PCFI에서 메모리와 음질
본격적으로 PCFI를 연구한지는 ESI U2A가 나온시절이니까 2005년 이전으로 올라가는 듯하다. 끝없는 실험이 의미를 가지게 된 계기는 실험을 반복하면서 과학적인 근거를 갖추기 시작하면서 부터이고 이때부터 실험에 의한 음질의 진보를 보여준 것 같다. 사진은 Dell mini 9 컴퓨터에 들어가는 RAM들을 회사별로 사다 놓고 실험하는 사진이다. 대략 회사별로 9종류 정도는 실험해본 듯하고 덕분에 아직도 여분의 메모리가 집안에는 넘쳐 난다. 오디오파일들의 열망은 모두가 같다. 더 좋은 음질을 듣고 싶고 어떻게 하면되냐 이다. 이 글을 읽으시는 분들의 욕구도 마찬가지 일것 같다. 그런면에서 단순하게 요약하고자 한다.
컴퓨터
많은 컴퓨터를 모두 이용했지만 다들 다른 소리를 내어주었다. 더 좋다 더 나쁘다 라는 것을 판가름하기가 컴퓨터에서는 더 구분하기 힘들어진다. 힘이 좋은 Desktop 에 500w 파워서플라이가 달려 있는데 밀어 붙이는 힘을 어찌 노트북이 능가하겠는가? 이렇게 저렇게 장점과 단점을 미사여구로 설명하는 것이 큰의미는 없을듯 하다.
전원부
의심에 여지 없이 리니어 전원이다. 노트북의 경우 배터리 (리튬) 전원으로 공급되어 배터리 전원의 장점이 소리로 들리기도 한다. 이런면에서는 배터리를 가진 노트북이 유리하다. 배터리의 용량은 적을수록 빠르고 광대역이고 클수록 스케일은 크나 캐패시턴스가 높아져 대역이 좁아진다. 산만한 시스템이라면 병렬로 오래가게 나온 배터리를 사용하면되나 편법이 아닌가 하고 물리적 저장용량은 이상적인 시스템이라는 적게 해서 대역을 넓게 확보하는 편이 좋다.
배터리 충전모드 보다는 AC전원을 분리하고 배터리로만 작동시키는 것이 더 스케일과 힘이 좋아진다. 배터리와 리니어 전원의 논쟁은 이미 오래되었다. 배터리는 내부저항 ESR이 커서 capacitance가 큰소리가 나고 리니어 전원은 capacitance가 낮지만 정전압등을 거치면서 스위칭되고 배터리와 같은 순수 DC가 가진 저역이나 힘을 보여주지 못한다 하지만 트랜스포머 (자장) 커플링의 탄력과 스피드가 장점이다.
CPU
당연히 느린 컴퓨터 일수록 노이즈, 전력소모 가 적기 때문에 음질에 유리하다. 요즘은 가변식 클럭 조정이 가능해 같은 랩탑이라도 배터리를 오래가게 만들면 (저속 모드) 음질이 좋아진다. 요즘 구할수 있는 컴퓨터중에선 넷북으로 나온제품들이 저전력이고 작동속도도 비교적 느리다. 컴퓨터의 fsb는 음질에 크게 영향을 미친다.
메모리
어떤 브랜드를 지칭하는 것도바는 오히려 메모리가 만들어진 공정이나 램 소자의 크기를 명시하는 것이 더 중요하지 않을까 한다. 왜냐하면 같은 회사에서도 만들어진 공정이나 모델에 따라서 음질의 차이가 매우 크게 났다. 간단하게 삼성은 일반적으로 커패시턴스가 높은 소리가 났고, 패트리어트는 커패시턴스가 낮은 소리 corsair의 경우는 해상력과 힘을 적당히 겸비한 하이닉스는 커패시턴스도 높고 따라서 해상력도 좀 떨어지는 소리 하지만 소금 텐션이 붙어 있는 소리 정도이다. 이것은 실험을 통해서 본인이 찾는 것이 가장 중요하겠지만 시간과 돈 그리고 그것을 구분할 귀가 필요할 것 같다.
