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 PC로도 고음질 음악을 즐길 수 있다?
글쓴이 : 관리자     등록일 : 2017.09.07 17:51:34     조회 : 1534

피씨파이(PC-Fi)는 ‘하이파이(Hi-Fi)를 PC로 즐긴다’는 것입니다. 90년대 후반만 해도 PC용 스피커는 그저 소리만 잘 나오면 되는 정도였고 저장매체들의 용량이 작아 고음질 파일 몇 개만 넣어도 하드 용량이 다 차버리곤 했습니다. 하지만 PC가 가정에 널리 보급되고 그 기능도 상당히 발전을 이룩해 PC로도 좋은 음질을 들을 수 있게 되었습니다.

피씨파이가 발달하게 된 원인 중 하나는 CD 재생이 무척 번거롭다는 점입니다. 15년 전만 해도 커피숍, 백화점, 음식점 등 다양한 매장에서는 CD 플레이어를 이용해 음악을 재생했지만, 지금은 보통 PC를 사용합니다. 한 달에 만 원도 안 되는 스트리밍 서비스를 이용하는 것이 CD를 여러 장 사는 것보다 비용 면에서도 경제적이기 때문입니다.

피씨파이는 음악을 근거리에서 감상해야 한다는 특성이 있습니다. 공간이 제한됨으로 인해 넓은 무대를 형성하는 대신 해상력을 높여 무대를 분리함으로 소리를 좋게 합니다. 따라서 피씨파이에 좋다는 스피커들은 해상력이 뛰어나며, 양질의 DAC를 사용해 이를 더 높이기도 합니다. 오디오가 PC에 맞게 진화하고 있는 것입니다.


당연하게도, 제일 먼저 필요한 것은 PC입니다. 구성에 따라 다르긴 하지만 그 외에 외장 DAC와 앰프, 스피커, 스피커 케이블이 있습니다.

공간을 가장 적게 차지하는 방법은 액티브 스피커(앰프를 내장해 스스로 소리를 출력할 수 있는)를 PC에 연결하는 것입니다. 하지만 아무리 비싼 스피커라도 PC에 직접 연결하게 되면 PC내의 DAC(디지털-아날로그 컨버터)를 사용해야 해서 음질이 좋을 리가 없습니다.


현실적으로 가장 좋은 소리를 들을 수 있는 조합은 ‘외장 DAC+인티앰프+패시브 스피커(스스로 소리를 출력할 수 없는)’가 되겠습니다. 하지만 이 경우 공간을 많이 차지해 책상을 효율적으로 쓰기 힘들겠죠. 그래서 요즘은 시중에 DAC를 내장한 인티앰프를 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 공간 절약과 음질을 모두 잡기 위해 최대한의 노력을 한 셈이지요.

DAC는 피씨파이의 핵심이라 할 수 있는 부품입니다. ‘Digital to Analog Converter’의 준말로, 디지털 파일을 아날로그 파형으로 바꾸는 역할을 합니다. 덱 또는 DA컨버터라 부르는 사람도 있습니다.

DAC는 대부분의 소리 나는 기기에는 거의 다 들어있습니다. 물론 PC 내부에도 있습니다. 하지만 DAC 역할을 수행하는 PC의 사운드 카드는 효과음을 재생하기 위함이 목적이었기에 음악감상에 적합하지 않다는 의견이 많습니다. 이에 따라 사운드 카드 제조업체에서는 음악감상용 고급 사운드 카드를 개발하기 시작했지만, 애초부터 사운드 카드가 음악감상을 위한 DAC로서 실격인 것은, 바로 ‘지터(Jitter)’라는 존재 때문입니다.

지터 분할된 데이터의 시작점과 끝이 일치하지 않는 오류

디지털에서 아날로그 혹은 아날로그에서 디지털로, 데이터는 분할을 거쳐 일정한 간격으로 변환됩니다. 이 간격을 ‘클럭’이라고 하는데요, 이 클럭에는 어느 정도 오차가 존재합니다. 예를 들어 10만 개로 구성된 디지털 데이터가 있다고 가정해보겠습니다. 이를 10회로 나누어 전송하려고 클럭을 정했습니다. 1~10,000, 10,001~20,000으로 나뉘어 가면 정확하게 데이터를 전송할 수 있습니다. 하지만 이 시작점과 끝이 정확하게 일치하지 않는 경우가 발생합니다. 1~10,001, 10,002~19,999처럼 말이지요. 이처럼 데이터를 분할해 전송할 시 시작점과 끝이 일치하지 않는 오류를 지터라고 부릅니다.

이상적인 에지 위치라는 것은 정해진 클럭을 말합니다. 시작점과 끝점을 정하는 약속이지요. 1번의 반복적 지터 부분을 보면 파형이 어긋난 것을, 2번의 사이클 지터에서는 파형의 앞뒤 길이가 달라진 것을, 3번의 주기폭 오류에서는 늦게 출발했는데도 다음 사이클이 먼저 들어와 버리는 현상을 발견할 수 있습니다. 이러한 오류를 통틀어 ‘지터’라고 합니다.


