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DSD 대 PCM의 세계 최초의 유효한 비교

최근 홈 오디오 시스템에 컴퓨터가 등장하여 얘기치 못했던 일이 가능해졌다. 2,000년대 들어서 소니가 야심 차게 발표했다 실패한 SACD 포맷의 변종 방식으로 DSD 포맷이 파일 방식으로 재탄생 한 것이다.

1,990년대말 CD에 대한 특허가 만료 되기 전까지, Compact Disc 포맷을 개발한 소니와 필립스는 라이센스를 통해 막대한 수익을 올리고 있었다. 또한 소니는 CD의 라이선스 종료에 맞춰 라이센스 수익을 지속적으로 창출할 수 있는 또 다른 독점 포맷으로 Super Audio Compact Disc(SACD)를 이미 개발하였으나 하드웨어 제조업체 중 어느 누구에게도 큰 관심을 이끌지 못했다. 대부분의 하이파이 메이커는 DVD의 폭발적인 성장을 지켜보며 DVD 포맷이 미래에 시장을 이끌어갈 포맷이라 여겼기 때문이다. AV 시장이 대세가 될 것이란 생각 아래 오디오 포맷 역사상 가장 기괴한 사건으로 SACD는 실패하고 말았다.

시간의 기능이란 한꺼번에 모든 것이 일어나는 것을 방지하는 것을 말하지만 시간이 지날수록(해설 : 시간에 따라 기술 발전을 이룩하는데 역행하는 경우도 있다는 것을 말하는 것 같음) 사실은 그렇지 않다. 손실 압축(lossy compression) 포맷인 MP3가 개발되면서 인터넷을 통해 낮은 대역폭으로도 오디오 스트리밍이 가능하게 되었다. 이로 인해 엄청난 파장(파일 공유)이 일어나게 되었으며 수천 개의 MP3 파일 음악을 저장하고 재생할 수 있는 Ultra compact portable music player가 개발되어 판매되게 됐다.

소니와 필립스가 SACD를 만드는 동안 주요 오디오 메이커는 음악에 특화된 DVD 디스크를 만들기 위해 힘을 합쳤다. 당시 소니는 SACD의 성능에 대해 100kHz의 대역폭과 120dB의 다이내믹 레인지를 갖는다는 납득하기 어려운 허위 주장을 펼쳤다. 이렇게 잘못된 수치의 스펙에 대응하기 위해서 그들도 더 큰 수치로 맞서야 했기 때문에 기존에 많은 판매가 일어났던 DVD 플레이어와 호환되지 않는 DVD 오디오 디스크를 발매하게 되었다. (해설 : 호환성 확보 실패로 인해 시장성 점유에 실패한 가장 큰 이유로 보임)


노르웨이에 한 청소년 해커가 DVD에 사용되는 암호화를 해킹하였다. 이로 인해 파일 공유를 비난하는 레코드 회사들은 판매가 점차 감소 될 까봐 두려움에 빠지게 되었다. 이런 분위기를 감지한 소니는 Laser pits와 bumps의 폭을 조절하는 특별한 트랜스포트 메커니즘을 구축을 하여 SACD가 컴퓨터에서 재생되지 않을 것임을 레코드 회사에 약속했다.

서라운드 사운드를 구현하는 DVD가 홈시어터 대중화에 공헌 하면서 미래의 어떤 음악 포맷이라도 서라운드 사운드를 지원하게 되면 성공할 것이란 확신을 가지게 되었다. SACD와 DVD 진영 모두 여기에 대해 굳게 동의했지만 공교롭게도 양 진영 모두 완전히 틀리고 말았다. 하지만 iPod은 그러한 관념을 완전히 뒤집어 버리고 말았다. DVD 오디오가 가사와 앨범 커버 이미지가 필요하다는 것에 의견을 모으며 SACD 보다 이런 부분에 대해 더 많은 관심을 가졌지만 오디오 애호가들은 어떤 포맷이 더 좋은 소리를 재생할 것 인가에만 관심을 가졌다.

당시 소니는 이와 관련된 일을 대단히 잘 추진하고 있었으며 이를 위해 SACD 포맷을 홍보하는데 수백만 달러의 투자를 아끼지 않았다. 처음에도 배포용으로 오리지널 SACD 타이틀을 제작하기 위해 필요한 오리지널 레코딩 머신을 구축하기 위해 탑 레벨 엔지니어인 Ed Meitner(현재 EMM Labs와 Meitner)와 Andreas Koch (현재 Playback Design)을 고용했다. 이 장비는 소니가 소유했으며 복사 방지와 공유도 할 수 없는 고품질 디스크를 만들려 했던 어떤 메이저 레코딩 스튜디오에 무상으로 대여하기까지 했다.

