HIFICLUB, High-end Internet

W CORE 제품 상세 분석

1. W CORE 소개 - PC의 노이즈가 오디오 시스템의 음질에 주는 상관관계 고찰

2. 오실로스코프를 이용한 PC와 W CORE의 노이즈 측정 결과

3. 네트워크 프로토콜과 ROON 그리고 W CORE

4. W CORE 제품 상세 분석

5. W CORE의 음질 향상 효과와 분석

이제 메인이라고 할 수 있는 W CORE가 모두 공개됩니다. W CORE의 제품 구성 및 특징을 상세하게 소개하여 드리겠습니다. 다른 내용을 보기를 원하시면 위의 목차에서 링크가 걸린 제목을 클릭하면 다른 내용도 보실 수 있습니다.

오직 하이엔드 오디오를 위한 W CORE

W CORE는 한마디로 잘 만든 리눅스용 PC입니다. 철저하게 하이엔드 오디오를 위하여 개발된 전용 PC로 이해하시면 됩니다. 그럼 지금부터 W CORE가 일반 PC와 무엇이 다르고, 어떻게 “하이엔드 오디오" 타이틀을 달게 되었는지 분석해보도록 하겠습니다.

기존에 저노이즈 HTPC도 많이 있었는데?

맞습니다. 기존에 홈시어터용이나 오디오용 PC가 없었던 것은 아닙니다. FAN도 없고, 알루미늄 몸체에 진동관리까지 한 PC들이 존재했었습니다. 그러면, W CORE는 그런 PC들과 어떤 차별점이 있을까요? 요점만 정리해보겠습니다.

위의 표에서 처럼 W CORE는 오직 하이엔드 오디오 음질을 위해 하드웨어적 설계와 최적화된 OS 커스터마이징을 통해 PC에서 발생할 수 있는 노이즈를 최소화 하였으며 리니어 전원부 및 리튬이온 배터리를 이용하여 외부로 방출되는 노이즈를 모두 없애는 설계를 하였습니다.

두랄루민 섀시

W CORE는 하이엔드 오디오 그레이드의 스펙을 만족시키기 위하여 두랄루민 통절삭 가공을 통한 트랜스포머 차폐 및 진동, 발열에 대한 대비를 완벽하게 구현하였습니다.

완벽히 격벽화된 내부설계

외부를 둘러싸고 있는 통두랄루민을 정교하게 통절삭 가공하여 기본 5~8mm정도의 두께로 제작되어 외부의 EMI나 RFI같은 노이즈의 영향을 최소화시켰습니다. 내부는 각 부품에 맞게 가공되어 내부에 노이즈나 진동이 전이되지 않도록 별도 격벽처리 하였습니다.

최고급 부품 채용

트로이달 트랜스포머를 비롯하여 W CORE에 사용된 부품은 메인보드를 제외하고 모두 저노이즈, 차폐효과가 뛰어난 부품들로 엄선하여 사용하였습니다.

Ethernet(LAN) Port 지원 (4개)

후면부 모습입니다. 심플하게 메인 전원 스위치와 Ethenet Port 4개만 있습니다. 음악재생 이외에 모든 불필요한 단자를 제거하여 노이즈 발생을 근원적으로 제거 하였습니다.

노이즈에 대한 모든 대책을 세운 W CORE

하이엔드 오디오는 작은 노이즈에도 매우 민감합니다. 하지만 PC는 설명해드린대로 엄청난 노이즈 덩어리입니다. 이를 하이엔드 오디오에 사용할 수 있도록 하는 작업은 매우 까다롭고 어려운 작업입니다. W CORE는 노이즈 저감 및 차폐에 모든 기술을 쏟아부어 완성시킨 제품입니다.

탄탄한 전원부 구성

• 메인보드 전원을 위한 전용 리니어 트랜스포머

• 배터리 충전을 위한 전용 리니어 트랜스포머

• 대용량 캐패시터를 통해 고주파 노이즈의 유입 차단

대용량 트로이달 트랜스포머

W CORE의 내부 사진만 보아도 전원부 설계에 얼마나 심혈을 기울였는지 한눈에 확인가능합니다. W CORE에는 대용량 트로이달 트랜스포머 2개가 들어가 있습니다. 위의 사진처럼 트랜스포머는 두꺼운 두랄루민속에 파고 들어가 있습니다. 노이즈 및 진동을 방지하기 위함입니다.

트랜스포머 1개는 메인보드 전원을 위해 사용되며 나머지 1개는 네트워크 전원용 리튬 이온 배터리를 충전하기 위해 사용됩니다.

