역대급 초저노이즈 DAC

이렇게 배경이 적막한 DAC이 있었나 싶다. 그야말로 온 사방이 쥐 죽은 듯이 조용했다. 디지털 신호가 아날로그 신호로 바뀌는 과정에서, 그리고 컨버팅된 아날로그 신호가 출력단을 빠져나오는 과정에서 만나게 되는 온갖 디지털, 전자파, 기계 노이즈가 한 톨도 남김없이 증발된 것 같았다. 최근 리뷰한 하이파이로즈의 RD160 DAC 이야기다.

RD160 팩트 체크

RD160 DAC은 대한민국 제작사 하이파이로즈가 처음으로 만든 단독 DAC다. 하이파이로즈가 지난해 DAC가 없는 플래그십 네트워크 플레이어 RS130을 내놓았던 터라 진작에 출시가 점쳐졌던 제품이다. 앞서 2020년에 나왔던 RS150은 AKM의 AK4499EQ DAC 칩, 2021년에 나왔던 RS250은 ESS의 ES9038Q2M DAC 칩을 내장했었다.

개인적으로는 이번 RD160 DAC가 일본 AKM의 2채널 스테레오 DAC 칩인 AK4491EQ, AK4499EX 페어를 채널당 1페어씩 투입한 점에 크게 놀랐다. 이 페어 자체가 DSP/델타시그마 모듈레이터와 1비트 DAC을 칩째로 분리한데다, 채널당 1페어씩 투입되면 각 페어의 2채널을 병렬 연결해 다이내믹 레인지를 늘리고 왜율을 낮출 수 있기 때문이다.

RD160 DAC은 기본적으로 PCM은 32비트/768kHz까지, DSD는 DSD512까지 아날로그 신호로 컨버팅하는 델타 시그마 방식의 DAC다. 입력 단자는 USB-B, 광, 동축(RCA, BNC), AES/EBU, HDMI I2S, SFP USB, 출력 단자는 XLR 1조, RCA 1조를 마련했다. 외부 마스터클럭 신호를 입력 받을 수 있는 2개 BNC 단자(50옴, 75옴)도 갖췄다.

클럭은 고정밀 OCXO, CPU는 쿼드코어 Cortex-A7amp, 전원부는 토로이달 전원트랜스 3개와 다수의 평활 커패시터를 투입한 리니어 타입이다. 업샘플링은 4개 모드를 지원하고, 디지털 필터는 디폴트인 쇼트 샤프 필터 등 총 6개가 준비됐다.

외관과 스펙

전면 디자인부터 솔깃한데 이는 디스플레이가 있는듯 없는듯 하기 때문이다. MIPI-DSI 히든 스크린으로 은은하고 우아한 맛이 감돈다. 입력 선택에 따른 신호 흐름과 디지털 필터 설정값, 현재 볼륨값 등을 아주 상세하게 보여준다.

왼쪽에는 입력 선택 버튼, 업샘플링 선택 버튼, 디지털 필터 선택 버튼, LED 5단계 디밍 조절 버튼, 뮤트 버튼, 클럭 입력 선택 버튼, 스크린 사운드 웨이브 모드 선택 버튼이 마련됐다. 오른쪽에는 가변 출력시 볼륨을 1스텝씩 100단계로 조절할 수 있는 노브가 달렸다.

후면은 왼쪽부터 전원 인렛, 접지 단자, 라이트 XLR/RCA 출력단자, 트리거 입출력 단자, AES/EBU, 동축(RCA, BNC), 광, I2S(HDMI), 외장 마스터 클럭 입력 BNC(75옴, 50옴), USB-B, SFP USB 입력 단자, 레프트 XLR/RCA 출력단자가 마련됐다. 섀시 사이즈(WHD)는 430 x 88 x 330mm, 무게는 10kg을 보인다.

스펙 중에서는 정숙도(SN비)와 왜율(THD+N)이 돋보인다. SN비는 124dB나 되고, THD+N은 0.005%에 그친다. 잔류 노이즈는 RCA 출력시 0.3mV, XLR 출력시 0.4mV. 좌우 채널 간섭은 -124dB에 그친다. 주파수응답특성은 =3dB 기준 10Hz~73kHz, -0.3dB 기준 10Hz~20kHz, 출력 임피던스는 47k옴, 출력 레벨은 RCA가 4.5Vrms, XLR이 9Vrms다.

AK4491EQ + AK4499EX DAC

AKM은 2022년 9월 독특한 설계의 델타 시그마 DAC 칩을 선보였다. 델타 시그마 모듈레이터와 1비트 DAC을 아예 칩째로 분리한 AK4491EQ, AK4499EX 칩 조합을 발표한 것이다. AK4491EQ가 델타 시그마 모듈레이터와 DSP를 담당하고, AK4499EX가 자신에게 들어온 1비트 디지털 신호를 아날로그 신호로 컨버팅하는 역할을 맡는다.