하지만 DVD 오디오 진영은 다른 진영에 비해 12배나 많은 회사가 참여하고 있었지만 적극적으로 참여하는 회사가 너무나 부족했다. 한마디로 한 주방에 너무 많은 요리사가 있는 셈이었다. 제품이 나오면서 모든 사람들에게 만족감을 주려 했지만 어떤 그룹의 기대에도 미치지 못했다. 그 이유가 디스크를 재생하기 전 특정 곡을 선택하기 위해선 비디오 모니터에서 메뉴를 탐색해야 했고 그만큼 혼잡하고 복잡했기 때문이다.

더구나 DVD 오디오를 체계화할 하나의 주체도 없었다. 첫 번째 산물이 전문 오디오파일 레이블에 의해 만들어졌는데도 레코딩 필요한 하드웨어에 겨우 수백 달러만이 투자 되었으며 소니가 이끄는 거대한 힘에 대항해야 할 때, 메이저 레이블에서 제대로 된 DVD 오디오가 출시되기까지 수년이 더 소요된 것이다.

그러나 문제는 닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐의 문제였다. 하드웨어가 어느 정도(Critical mass) 판매 될 때까진 그 어떤 진영도 소프트웨어를 판매해 이익을 창출하지 못했기 때문이다. SACD와 DVD 오디오 어느 포맷의 진영이든 간에 많은 손실이 발생했다.

그런데 갑자기 Wavelength Audio의 Gordon Rankin이 컴퓨터 기반 오디오를 만들어 냈다. 시장에서도 지속적인 관심을 얻어내며 성장하기 시작했다. 그리고 해상도가 높아짐에 따라 96/24와 192/24 스펙의 새로운 하드웨어(해설 : DAC를 말함)가 흔해졌다. 많은 이들이 100 달러짜리 하드 드라이브가 50,000 달러짜리 옵티컬 디스크 리더보다 더 좋은 재생을 한다고 믿고 있다. 초고속 인터넷이 발달되면서 고용량의 음원 파일을 다운로드하기가 편리해 지면서 굳이 새로운 음악을 구입하러 나가지 않아도 되게 되었다.

그 후로 2006년쯤 소니는 예상치 못한 행동을 했다. SACD가 실패한 이후 기본적으로 SACD와 같지만 컴퓨터에서 재생이 가능한 DSD 디스크라는 포맷을 도입한 것이다. 콘텐츠의 보호에 관한 약속이 지켜지지 않는 형태였다. 그러나 단 하나의 디스크도 제작 되거나 판매되지 않았다. 하지만 DSD 파일로 다운로드가 가능하거나 판매가 될 수 있도록 문을 열어주긴 하였다.



소니는 DSD 성능의 이점에 대해 마케팅 활동을 펼치면서 수백만 달러의 예산으로 DVD 오디오 보다 더 좋은 소리를 재생하는 제품을 만들 수 있다고 설명했다. 이런 이유로 많은 오디오 애호가들은 DSD는 PCM보다 본질적으로 더 우수하다고 믿게 되었다.

최고의 오디오 엔지니어들은 어떤 포맷이 더 좋은 소리를 내는가에 관한 의견 일치가 있었다. 하지만 오디오 애호가들은 SACD가 오래 전부터 DVD 오디오 디스크 보다 더 좋은 소리를 재생한다고 말해왔다. 그리하여 컴퓨터를 통한 다운로드와 DSD 파일이 재생 가능할 것이란 전망에 크게 흥분하였다. 물론 오디오 애호가들 사이에서도 논란이 없진 않았다. 이 기사는 이러한 주장을 정리하여 보여줄 수 있을 것이라 생각한다.

2,013년까지 소규모 인프라가 구축되면서 녹음, 배포 및 재생 가능한 다운로드 DSD 파일 시장이 천천히 성장되었다. 그렇기에 PCM에 비해 DSD 포맷이 더 많은 기술적 문제점이 있다는 사실이 기술적인 관점에서 잘 알려지게 되었다.

1) 표준 DSD는 오디오 대역(해설 : 20Hz에서 20kHz를 말하는 것임)에서 낮은 노이즈 레벨을 가지지만, 20kHz에서부터 노이즈는 급격히 증가하며 이것은 소니의 재미있는 마케팅 내용에 모순을 보여주는 것 중 하나이다. 한편 소니는 DSD가 가지는 확장 대역폭은 음악의 고역대를 자연스럽게 묘사한다고 주장했다. 반면에 많은 고주파 노이즈는 사람에게 들리지 않기 때문에 문제가 되지 않다고 설명했다. 질문에 따라 마케팅 담당자에 따라, 또한 특정 날짜에 따라 다르게 대답한다고 생각한다.