주변기기
USB 장치를 이용해서 SPDIF 를 뽑아내는 것을 선호한다. 컴퓨터로 부터 독립시키기도 하고 잘 알려진바처럼 각 역할을 독립적인 기기들이 행하게 되면 음질이 향상되는 특성을 보여준다. 기기연결이 복잡해서 단일화 하려 했지만 Computer->USB/SPDIF converter ->DAC 조합이 가장 좋은 특성을 보여준다. USB/SPDIF converter 역시 종류가 많고 음질도 많이 다르다. 몇가지 고려해야할 사항은 우리가 다루는 신호 16/44 신호에 딱 필요한 클럭 만큼만 할당된 혹은 그만큼 느린 chip들의 음질이 더 아날로그적이고 선명하며 강한 임팩트를 보여준다. 수많은 USB/SPDIF converter 를 사용했지만 고사양으로 갈수록 음질이 나빠지는 특성을 보여줬다.(단 16/44 신호에 대해서)
특히 개인적으로는 펄스트랜스가 들어가 있는 제품들은 대역이 좁아지고 소리가 느려지지만 힘이 좋아지고 chip을 이용한 digital output을 이용한 제품은 해상력과 스피드가 좋다. (대표적으로 hiface에 트랜스가 들어가 있다.) 본인의 시스템에 맞는 방식을 선택하는 것이 좋겠다. 주변에 널린 싸고 좋은 컴퓨터 회사들의 제품을 주의깊에 실험해 보기 바란다. 일반적인 오디오 회사들의 것을 뛰어넘는 경우가 흔히 발생한다.
USB 허브
USB허브를 이용하고 그 허브에 리니어 전원을 공급하는 방식으로 실험했으나 리니어 전원이 충분히 잘만들어 진것이 아니라 (아답터) 노트북에서 공급되는 리튬 전원의 성능을 넘지 못했다. 리튬 배터리의 성능을 넘어서는 리니어 전원의 제작은 쉽지가 않다. 그래서 그냥 일반적인 사용자는 컴퓨터의 배터리 전원을 (그냥 직결) 이용하는 것이 좋다.
음원
상당히 오랜시간 NAS에서 스트리밍 해와서 재생하는 것을 좋아했다. 그 구조는
Dell 910 with 2TB USB music HDD -> 음악전용 라우터 netgear wrt54g -> dell 910 with USB/SPDIF converter->DAC 와 같았는데. 이는 음악 전용 컴퓨터인 Dell 910의 좋은 음질이 NAS로 사용되었을 때에도 확연히 들어 났기 때문이다. 수많은 시간 동안 다양한 실험을 할수 있고 이것만 해도 족히 1년 정도의 실험이 가능하다.
Dell 910 with 2TB music HDD-> dell 910 with USB/SPDIF converter (무선으로 두컴퓨터간 연결)
음악전용 라우터 netgear wrt54g with 2TB music HDD (라우터에 NAS기능있슴)-> dell 910 with USB/SPDIF converter->DAC
dell 910 with USB/SPDIF converter and 2TB music HDD->DAC
Dell 910 with 2TB music HDD->음악전용 라우터 netgear wrt54g -> dell 910 with USB/SPDIF converter->DAC
Fujitsu Intel core dual with 2TB music USB HDD or internal HDD->음악전용 라우터 netgear wrt54g -> dell 910 with USB/SPDIF converter->DAC
Fujitsu Intel core dual with 2TB music USB HDD or internal HDD->음악전용 라우터 netgear wrt54g -> ->인터넷용 라우터->dell 910 with USB/SPDIF converter->DAC
Router with low speed
Router with 리니어 전원 vs 스위칭 전원
대충 이런식으로 조합을 하면 거의 무궁무진한 조합과 소리가 나오고 그 변화는 소리는 매우 크다. 특히 NAS에서 음악을 가지고오면 라우터의 성능과 역할이 음질에 매우 큰 영향을 준다. 꼭 리니어 전원을 사용하길 바란다. 모델마다 다르지만 chip에 기반한 라우터도 있고 (dlink, belkin) Linksys나 netgear wrt54g 모델처럼 linux에 기반한 모델도 다른 음질을 들려준다.