노이즈 누출까지 고려한 전원부

리니어 전원부는 외부의 EMI나 RFI를 차단하는 동시에 반대로 내부에서 생성된 다양한 노이즈가 방출되는 것을 차단하는 역할도 수행합니다. W CORE도 인텔 저전력 NUC보드를 이용하였지만 보드내에 SMPS 전원부는 존재하고 있어 노이즈가 발생합니다. 하지만 메인보드에서 발생한 노이즈가 트로이달 트랜스포머에서 흡수되어 소멸되게 됩니다.

랜포트(Ethernet) 만을 위한 배터리 전원부

• 리튬이온 배터리를 이용한 극저임피던스 구현

• 네트워크단으로 방출되는 노이즈 제거로 순수한 신호 전송 실현

깨끗한 전원을 통한 순수한 신호 전송 실현

리튬이온 배터리의 노이즈 제거효과는 BOP, 스마트허브에서 이미 검증에 검증을 마쳤습니다. 네트워크단 만을 위하여 별도로 설계된 배터리 전원부는 네트워크 케이블로 방출되는 모든 노이즈를 강력하게 흡수하여 노이즈 없는 깨끗한 신호만을 내보내게 됩니다.

리튬이온 배터리를 이용한 극저임피던스 구현

리튬이온 배터리는 특성상 일반적인 전기시스템에서는 상상하지 못할 수준의 극저 임피던스 특성을 갖습니다. 임피던스가 낮다함은 I = V/R, 즉 R 값이 작아져 전류량이 높다는 의미로 전류가 높으면 상대적으로 외부의 유입 잡음이 이 높은 전류로 이뤄진 전원에 유입되기 어렵다는 의미입니다. 그러한 이유로 리튬 이온 배터리의 극저임피던스는 신호선에 타고 흐르는 미세한 노이즈 신호를 마치 블랙홀 처럼 다 빨아버리는 효과까지 있습니다. 이를 태평양 바다에 밀가루 한포대를 쏟아붇는다 표현하였습니다.

리튬이온 배터리는 수명이 있으므로, 교체가 용이하도록 하단에 손쉽게 교체할 수 있도록 별도의 덮개를 만들어 놓았습니다.

극저노이즈 설계된 네트워크 허브 장착

• 오디오 그레이드 고정밀 클럭 채용으로 지터발생 극소화

• 랜아이솔레이션이 적용된 오디오 전용 랜포트

NO ! SMPS !

일반적인 스위칭허브는 외부전원도 SMPS를 사용하고 내부기판의 개별 전원까지도 SMPS를 사용합니다. 이에 반해 W CORE에 사용된 네트워크 허브는 최초 외부전원은 리니어 전원부로부터 받고 그 다음 배터리를 충전된 전원을 공급받습니다. 그리고 최종적으로 사용되는 개별전원까지도 리니어방식으로 제작되어 전세계 어떤 네트워크 장비보다 깨끗한 전원으로 순수한 디지털 신호를 전송합니다.

오디오 그레이드 고정밀 클럭 채용으로 지터발생 극소화

일반적인 허브는 고정밀 클럭이 있을 필요가 없습니다. 그래서 가장 저렴한 크리스탈 발진자 방식의 클럭을 채용하는 것이 거의 대부분입니다. 하지만 W CORE에는 MEMS급의 오디오그레이드 클럭이 사용되어 ROON을 거친 PCM신호가 다시 한번 정렬되어 DAC로 전달됩니다. 덕분에 DAC에서 신호로 재정렬하는 부담을 줄여주고 지터 발생률을 극소화시키고 줍니다.

아이솔레이션과 노이즈필터가 적용된 랜포트

사실 위에서 나열한 정도만 해도 완벽한 신호전송이 가능합니다. 하지만, NAS나 공유기와 같은 외부로부터 오는 신호에 대한 대책을 위해 아이솔레이션과 노이즈 필터가 장착된 랜포트를 장착하였습니다. 오디오와 호환되는 대부분의 기기들은 대부분 SMPS를 사용한 전원을 사용하여 노이즈 발생률이 높습니다. 이러한 노이즈가 W CORE 유입되는 영향을 최소화하고자 아주 작은 트랜스가 장착된 랜포트를 사용하였으며 고주파노이즈를 제거하고자 8개의 신호에 페어로 필터를 추가 적용하였습니다.

커스터마이징 PC

W Core는 인텔 i3 CPU 리눅스 기반의 컴퓨터입니다. 하지만 모니터, 키보드 등도 연결할 수 없으며 USB포트 심지어 와이파이나 블루투스도 지원하지 않습니다. 이는 컴퓨터에서 발생할 노이즈를 최대한 줄이기 위함 입니다.