지터가 발생하면 실제로는 직선으로 표현되어야 할 데이터가 곡선이 되어, 위상 변동이 생긴 듯 데이터가 변형되는 결과를 낳습니다.

사실 PC의 경우는 주목적이 데이터 전송이기 때문에 지터가 발생해도 별 문제가 안 됩니다. 10만개 중 10만 개가 다 도착하기만 하면 아무런 문제가 없으니까요. 하지만 음악의 경우는 다릅니다. ‘제 시각’에 정확하게 전송이 되어야만 녹음된 소리가 제대로 들립니다. 이 같은 내용이 PC로 하이파이를 할 수 없다 주장하는 이들의 근거입니다.

오디오 업계에서는 고질적인 지터 현상을 감쇄하기 위해 엄청난 양의 연구•개발을 시행합니다. 하지만 PC가 지터 문제로 골머리를 앓는 것은 음악 전용기기가 아니기 때문에 지터에 대해 많은 고려를 하지 않기 때문입니다. 따라서 피씨파이 사용자들은 PC에서 벗어나 외장 DAC에 눈을 돌리게 됩니다.

DAC는 왜곡되거나 과장된 소리를 최대한 원래의 모습으로 변환해주는 역할을 합니다. 외장 DAC를 사용할 경우, 노이즈가 상당 부분 줄어 음색이 깔끔해지고 내 눈앞을 가로막고 있던 막이 벗겨진 듯한 느낌도 듭니다. 전체적으로 무대가 넓어지고 음 하나하나 소리가 정갈해지며 깊은 소리가 나게 되는 것입니다.

또한, DAC별로 음질 차이가 나는 경우가 있습니다. 그 이유는 아래와 같이 음질에 이득이 되는 네 가지 요인이 있기 때문입니다.

1. DAC 칩셋 자체가 품질이 좋아서 더 정확하고 효율적으로 변환 작업을 하는 경우
2. 지터 감쇄율이 높아 본래의 녹음을 그대로 전달할 수 있는 경우
3. DAC 본체 전원을 안정적으로 공급받아 전기적 노이즈에서 해방될 수 있는 경우
4. 디지털을 아날로그 신호로 변환 시 아날로그 출력에 변화를 주어 음색을 조절하는 경우

피씨파이에서는 디지털 음원 파일을 재생하는 것이 기본입니다. 디지털 음원파일은 다양한 종류가 있는데요, 어떤 형식의 파일이 있는지 알아보겠습니다.

AAC : Advanced Audio Coding

디지털 오디오에서 쓰이는 표준적인 손실 데이터 압축 방식으로, MP3의 성공적인 후계자라고 평가받고 있습니다. 애플의 아이폰이나 아이팟, 아이튠즈에서 사용되는 기본 오디오 포맷입니다. 아이튠즈 스토어의 모든 음원에 이용되기 때문에 애플에서 상당히 밀어주는 포맷이라고 볼 수 있겠네요. 게다가 SONY의 플레이스테이션 3, 닌텐도에서도 기본으로 사용하는 오디오 포맷입니다. 주로 스트리밍 서비스에서도 많이 이용됩니다.

WAV : Waveform

 

마이크로 소프트와 IBM에서 공동 개발한 포맷으로, PCM신호와 코딩 구조가 동일합니다. 압축되지 않은 음원이기 때문에 고음질이나, 용량이 크고 디지털 정보를 입력할 수 없다는 단점이 있습니다. 매킨토시 PC에서 쓰이는 AIFF포맷과 형태가 매우 비슷합니다. 용량이 크기 때문에 로딩이나 변환, 이동속도가 압축 파일에 비해 느립니다.

WMA : Window Media Audio

 

마이크로 소프트에서 개발된 파일 포맷입니다. MP3와 동일한 압축률과 음질을 가집니다. 음성만 있는 것은 .wma 이고 영상까지 포함된 것은 .wmv 입니다.

MP3 : MPEG-1 Layer 3

압축된 파일로, 압축률이 높으나 상대적으로 음원 손실이 적은 것이 특징입니다. 가장 대중적인 포맷이지만 고급 오디오로 들었을 때는 음원 손실이 있다는 것을 쉽게 알아챌 수 있습니다. WMA와 MP3파일의 경우 규격을 ‘bps’로 표기하는데, 이는 ‘bit per second’로, 초당 들어가는 bit 수를 표기한 것입니다. 일반적으로 32kbps부터 320kbps까지 재생할 수 있으며, 192kbps 이하는 확실히 음질이 떨어진다는 것을 느낄 수 있지만, 그 이상은 FLAC파일이나 WAV와 비교해도 차이가 없다는 얘기로 항상 논란의 중심에 선 주제입니다.

FLAC : Free Lossless Audio Codec

 

무손실 압축포맷입니다. WAV파일에 비해서 30~40% 용량이 절감되며, 이론적으로는 WAV와 음질이 동일하기 때문에 피씨파이 이용자들이 가장 많이 사용하는 파일 포맷입니다. 태그 정보를 입력할 수 있는 장점도 있습니다.

