです。

N8iiは、上記の技術を結集したものです。また、過去数年にわたるお客様からのフィードバックも吸収しました。ユーザーが必要とする本当の意味での成熟した技術を、ひとつの製品に集約する。ユーザーの感覚としては新しいコンセプトは少ないのですが、これだけ多くの技術を一つの製品に適用し、重量、サイズ、操作性、大型タッチパネルなどさまざまな要素を満たすことは、やはり非常に大変なことなのです。

【真空管回路について】
まずは、N8ii真空管回路の実装から見ていきましょう。N8iiはAndroidシステムを採用しています。お客様が簡単に操作できるように、また、比較的大きな基板面積を確保するために、 5インチのOLEDディスプレイ (1280×720)を採用しています。
これは言い換えると、N8やN3Proで採用した真空管の取り付け方法が、N8iiでは適用できないことになります。背面に真空管を設置すると、バッテリーの有効面積が大幅に狭まり、必要とするバッテリー要件が満たせなくなるのです。そこでCayinのエンジニアは何度も実験を重ね、アルミブロック全体から、真空管モジュールを垂直に設置できるフレーム構造が最良であるという結論に到達しました。これはケースの左側に配置されています。こうすることで、電子機器、バッテリー、ディスプレイ、PCBA、真空管モジュールの間に、非常に効果的な物理的な区分けができました。この工夫により N8iiはより技術的に優れた外観を持ちながら、ユーザーの操作に全く影響を与えず、さらに言えば、マイクロフォニックの影響も最小限にしています。もちろんデメリットもあります。Nutube 6P1自体の高さと、振動吸収のための物理的な隙間を空ける必要があるため、N8iiの厚さは25mmになりますが、それでも全体のグリップと操作性は比較的バランスが取れています。

N8iiはN8、C9と同じ真空管を使用していますが、回路やその音の性能に違いがあります。N8とC9の両方をお持ちのお客様には、よりダイレクトにその違いを体感していただけると思います。CayinがNutube 6P1を入手したときから、この真空管の開発と応用に関する実験を継続していました。事実、Nutubeを回路構成上の異なる位置に配置することで得られる音色は大きく変化します。N8iiの真空管回路の開発にあたっては、N8やC9の開発経験や、お客様からのフィードバックも考慮しました。N8iiでは、負帰還ゼロゲイン回路を採用しています。真空管回路のフィードバック量を慎重に調整し、真空管の暖かくまろやかなサウンドパフォーマンスを失うことなく、トランジスタに近い透明感とスピード、伸びやかさを得ることができました。

Cayinは30年近く真空管アンプの開発・生産に携わってきました。様々な種類の真空管の特性や回路を深く理解しています。Nutube 6P1は従来の真空管とは異なる新しいタイプの真空管ですが、Cayinはこの真空管をより良く応用するために、デモボード上に30種類以上の設計を完成させています。なお、真空管アンプのオーディオマニアの中には、ループの大きな負帰還回路の設計を好まない人がいます。このような設計では、従来の真空管アンプのような豊かな真空管サウンドが得られず、真空管アンプのリズムが失われることがあるからです。しかし、実際のところ、ポータブル製品のユーザーと従来の真空管アンプのユーザーとは、まだまだ大きく異なっています。ポータブル機のユーザーの多くは、よりリニアで、スピード感のある、透明感のあるサウンドを好みます。C9は、深い負帰還回路設計により、高調波を低減しています。その結果、全体的な音の透明感はトランジスタの性能に近くなり、N8とは異なるスタイルを提示しています。

この2つの異なるデザインについては、どちらにも信奉者がいます。実際の音はどうなのでしょうか？それは、ユーザーが試聴して、自分で判断する必要があります。設計者にとって最も重要なことは、市場の需要に寄り添い、お客様のご要望に応えることでしょう。
N8iiで3代目となる真空管設計では、N8とC9の設計におけるバランスを取りながら、私たちの真空管に対するテクノロジーを理解していただき、製品デザインを通して私たちの考えをお客様にお伝えすることが重要であると考えています。

また、Nutube 6P1の電源を入れると、直流信号が出力されます。オーディオシステムとしては低振幅ですが、後段の増幅器や負荷に入る直流信号は致命的です。そこで、N8とC9では、オーディオ信号の出力をオンにする前に5秒の待機時間を設定しました。N8iiも例外ではなく、同じ設計を踏襲しています。また、5秒間の待機は、もちろん真空管が基本的なウォームアップを行い、安定した出力動作ができるようにするためでもあります。

N8iiにおけるNutube動作シーン

【DACチップについて：ROHM製BD34301EKV】
真空管設計の次は、N8iiに使われているDACチップに興味を持たれるお客様が多いのではないでしょうか。N8iiは当初、AK4499チップをベースに開発されました。しかし、よく知られた理由により、開発を中止し、新しいソリューションに切り替えなければなりませんでした。それがROHMのBD34301EKVという電流出力型DACチップです。私たちはROHMの工場と長い付き合いがあり、CayinはROHMからこのチップのプロトタイプとデモを入手した最初の企業です。Cayinのハードウェアエンジニアは、4ヶ月近くかけて6枚のエンジニアリングボードを作り、大量のデータを取り込み、変換されたアナログ信号データのテストを繰り返しました。また、オリジナルデモとの比較とチューニングを繰り返しました。そして遂に、BD34301EKV DACチップのチューニングを完了しました。このDACチップのことを初めて知ったという方もいらっしゃるでしょう。確かに新しいチップです。そのため、ROHMのBD34301EKVがどのようなものなのかを知っていただくには、これからまだ時間がかかるでしょう。しかし、BD34301EKV DACはスペック上、性能上、非常に優れた特性を持っており、「チップ不足」のこの時代を考えれば、今後このDACを採用した製品は増えるでしょうし、徐々に知名度が上がっていくものと考えています。