GPU, USB, 각종 I/O 보드관련부를 OS 커널단에서 모두 제거하여 오직 ROON 만을 위해 동작하도록 커스터마이징 하였습니다. 이렇게하여 어쩔수 없이 발생하는 메인보드 상의 고주파 발진을 최소화 하였습니다.

전면 LCD패널은 정보 제공을 위한 유일한 수단이기 때문에 배치하는 LCD 전용 CPU를 따로 두고 전원까지도 분리 공급하여 혹시 모를 노이즈 발생원까지 미연에 차단하였습니다.

커스터마이징 OS

사용하지 않는 장치들을 모두 Off 시켜 버리는 것은 LINUX OS라 가능한 이야기입니다. OS 커널부를 자유롭게 제어할 수 없는 Windows의 경우 이렇게 최적화하고 커스터마이징 하기가 어렵고, 예측 불가능한 다양한 서비스 프로그램들이 동작하여 이러한 노이즈를 방어하기 어렵지만, 오픈 소스인 리눅스는 이러한 모든 부분을 고려하여 완벽한 통제가 가능하기 때문입니다.

GPU 및 사용하지 않는 I/O장치들은 하드웨어적으로 작동을 하지 못하도록 리눅스 커널단에서 모두 제거를 시켜 노이즈 발생이 최소화 하도록 세심한 OS 커스터마이징까지 된 W CORE입니다. 그야말로, 하드웨어 소프트웨어적으로 완벽한 오디오용만을 위한 동작을 하도록 했습니다.

증거

이렇게 철두철미하게 PC 노이즈의 모든것을 고려하고 차단한 솔루션을 구현한 W CORE는 일반 PC대비 전원단과 이더넷단을 통한 노이즈 방출이 거의 측정치 이하로 떨어집니다.

전원을 인가하지 않은 상태의 노이즈

일반 PC에서 발생하는 노이즈

W CORE에서 발생하는 노이즈

또 하나의 비밀 48V

대용량의 전원부와 전기공급 능력이 좋으면 좋은 오디오라는 것은 정설입니다. 오디오는 역시 전기입니다. 전기의 역할과 능력이 모든 오디오 기기에 중요한 요소입니다.

최신의 자동차들의 배터리 전압이 12V에서 48V로 올라가고 있습니다. 자동차에 수많은 전자장비 및 자율주행 등 카메라 등이 장착되면서 자동차에 쓰이는 전기의 량이 과거에 비해 월등히 많아졌기 때문에 12V의 전압으로는 그 많은 전자장비를 안정적으로 구동시키지 못한다는 것도 이유 중에 하나라고 합니다.

자동차 배터리 전압이 48V로 올라가면서 또 하나의 장점이 생겼습니다. 넉넉해진 전력으로 터보엔진 흡기에 모터를 달아 엔진의 출력과 연비를 높이고 있습니다.

보통 컴퓨터나 전자제품에 쓰이는 내부전압은 직류 12V, 5V, 3.3V가 많이 쓰입니다. SMPS는 전기공급량이 많아지면 스위칭 타임을 조절하여 전압유지를 위한 조절을 합니다. 그러다 보니 불규칙한 작동과 노이즈 주파수가 바뀌게 됩니다.

W CORE에 내부 48V 시스템은 W CORE내의 CPU 및 SSD 등이 요구하는 전기를 충분하게 즉각적으로 공급해주어 내부 SMPS 전원부의 전압 변동에 따른 비정상적인 작동을 최소화 하여 안정성 및 효율을 높혔으며, 이상 발진에 의한 고주파노이즈 발생도 최소화할 수 있었습니다.

확장성

W CORE 내부에는 모두 3개의 mSATA를 지원합니다. 하나는 OS 및 ROON Core DB용으로 사용되며, 2개는 추가로 장착하여 NAS 드라이브로 사용이 가능합니다.

W CORE 연결방법

많은 분들이 문의 주시고 있는 W CORE 설치방법입니다.

기존 네트워크플레이어 or PC로 구동되는 ROON

PC에서 발생한 노이즈가 DAC로 그대로 유입되어 케이블로 연결된 모든 오디오시스템은 엄청난 고주파노이즈에 그대로 노출되게 됩니다.

W CORE 추가

대상 : 일반 CD만 들으시는 분. PC로 네트워크를 사용하시는 분. ROON 이용자

W CORE는 오디오 관점에서 트랜스포트로 보시면 됩니다. 따라서, DAC가 필요합니다. 그것도 ROON의 인증을 받은 ROON Ready가 되어있어야 합니다. 그래야 RAAT 프로토콜을 지원하여 ROON의 데이터를 받을 수 있습니다.

