HIFICLUB, High-end Internet

16bit/44.1kHz의 디지털 신호는 지터 오류, 양자화(Quantization) 오류, Sampling 오류 등에 원본 아날로그 신호의 완벽한 복원이 이루어지지 않는다는 것은 이미 다 알려진 사실입니다. 이를 위해 업계에서는 업샘플링, 고해상도 음원 등의 방법으로 음질 개선을 추구하고 있습니다

샘플링에 의한 왜곡

일반적으로 업샘플링은 FIR 필터 (Finite Impulse Response, 정형 임펄스 응답 필터)를 사용합니다. 업샘플링 과정에서 Interpolation(보간법)을 통해 음질 보정을 하지만, FIR Interpolation은 수학적인 계산으로 디지털의 점과 점 사이를 추정하여 채우는 방식입니다. Sabre ES90X8의 경우 이런 FIR 필터가 기본으로 내장되어 있으며 DAC제작자는 손쉽게 업샘플링을 할 수 있습니다. 하지만 잘못 만들어진 업샘플링의 경우 소리를 가늘게 만들고 맥빠진 소리로 만들기도 해서 업샘플링 기능을 OFF 시키고, 기본 샘플링으로 음악을 듣는 분이 더 많은 것이 그것을 반증합니다.

웨이버사는 DA칩에 들어있는 기본적인 FIR 필터를 쓰지 않고, 자체적으로 개발한 WAP을 사용하는데 이 WAP은 많은 수의 자체 개발 FIR 필터와 IIR 필터(Infinite Impulse Response Filter, 무한 임펄스 응답 필터)등이 다단 구조로 설계되어 고해상도 업샘플링을 합니다. 이 고해상도로 업생플링 된 신호를 수 천 번의 반복 계산을 통해 처리하는 최첨단 원본 추정 알고리즘으로 디지털 오류 제거 및 원래 아날로그 신호와 최대한 같은 파형을 만들어 냅니다. 이것이 WAP의 역할입니다.

WAP(Waversa Audio Processor)

• 지터발생확률이 현저히 낮고 타이밍이 정확한 하드웨어 방식 프로세서

• 디지털 입력단부터 프로세서까지 독자개발 솔루션 

• 최적화된 경로로 모든 신호를 관장하는 Dual WAP

• 신호경로에 일원화된 클럭관리

• Quantization Error(양자화 에러)를 극소화하기 위한 기술

• 32Bit 1.5MHz에 이르는 방대한 정보처리

• 의료기술에서 착안된 최고수준의 신호복원 알고리즘

독자설계된 최고수준의 오디오 프로세서, WAP(Waversa Audio Processor) 

수많은 DAC 제조사 중에 디지털프로세서를 자체적으로 개발하여 사용하는 제조사는 극히 드뭅니다. 디지털프로세서 개발은 디지털 신호체계에 대한 상당한 이해와 지식을 요하고 개발하는 것 자체도 난해하다보니 대부분 DAC제조사는 DAC칩에 내장된 DSP를 활용하거나 상용화된 모듈을 장착하여 처리하는 방식을 사용합니다. 그래도 CHORD, DCS, MSB 등으로 대표되는 몇몇 하이엔드 DAC 제조사는 음질을 최우선으로 고려하여 디지털프로세서를 자체적으로 설계하고 있습니다. 

WDAC3C 역시 웨이버사가 독자설계한 디지털프로세서를 활용하고 있습니다. 웨이버사 디지털프로세서는 소프트웨어 방식의 디지털처리가 아닌 하드웨어적으로 처리하기 때문에 단순하고 최적화된 경로로 동시에 처리됩니다. 결국 이러한 설계방식은 오류가 발생할 소지가 적으며, 오디오 신호의 타이밍을 보다 정확하게 처리하게 됩니다.

소프트웨어 처리방식은 처리과정이 순차적이며 복잡하여 오류가 발생할 소지가 높습니다.

이에 반해 하드웨어 처리방식은 신호처리가 동시에 한번에 이루어므로 

지터가 발생할 소지가 없고 오디오 신호의 타이밍이 정확하게 일치합니다.