그러나 지난 50년 이상에 걸쳐 일반화된 기술로 녹음할 때 심각한 문제가 발생 할 수 있다. 작업된 신호의 모든 시간에서는 더욱 많은 잡음이 신호에 유입된다. 이런 문제의 고주파 잡음은 앰프와 스피커 등의 다운 스트림 장치의 파손을 초래할 수도 있다. 따라서 소니의 공식 설명서 ("Scarlet Book")에는 50kHz에서 시작하는 Third-order low-pass 필터 지정하고, SACD에서 실제 사용 가능한 주파수 응답은 30kHz 이상으로 확장 하지 않는다고 명시되어 있다.

프로 기어들이 이 문제를 최소화하기 위해, 최근 제작된 대부분의 DSD 녹음에 SACD에서 사용되는 DSD의 두 배의 속도로 작업하고 있다. CD의 주파수가 64배로 변조 되여 DSD-64라고도 불리고 프로 장비를 통해 여기에 두 배의 속도를 낼 수 있는 것을 DSD-128이라고 부르기도 한다. 하지만 파일의 사이즈를 두 배로 늘리는 것은 다운로드 시간 및 더욱 많은 저장 공간을 필요하게 만든다. 즉 문제점을 줄이면 또 다른 문제점을 만드는 것이다.

2) DSD는 1비트 형식이기 때문에 신호 조작, 페이드 아웃 조차도 사실상 불가능하다. 따라서 신호를 믹스하고 EQ 페이드, 리버브를 추가하는 현대적인 레코딩(해설 : 마스터링)을 실행하기 위해 첫째, 모든 DSD 시그널은 PCM(또는 아날로그) 시그널로 코드변환을 해야만 한다. 이후 프로세싱이 가능하며 마지막에서 또 다른 고주파 노이즈 레이어를 추가하여 DSD 시그널로 재 작업 되어야 한다.

3) 마이크, 앰프 및 스피커를 제외한 모든 레코딩과 재생 시스템 장비는 새로 변조된 양식을 수용 할 수 있는 하드웨어로 교체해야 한다

DSD는 초창기 때부터 몇 가지 문제점에 대해 비난을 받아 온 것이 있다. 그래서 이런 문제에 대한 정당성을 찾기 위한 유일한 방법으로 하드코어 오디오 애호가들로부터 인정을 받아야 된다는 것을 알고 있었다. DSD가 PCM에 비해 더욱 뛰어난 사운드 품질을 제공 한다는 것을 인정 받아야 했다. 이러한 논쟁을 줄이기 위해서 Ayre는 DSD와 PCM 모두 녹음한 시리즈를 만들어 청취자들이 DSD에 어떤 장점이 있는지를 알리고 판단할 수 있게 처음 공식적으로 시험을 진행한다.

이것을 진행하기 위해 우리는 Ayre QA-9 아날로그 디지털 컨버터로 녹음한 3개의 짧은 음원을 만들어 우리의 웹 사이트에 올려놓았다. 적절한 장비를 갖추고 있다면 파일을 다운로드 하여 어떤 것이 더 나은 소리를 재생하는지 직접 들어보면서 스스로 판단해 볼 수 있을 것이다.

신호 경로는 동일하고 아날로그 소스를 사용하였다.

A DPS zero-clearance main bearing turntable.

 A Benz LP-S moving coil cartridge.

A DPS unipivot tonearm with integral wiring from headshell to XLR connectors.

An Ayre P-5xe phono preamplifier.

A pair of balanced Ayre Signature series interconnects.

An Ayre QA-9 A/D converter.

Cardas Clear USB cable to Mac Book Pro

DSD 또는 PCM을 전환 할 때, 내부 하드웨어는 모두 동일하다. 아날로그의 모든 회로, 전원 공급 장치, 디지털 회로, 컨버터 칩, PCB 재료 전부는 100% 동일하다. 단 유일한 차이점은 raw data를 처리하는 Arda AT1201 ADC 칩(6bits / 256Fs)에 들어가는 개별적인 PCM, DSD 알고리즘이다.

만약 Ayre DX-5 - DSD 또는 Ayre QB-9 DSD DAC 하나를 소유 하고 있다면 다른 점을 구분을 하지 못할 것이다. ESS ES9016 디지털 아날로그 컨버터 칩에 사용되는 알고리즘을 제외한 어떠한 신호 경로에도 차이가 없기 때문으로 이것이 문제가 된다면 더 이상 공정한 비교를 할 수 있는 방법은 없다.

긴 시간을 투자해 음질을 비교해보면 많은 사람들에게 도움이 될 것이다. 그냥 쉽게 소니가 CD 독점이 만료되어 줄어드는 라이센스 수익을 만회하기 위해 DSD 포맷을 개발했다고 생각하는 것이 마음에 편할 것이다.

 

찰스 한센

Ayre Acoustics, Inc

녹음을 만든 모든 Ayre 팀, 특히 알고리즘을 쓴 아리엘 브라운, 컨버터를 만든 라이언 베리, 레코딩을 만든 알렉스 브링크맨 모두 감사의 뜻을 전하다.