위의 그림처럼 W CORE에 네트워크 DAC를 다이렉느로 연결합니다. W CORE에서는 노이즈가 방출되지 않기 때문에 DAC단부터 아날로그 기기(프리, 파워, 스피커)는 고주파노이즈의 영향을 거의 받지 않게 됩니다.

별도의 NAS가 있는 경우

대상 : 이미 네트워크플레이어를 사용하시는 분. ROON 이용자

별도의 나스가 있는 경우 나스를 공유기에 연결하지 않고, W CORE 네트워크 단자에 연결하면 됩니다. W CORE 네트워크부는 리튬이온 배터리로 동작하기 때문에 내부 노이즈 차단은 물론, 스마트허브의 기능도 일부 갖고 있기때문에 음질이 더 향상될 수 있습니다.

하이엔드 오디오 시스템

대상 : 이미 네트워크플레이어를 사용하시는 분. ROON 이용자. 스마트허브 사용자

W CORE의 네트워크 리튬이온 배터리는 내부 노이즈를 외부로 방출 못하게 하기 위해 만들어졌습니다. 그러므로, 웨이버사 W Smarthub와 성능이 동일하지 않습니다. W Smarthub는 네트워크 상에 있는 노이즈를 제거해주는 기능을 갖고 있습니다.

위의 구성처럼 스마트허브에 무선공유기(인터넷 및 아이패드 접속을 위한)와 W NAS3, W CORE를 연결하면 최고의 하이엔드 사운드를 완성할 수 있습니다. 스마트허브는 네트워크상의 노이즈를 차단하기 때문에 공유기 및 네트워크 상에 있는 잔류노이즈까지 모두 차단을 해주어 음질에 영향을 주는 지터 및 고주파노이즈가 사라지기 때문입니다.

W CORE 만으로도 노이즈가 거의 측정되지 않지만, 하이엔드 오디오의 수준은 현존하는 측정기에서 측정되지 않습니다. 하이엔드용 차폐트랜스, 전원코드 등이 측정기에서 노이즈가 감소되는 것으로 감지되지 않습니다. 하지만 측정되지도 않는 아주 미세한 노이즈가 좋은 차폐트랜스, 전원장치, 전원코드 등에의해 제거되면서 음질이 현격하게 좋아지는 것은 비일비재합니다. 따라서 저렇게 W Smarthub까지 추가하면 더욱 생상한 원음을 경험하실 수 있습니다.

초하이엔드 오디오 시스템

대상 : 최고수준의 디지탈 소스기기 음질을 원하시는 분

아직도 무엇인가 부족하신가요? 웨이버사의 차기작이 개발 중에 있습니다. 바로 W Router(가칭) 입니다. W Router는 배터리로 동작하는 세계 최초의 라우터입니다. W Router의 구성은 WAN 1 Port, 일반 Ethernet 3 Port, 오디오 전용 Ethernet Port 4 Port로 구성되어 있으며 IEEE 802.11AC Wi-Fi까지 지원합니다.

W ROUTER

W Router 하나면 모든 것이 끝난다고 보시면 됩니다. 별도의 공유기도, 리피터도 필요 없습니다. 공유기(리피터)와 Router의 차이는 지능형의 차이입니다. 쉽게 설명드려 허브에 연결된 NAS와 DAC는 전체 네트워크의 트래픽에 영향을 받으며 다른 패킷 데이터와 섞여서 돌아다니지만, Router에 연결된 NAS와 DAC는 네트워크의 다른 컴퓨터 등의 영향을 전혀 받지 않고, 마치 직결된 것처럼 연결되게 해주는 지능형 네트워크 장비입니다.

W ROUTER 랜더링

위의 연결이면 W Router단부터 네트워크 선을 타고 돌아다니는 각종 노이즈를 W Router부터 제거해줍니다. 이는 마치 꽉막힌 도로 옆에 차가 한대도 없는 8차선 전용도로를 새로 깔아준다고 이해하시면 됩니다. NAS와 W CORE, DAC는 다른 네트워크 장비들의 노이즈, 데이터 통신의 영향을 전혀 받지 않고 전용선으로 직접 연결된다고 보면 됩니다.

W Router 오디오전용 Ethernet단에 NAS와 W CORE를 연결하고, DAC와 W Router 사이에 W Smarthub를 연결하면 그야말로 노이즈에서 완전 해방된 하이엔드 디지털 소스 시스템이 완성됩니다. 이 정도면 “완벽"이라는 단어를 써서 “완벽히 노이즈를 없앴다"라는 표현을 쓸 수 있겠습니다.

이런 디지털 소스 시스템을 전세계에서는 현재 한국에서만 써볼 수 있다는 것에 감사하는 마음입니다.