DACについては、これ以上具体的に説明することはないでしょう。オーディオ製品の核となる部分だけに、そのプロセスは、デジタル信号の整形などの処理を含む、全体の回路設計に多く存在します。これらの話は退屈ですが、設計の中で最も重要な部分です。お客様からすると、次のDACでどんな音が出るのか、より一層興味が湧くのではないでしょうか。

【様々な出力モードと動作モード：Class A/Class AB,Pモード/P+モードなど】
N8iiは、3.8V/10,000mAhの大容量で内部抵抗の少ないリチウムイオンポリマー電池を使用しています。異なる動作モードと出力モードにおいて、最長で約11時間（3.5シングルエンド出力、Class AB、トランジスタ、Pモード）、最短で約8時間（4.4バランス出力、Nutube真空管、P+モード、Class AB）となっています。N8iiには様々な出力モードと動作モードがあり、ユーザーは様々な選択をすることができ、ニーズに合わせて最高のリスニング性能を得ることができます。N8iiのオーディオアンプ回路は、ディスクリート部品で設計されています。N6ii E01、E02、C9の開発経験から、N8iiのバッテリー特性を考慮し、各段の三極管を手動でペアリングし、三極管増幅のバイアス電流設定と信号範囲の精度を保証しています。これにより、Class AとClass ABという動作モードの違いによる音の変化を実現しています。Class AとClass ABの違いについては、以前N6iiのE01とE02を紹介したときにも紹介したことがあります。E01の音は多くのお客様に大変気に入っていただきましたが、当時はN6iiの枠組みからすると制約が多く、出力も比較的小さかったのです。

N8iiの構造には、放熱をよくするために多くの努力を払っています。複雑な回路構成だけでなく、Class A級は変換効率が低く消費電力が大きいため、多くのオーディオマニアが認める鮮明でふくよかな音です。それが放熱などの問題で実現できないのは残念なことです。そのため、開発にあたっては、バイアス電流の緻密な設定やチューニングに加え、熱伝導率をいかに早く、均一にするかが大きな課題となっています。N8iiのケースは、銅でもステンレスでもなく、より一般的な航空宇宙用のマグネシウム・アルミニウム合金でできています。その理由のひとつは、銅やステンレスの熱伝導率が低いためで、またサイズと重量のバランスを考慮した結果でもあります。N8iiのサイズは147×77.5×25mm、重量は442gです。

しかし、避けられない物理法則があることに注意する必要があります。P+モードでは、N8iiのディスクリート増幅回路の電源電圧は、より高い出力を得るために上昇します。もしクラスAを同時にオンにすると、ディスクリート増幅三極管の静止電流が劇的に増加し、非常に動作温度になります。ポータブルDAPの内部放熱スペースは、やはり非常に限られています。このような極端な動作シナリオでは、内部温度が高くなりすぎて放熱が確保できなくなります。このような場合、電子部品の寿命や動作状態に大きな影響を与えることになります。そのためCayinの定義と設計では、P+モードとClass Aを同時に有効にすることは出来ない仕様にしています。(デスクトップであれば実現は難しくありませんが、サイズに制約のあるポータブルDAPでは極端な話です）。

N8iiは、構造設計と回路設計の継続的な研究・改良により、Class A/4.4mmバランス出力で440mW（32Ω負荷）を達成することができました。これにより、通常ポータブルにおいてドライブすることが難しいと思われる機器も以前よりも容易くドライブすることが出来るはずです。E01やE02でフルに機能せず、力不足とまれに感じていた感覚はN8iiではないでしょう。


N8iiはさらにデザイン性を高めていますが、ご興味のある方は、下の写真のような回路構成を確認してください。さらに詳しい情報は、ウェブサイトやソーシャルメディアを通じて提供する予定です。

【システムおよびMCU】
システムおよびMCUについては、N8iiはQualcomm製Snapdragon 660をメインコントロールとして使用し、6GBメモリと128GB内部ストレージ、Android 9.0システム、および人気のHiBy OSを採用し、N8初代と比較して全面的に改善されています。Cayinは、フルカラーLEDバックライト付きのリング型HOMEタッチキーを内蔵するなど、独自のデザインも踏襲しています。上部の金属製ボリュームノブは真鍮製で、5軸CNC彫刻プロセスによる本物の金メッキが施されており、その上のパターンデザインはCayinの90年代以降の若いチームによるもので、西洋の形而上学のカラーマジック配列のような感じになっています。N8iiには、N8と同様、イタリアから輸入したブルーのウォーターグレインレザーを使用したレザーケースが標準装備されます。

N8iiは、中国では2022年3月4日に正式発売される予定です。海外市場においては、不確定な配送状況を考慮し、市場ごとに異なる可能性がありますが、できるだけ早くお届けし、皆様に試聴していただけるよう努力してまいります。
最後に、最も重要なことかもしれませんが、N8iiの希望小売価格はUSD 3499.00です。付加価値税（VAT）などが異なるため、現地の小売価格とは異なる場合があります。なお、日本国内での発売日及び価格については改めてCayin Japanのtwitterなどでお知らせさせていただきます。 多くの方に新しいCayinのフラッグシップDAP N8iiをお楽しみいただれば幸いです。

Cayin, Never be the Same Again.

Cayin N8iiの製品ページはこちらから。