모듈형 설계 VS 자체개발 신호경로 체계

대부분 DAC 제조사들은 모듈화된 DAC 구성품을 별도로 도입하여 생산하고 있습니다. 그 이유는 상용화된 칩을 사용하면 개발이 용이하며 생산이 쉽기 때문입니다. 그래서 자체적인 신호체계를 갖춘 DAC브랜드는 손에 꼽을 정도이며, 해당 브랜드의 DAC들을 1,000만원이상의 가격을 기본으로 형성하고 있습니다. 

W DAC3C는 웨이버사시스템즈에서 자체 개발된 신호경로체계를 따르고 있습니다. 자체 개발된 USB 입력단과 네트워크 렌더러부터 디지털 프로세서 그리고 DAC까지 모든 신호처리를 최적화되게 설계하였으며, 디지털프로세서(WAP)에서 관장하여 일원화된 클럭 시스템으로 정교하게 통제되어 동작합니다. 이러한 방식은 상용화된 모듈을 이용하는 방식에 비해 오류 발생 확률을 낮고 안정성이 높아 이상적인 디지털 신호처리를 가능하게 해줍니다.

모든 신호를 관장하는 Dual WAP

WAP는 처리 속도를 비약적으로 높이고, 신호처리를 효율적으로 관리하기 위해 WAP를 듀얼로 배치시켰습니다. 첫번째 WAP(P1)는 모든 입력되는 신호를 받아들이고 처리한다면, 두번째 WAP(P2)에서는 P1에서 처리된 신호를 I2S로 전송받아 샘플링레이트별 클럭을 적용하고 신호를 복원하는 역할만 수행합니다. 이렇게 디지털프로세서별 역할을 분담함으로써 신호간섭을 최소화하고 정교화된 클럭관리가 되어 디지털 신호의 무결성을 해치지 않아 정확한 신호으로 음질적 이점을 얻게 됩니다.

이러한 특징 WAP가 가진 하드웨어적인 특징이라면,

WAP의 핵심은 ‘신호 복원’에 있습니다.

32Bit 1.5 MHz, 방대한 정보처리

W DAC3C는 일반적으로 ES9038에 들어있는 FIR을 쓰는 것이 아니라 자체적으로 개발한 로직의 여러단계의 FIR을 사용하여 고해상도로 업샘플링을 합니다. 

그 기술의 핵심은 WAP에 담겨 있는데, 이번에 새롭게 개발된 WAP는 처리하는 데이터가 방대하게 늘어났습니다. 이전 24Bit 368kHz의 내부 신호처리에서 32Bit 1.5 MHz로 데이터처리가 가능하도록 업그레이드가 이뤄졌습니다. 16bit가 65,532개의 디지털 신호로 이뤄졌다면, 32bit는 40억개의 디지털 신호로 이뤄져 신호처리의 정교도가 비약적으로 상승하게 되었습니다. 덕분에 아날로그에 가까운 디지털 신호를 생성할 수 있게 되었으며, 뒤에 이어지는 디지털 복원 기술의 정확도도 함께 높아지게 되었습니다.

쉽게 풀이하자면, 32Bit 1.5 MHz로 향상된 내부 처리 속도는 720P TV를 4K TV로 바꾼 효과와 비슷하며, 

이를 통해 표현될 수 있는 디테일과 다이내믹레인지가 비약적으로 상승한 것입니다.

WAP가 단계가 올라가면서 자연스러워지는 사운드

WAP에 적용된 신호복원 알고리즘 기술은 복잡다단한 연산으로 처리되는 만큼 연산정도의 수치를 끌어올릴 수록 정교도가 올라갑니다. 이를 웨이버사는 WAP의 Level로 관리하고 있습니다.  DAC1는 WAP 1단계, DAC2는 3단계, DAC3는 5단계였으며, DAC3C는 9단계입니다.

이 WAP는 디지털단계에서 처리되는 연산으로 상호기기간 연결을 통해 레벨을 올릴 수 있습니다. W ROUTER와 W NAS3는 각각 3단계가 적용되어 있어 이를 DAC3C에 연쇄적으로 전달하면 WAP Level을 15단계까지 끌어올릴 수 있습니다. 단계가 올라갈 수록 시간차 구현이 정교해지고, 음상과 디테일이 향상됩니다. 뿐만 아니라 악기의 음색과 사운드 경향도 유연하고 자연스러우며 듣기 편해집니다.