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 PC-FI, 그것이 알고싶다 (7) - USB단자를 이용하는 이유 - 동기식과 비동기식 -
글쓴이 : 관리자     조회 : 9838

1. PC-FI의 탄생

2. PC-FI를 위해서 필요한 것들 

3. PC-FI에서 쓰이는 음원 파일

4. DAC란? 

5. DDC란?

6. Head-FI란?

7. USB단자를 이용하는 이유 - 동기식과 비동기식 -

 

  이전 글에서 서술했듯이 PC-FI는 지터와의 싸움이라고 말할 수 있습니다. 지터는 비단 PC-Fi만이 아니라 디지털 소스를 재생하는 데에 있어서 모든 기기에서 발행하는 문제이지만, PC의 경우에는 그 문제가 좀 더 크다고 볼 수 있습니다. 지터에 관해서는 4부 DAC란? 에서 자세한 내용을 찾아 볼 수 있는데요, PC-FI 그것이 알고 싶다 마지막 부에서는 음성 출력을 왜 USB로 이용하는지, 최근 DAC 스펙에서 찾아 볼 수 있는 '비동기식'이라는 말이 어째서 나오는지에 대해서 알아 보도록 하겠습니다.


 


<대표적인 디지털 음성 출력 단자 광=Optical 케이블과 동축=Coaxial 케이블>


  PC에서 음성신호가 출력되는 방법은 일반적으로 S/PDIF(광 = Optical, 동축 = Coaxial) 과 USB로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 PC에서 발생하는 노이즈에 가장 취약한 방식이 USB였는데요, 이는 USB가 음성 데이터 입/출력을 위한 전용 단자가 아니기 때문입니다. 그럼에도 노트북과 넷북에서도 사용 가능하다는 장점 때문에 많이 써온 환경이었습니다. 그런데, 최근에 USB단자를 이용한 DAC가 매우 많이 늘어났습니다. 노이즈에 가장 취약한 USB방식을 고집하는 이유가 무엇일까요? 그 이유는 바로 '비동기식' 으로 데이터 전송이 가능한 유일한 방식이기 때문입니다. 그러면 이 동기식이니 비동기식이니 하는 것들이 대체 무슨 말일까요? 

 

  USB는 어댑티브(Adaptive), 동기식(Synchronous), 그리고 비동기식(Asynchronous) 이렇게 세 가지 다른 모드를 지원하고 있습니다. 하지만 1세대 USB 장착 DAC는 대개 어댑티브 또는 동기식 모드를 적용했으며, 48kHz/16bit 샘플비로 다소 제한적인 전송폭을 가지고 있었기 때문에 오디오 장비로서 인식이 좋지 않았으나 비동기식을 지원하는 2세대 USB 장착 DAC가 나오면서 새로운 국면을 맞게 된 것입니다.



<떠오르는 USB 케이블, 비동기 방식을 사용할 수 있는 유일한 케이블>


 

4부에서 지터관련 설명을 다시 한번 살펴보겠습니다. 


* 지터란?

  디지털 데이터가 아날로그에서 디지털로, 디지털에서 아날로그 변환 과정을 거쳐 전송될 때 분할되어 일정한 간격으로 변환되는데, 이 간격을 클럭이라 부릅니다.(이 클럭에 대해서는 7부 USB단자를 이용하는 이유 - 동기식과 비동기식- 에서 자세히 설명하겠습니다.) 이 클럭이라는 것이 어느 정도 오차가 존재하는데요, 예를 들자면 10만개로 되어있는 디지털 데이터가 있다고 가정을 해보겠습니다. 이를 10회로 나누어 전송하려고 클럭을 정했습니다. 그러면 당연히 1~10000, 10001~20000 이렇게 나누어 가면 정확하게 데이터를 전송할 수 있습니다. 하지만 이 시작점과 끝이 정확하게 일치 하지 않는 경우가 발생합니다. 1~10001, 10002~19999, 이처럼 말이지요. 이처럼 데이터를 분할 전송 시 시작점과 끝이 일치 하지 않는 오류를 지터라고 부릅니다. 

 

  이처럼 클럭이라는 것이 디지털 음원을 재생하는데 있어서 아주 중요한 역할이라는 것은 미리 언급을 했었습니다. 정해진 클럭이 어긋나면서 생기는 것이 지터이구요. 그러면 이 '정해진' 클럭이라는 것은 누가 결정하는 것일까요? 정답은 PC입니다. 동기식이란 PC가 설정해놓은 클럭값을 그대로 DAC가 받는 시스템을 이야기 합니다. 당연히 지터가 생길 수 밖에 없지요. 반대로 '비동기식'이란 PC가 설정해준 클럭과 상관없이 DAC자체에서 클럭을 설정하고 이 클럭을 PC에 요청해서 보내라고 하는 것이 비동기식 방식입니다. 


  근본적인 차이는 수동적으로 음악을 재생하느냐 능동적으로 재생하느냐 차이인데, 사람도 마찬가지로 무언가를 능동적으로 실행할 때 그 일의 능률이 올라가게 되는 것처럼 오디오도 마찬가지입니다. PC는 음악 재생 전문가도 아닌데 '내가 정해준 클럭대로 재생하라'라고 명령합니다. 이런 방식이 동기식이라고 하면, '나는 뒤에서 지원만 해줄테니 나보다 잘하는 네가 원하는 대로 재생해' 라고 명령하는 것이 비동기식입니다. 당연히 후자가 음악적 재생 능력이 뛰어납니다. 알기 쉽게 비유를 했지만 본질적인 이유는 비동기식 방식을 이용했을 때, 지터로부터 상당수준 자유로워 질 수 있다는 것입니다. 


  

 

<최신 비동기 방식을 이용한 DAC V-1>


<최신 비동기 방식을 이용한 M1 DAC>


  그렇다면 비동기식 제품과 동기식 제품을 사용했을 때 어떤 차이가 실제로 벌어지는 지 그래프를 보면서 살펴보겠습니다.



  비동기식을 사용한 DAC의 지터 스펙트럼입니다. 그래프 위에 설명되어 있는 숫자가 '클럭'입니다. 간격이 일정한 것을 볼 수 있고, 가끔씩 이탈한 막대가 보이긴 합니다. 비동기식이라고 해도 완벽히 지터를 차단할 수는 없는 것이죠.



  반면 동기식 DAC를 사용한 지터 스펙트럼입니다. '정해진 클럭'이라는 것을 무시한 엄청난 오류들을 볼 수 있습니다. 이러한 지터 덩어리인 소리를 듣는다는 것은 음반을 녹음한 프로듀서나 아티스트의 원래 의도를 완전히 벗어난 것이라고 할 수 있습니다. 당연히 음악적으로 느끼는 '감동'도 훨씬 못 미치게 되는 것입니다. 비동기식 USB를 사용하는 이유, 어찌보면 간단하지만 음악을 사랑하는 사람들이 음악을 보다 음악답게 듣기 위한 노력인 것입니다.






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