결론을 내리지는 않겠지만 일반적으로
스트리밍을 하면 HDD에 있는 음악신호가 고주파의 무선신호로 변환되고 이것이 라우터나 컴퓨터에 들어오고 DATA가 실제 우리가 필요한 낮은 주파수인 44khz WAVE신호로 바뀌는 과정을 거친다. 당연히 신호의 capacitance가 낮아지고 거기에 준하는 넓은 대역의 소리를 들려준다. 짧은 경로로 음악신호를 보내면 직접적인 HDD와 컴퓨터 간의 간섭에 의해서 좋지 못한 영향을 주기도 하지만 반면에 최소 신호라고 할수 있는 HDD에 저장된 Magnetic의 소리를 들을수 있다. capacitance가 높기 때문에 힘이 좋고 스케일이 크다. 시스템에 따라서 크게 편차를 보여줄수 있는데 이상적인 시스템으로 간다면 HDD의 신호를 받아서도 좋은 소리를 만들수 있었다. 하지만 보통의 경우는 스트리밍에서 더 좋은 소리를 만들어 줄수도 있다.
추가) HDD를 이용한 시스템이 예상대로 가장 힘과 스케일이 좋은 소리를 들려준다. capacitance가 낮은 바이폴라성향에서는 NAS가 FET나 진공관에서는 HDD가 유리하다.
USB 케이블
뭐 당연하지만 순은선 의 굵은 USB 케이블이 단연 큰 스케일과 해상력을 보여주었다. 굵기가 굵어 지는 것에 대한 별다른 단점을 찾기 힘들었다. 물론 capacitance가 낮으면서 굵은 케이블이다.
SOFTWARE
항강에 실로 많은 SOFTWARE가 나왔다.
모두 언급할수 없어 초간략하게 요약하면
SOFTWARE중에는 interpolation을 하는 제품들이 있다. 플러그인으로 제공되기도 한다. 청감상으로 확신을 한 제품은 Winamp와 아라마가 software interpolation을 하는 소리로 들렸다. 언급하자면 interpolation은 더 나아지는 것이 아니라 그냥 변형일 뿐이다. 하지만 그것을 행하는 과정에 소요되는 에너지로 인해서 음질이 더 열화된다고 믿는 쪽이다. interpolation을 하면 대역이 좁하지고 힘이 없어져서 저역을 길게 재생하지 못하고 class D앰프나 Class AB앰프처럼 저역이 딱딱하게 툭툭 치기만 한다. 중고역은 인터폴레이션 덕에 가상의 공간을 만들어 내는 듯한 소리가 난다 (낮아진 커패시턴스 덕분이다). 와디아의 최상급 DAC들의 소리이다. 더 낫다 라기 보다는 다르다 라는게 맞는 표현 같다. 일반적으로 interpolation 위해서는 실제 신호보다 더 높은 고주파로 변형을 하게 되고 이과정에서 capacitance는 낮아지지만 같은 시간내에 더 많은(높은) 주파수를 만들어 내야하기 때문에 에너지가 없어진다(분산된다). ( ex) 스피커에서 높은 주파수를 담당하는 트위터는 낮은 에너지를 요구하고 낮은 주파수의 저역 우퍼는 높은 수준의 에너지를 요구하는것) carrier 신호의 주파수에 따라 carry하는 신호의 에너지 레벨이 달라진다는 것은 많이 알려지지 않은 컨셉이지만 실험에 의해서 쉽게 알아낼수 있다. 나는 딱 필요한 만큼의 주파수를 선호한다. 음악신호가 44khz로 설정된 것이 많이 알려진 나이퀘스트 이론에 의해서인데 처음엔 보통 사용자들 처럼 불만도 많았지만 저런 원리를 깨닫고 나서 가장 고음질 음원이라는 결론에 도달했다. 24/192 보다 더 좋다라고는 말하지 못하겠지만 못지 않은 장점이 있다. 어차피 우리가 듣는 음악 신호는 20khz 도메인이고 어차피 192khz 음원도 20khz (아날로그) 도메인으로 변경되어야 하는데 언제 변경되느냐가 44khz와 192khz의 차이를 만든다는 생각이다.