APE : Monkey's Audio

무손실 오디오 압축 코덱입니다. MP3, OGG, AAC와 같은 손실압축방식이 아니라 무손실 압축코덱이기 때문에 음질이 떨어지지 않지만, 표준 압축코덱이 아닌 독자적 코덱이기 때문에 호환성 떨어지는 단점이 있습니다.

AC3 : 영화로 유명한 돌비 사운드 연구소에서 5.1채널을 기반으로 제작한 입체음향 포맷입니다. DVD에서 표준으로 사용되는 사운드 포맷으로, 기존의 음원 포맷이 2채널(스테레오)을 기반으로 하는 것과 달리 전후, 좌우, 중앙 및 중저음만을 담당하는 서브우퍼를 포함, 6개의 스피커를 각 채널별로 들을 수 있도록 독립된 신호를 내보냅니다. 음악감상을 위한 포맷은 아닙니다. 음악은 기본적으로 2채널을 기본으로 녹음되기 때문에 2채널로 듣는 것이 기본이 되며, 가장 좋습니다.

ALAC : Apple Lossless Audio Codec

애플의 무손실 압축파일입니다. MP3와 용량이 비슷하면서도 손실이 없다는 장점이 있습니다. 하지만 애플 기기를 위해 만들어진 포맷이기에 호환성이 좋지는 않습니다. 태그 정보를 입력할 수 있으며 아이튠즈를 사용하고 있다면 더없이 편리한 포맷입니다. AAC보다는 FLAC과 더 유사합니다.

앞서 서술했듯 피씨파이는 ‘지터와의 싸움’이라 할 수 있습니다. 지터는 피씨파이 뿐만 아니라 모든 디지털 소스 재생기기에서 발생하는 문제이지만, PC의 경우에는 그 문제가 좀 더 큽니다. 이를 해결하기 위해 ‘비동기식’으로 USB를 이용하는데요. 이게 대체 무슨 말일까요?

USB는 어댑티브(Adaptive), 동기식(Synchronous), 그리고 비동기식(Asynchronous) 이렇게 세 가지 모드를 지원합니다. 1세대 USB 장착 DAC는 어댑티브 또는 동기식 모드를 적용했으며 전송 폭이 제한적이라는 단점이 있어 오디오 장비로서 인식이 좋지 않았습니다. 그러나 비동기식을 지원하는 2세대 USB 장착 DAC가 등장하며 새로운 국면을 맞게 됩니다.

동기식이란 PC가 설정해놓은 클럭값을 DAC가 그대로 받는 시스템입니다. 당연히 분할된 데이터의 시작점과 끝이 일치하지 않는 ‘지터’ 오류가 생길 수밖에 없겠지요. 하지만 비동기식은 PC가 설정한 클럭과 상관없이 DAC 자체에서 클럭을 설정하고 이 클럭을 PC에 요청해 보내게 하는 방식입니다.

근본적인 차이는 ‘수동적’으로 음악을 재생하느냐 ‘능동적’으로 재생하느냐입니다. 사람과 마찬가지로 오디오도 무언가를 능동적으로 실행할 때 일의 능률이 올라갑니다. 음악재생 전문기기도 아닌 PC가, ‘내가 정해준 클럭대로 재생하라’고 명령하는 것이 동기식이라면 ‘나는 뒤에서 지원만 해줄 테니 잘하는 니가 원하는 대로 해’라고 명령하는 것이 비동기식입니다. 당연히 후자가 음악재생 능력이 뛰어날 수밖에 없겠죠? 결론적으로 비동기 방식을 이용할 때 지터로부터 상당 수준 자유로워질 수 있습니다.

비동기식 제품과 동기식 제품을 사용했을 때 어떤 차이가 나는지 그래프로 확인해볼까요?

딱 봐도 ‘정해진 클럭’을 무시한 엄청난 오류가 가득한 왼쪽 그래프는 어떤 방식일까요? 당연히 동기식입니다. 이렇게 지터로 똘똘 뭉친 소리는 음반을 녹음한 프로듀서나 아티스트의 원래 의도에서 많이 벗어났다고 볼 수 있습니다. 누군가 에게는 음악적 감동도 반감되는 것입니다.

그렇다면 오른쪽 그래프가 비동기식 DAC일 텐데요. 한눈에 봐도 클럭이 규칙적임을 알 수 있습니다. 가끔씩 이탈한 막대가 보이긴 하나, 비동기식이라고 해도 지터를 완벽하게 차단할 수는 없기에 그렇습니다. 하지만 동기식보다는 그래프가 훨씬 규칙적이네요.

지금까지 피씨파이에 대한 기초지식을 알아봤습니다. 누구나 가지고 있는 PC로 더욱 양질의 음악을 감상할 수 있는 피씨파이, 지금 한번 시작해보는 것 어떨까요?






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