Driver 사람들이 많이들 착각하는 부분이다. ASIO는 low latency driver 이다. 본인도 녹음을 하지만 바로 모니터링 할려면 low latency가 아니면 모니터에 몇초 후에 녹음된 소리가 나와서 녹음 할때 불편하다. 하지만 high latency로 녹음을 하면 음질이 더 좋다. 재생도 마찬가지이다. ASIO driver가 loading이 되면 USB장치와 컴퓨터간의 low latency를 유지하기 위해서 clock이 높아지고 data의 왕래가 더 많아지게 된다. 더 높은 클럭과 주파수를 사용하게 되는데 이는 컴퓨터와 USB장치 모두에게 높은 overhead를 만들게 된다. 물론 음질에는 아무런 영향을 주지못하고 다만 컴퓨터와 USB장치간의 data전송 속도가 달라지면서 필연적으로 음질도 바뀐다. ASIO를 맹신말고 잘만들어진 커널 드라이버와 DATA 전송간에 resampling이 안이루어지게끔 전송되는 data와 data path가 같은 resolution을 가지고 있는지 점검해보기 바란다. 예를들면 CD의 경우는 USB장치와 16bit 통신을 할때 까장 좋은 음질을 들려준다.
OS 프로그램들
지금 사용하는 컴퓨터에 작업 관리자를 실행해서 한마디로 강제종료 할수 있는 프로그램은 모두 종료하면 음질이 놀랍게 좋아지는 것을 (capacitance가 낮아진 것과 같은 효과) 느끼실수 있을 것이다. Jplay등이 stanby에서 재생하는 기능을 사용하는 것도 이와 같은 이유에서지만 제약이 너무 많다. 좋은 혹은 이상적인 PCFI 제품을 위해서 역발상으로 가장 minimum한 프로그램과 메모리를 가진 재생장치를 한번 생각하보시길 바란다.
실험을 열심히 한것도 이미 몇년 전의 일이지만 이런 저런 실험을 하고 나니 오히려 스타일러스, 카트리지, 턴 이렇게 조합된 아날로그가 PCFI 보다는 몇배나 쉽다는 생각이 들 정도로 PCFI의 변수는 너무 많아서 실험을 하는 과정과 시간이 많이 든다는 단점이 있다. 사실 모든 부분을 언급하지도 않았는데 궁금한 점을 댓글로 물어보시면 답변해 드리는게 나을 것 같다.
지금은 fanless이고 hdd도 solid state인 market에 거의 유일한 회전하는 것이 없는 노트북인 dell 910마저도 더 단순하고 더 적은 메모리를 가진 제품으로 대체 하고 싶지만 세상이라는게 이런 일을 할 시간을 아직 나한테 주지 않았다. 성공하는데로 업데이트 하겠다.
추가) 리눅스 기반의 라우터를 사서 거기에 mpd를 설치해서 사용해 보았는데 몇가지 불편한 부분이 있어서 컴퓨터로 다시 돌아왔다. 하지만 음질은 매우 대역도 넓고 온화한 좋은 느낌이였다. 오래된 dell mini 9 처럼 fanless 컴퓨터가 없다면 라우터 개조에 도전해 보시기 바란다.
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