델타 시그마 모듈레이터? 생소하신 분들도 있으시겠지만 델타 시그마 방식의 DAC에서는 이 모듈이 있어야 디지털 신호가 아날로그 신호로 컨버팅될 수 있다. DAC에 들어온 16비트 혹은 24비트 PCM 디지털 신호를 1비트 디지털 신호로 바꿔 뒷단에 오는 1비트 DAC에 넘겨주는 역할을 한다. 이는 델타 시그마 DAC으로 유명한 미국 아날로그 디바이시스가 공개한 델타 시그마 DAC 블록 다이어그램을 보면 잘 알 수 있다.

위 블록 다이어그램을 자세히 보면 16비트 8kHz 디지털 신호가 입력되면 인터폴레이션 필터(업샘플링)를 거쳐 16비트 1MHz 디지털 신호로 바뀌고, 이어 델타 시그마 모듈레이터를 거쳐 1비트 1MHz의 PWM 신호로 바뀌는 것을 알 수 있다. 즉, 여기까지는 디지털 도메인이고 출력된 신호도 PWM이라는 1비트 디지털 신호다. 업샘플링에 따른 고주파를 걸러내는 디지털 로우 패스 필터, 예컨대 리니어 필터, 미니멈 필터 이런 것들도 모두 이 디지털 도메인에 있다.

이어 바통은 1비트 DAC이 받는데 이 곳부터는 아날로그 도메인이다. 즉, 1비트 PWM 신호가 아날로그 신호로 바뀌고 이후 아날로그 로우패스 필터를 거쳐 4kHz 아날로그 신호로 출력된다. 8kHz가 아니라 4kHz가 출력되는 것은 8kHz는 샘플링 레이트이고, 4kHz가 샘플링 치료(?)를 받기 전 오리지널 신호이기 때문이다. 샘플링 레이트는 원 신호 최고 주파수보다 최소 2배 높아야 한다는 나이퀴스트 이론을 떠올리시면 된다.

AKM에서는 이 인터폴레이션 필터와 델타 시그마 모듈레이터에서 여러 전자파 노이즈가 발생, 뒷단에 오는 아날로그 도메인을 오염시킨다고 봤다. 그래서 이들을 분리했고 이 역할을 맡은 것이 바로 AK4491EQ 칩이다. AKM에 따르면 이같은 델타 시그마 모듈레이터/DSP와 DAC을 분리함으로써 SN비가 앞서 나왔던 AK4490REQ 싱글 칩의 120dB에서 135dB로 대폭 늘어났다.

ROSE DPC

RD160에서 또 눈길을 끄는 것은 ROSE DPC(Digital Processing Core) 모듈이다. 하이파이로즈가 설계한 자체 DSP인데, 이 곳에서 리클럭킹을 비롯한 여러 디지털 신호 처리 작업을 수행한다. 4개 업샘플링 모드와 6개 디지털 필터에 대한 선택권을 제공하는 곳도 이 ROSE DPC다.

리클럭킹은 말 그대로 입력된 여러 디지털 신호의 클럭을 RD160에 내장된 고정밀 OCXO 클럭에 정확하게 동기화해 지터를 최대한 줄이는 프로세스다. 지터가 줄어들면 청감상 소리가 깨끗하고 자연스러워진다. OCXO는 오븐 제어(Oven Controlled)라는 말에서 짐작할 수 있듯 오븐이 클럭 내부 온도를 일정하게 유지, 크리스탈 오실레이터(XO)가 온도 변화에 영향을 받지 않고 제 성능을 발휘하도록 한 클럭이다.

업샘플링은 Bypass, To PCM, To DSD, Upsampling, 4가지 모드가 마련됐다. 바이패스는 말 그대로 AK4491EQ 칩의 업샘플링 과정을 바이패스하는 것이고, To PCM은 입력된 신호를 최대 16배 PCM 신호로, To DSD는 입력된 신호를 최대 64배 DSD 신호로 바꾼다. Upsampling은 이런 변환 과정 없이 입력된 PCM, DSD 신호 그대로 업샘플링을 시킨다.

AK4491EQ 칩에서 수행되는 디지털 필터는 샤프(Sharp), 슬로우(Slow), 쇼트 샤프(Short Sharp), 쇼트 슬로우(Short Slow), 슈퍼 슬로우(Super Slow), 로우 쇼트(Low Short), 6가지가 마련됐다. 이들 모두 필터링 후 시간축에서 봤을 때 순간 입력 신호 앞뒤에 생기는 링잉(Pre-ringing, Post-ringing)이 어떤 모습인지에 따른 구분이다. 프리 링잉은 직관적으로 생각해도 자연에는 없는 현상이고, 포스트 링잉은 필터링 작업을 세게 걸수록 길어진다. 디폴트는 프리 링잉이 없고 포스트 링잉이 긴 쇼트 샤프 필터다.

샤프(패스트 롤오프 리니어 필터) → 프리 링잉과 포스트 링잉이 길다
슬로우(슬로우 롤오프 리니어 필터) → 프리 링잉과 포스트 링잉이 짧다
쇼트 샤프(패스트 롤오프 미니멈 필터) → 프리 링잉이 없고 포스트 링잉이 길다
쇼 슬로우(슬로우 롤오프 미니멈 필터) → 프리 링잉이 없고 포스트 링잉이 짧다
슈퍼 슬로우(슈퍼 슬로우 롤오프) → 프리 링잉과 포스트 링잉이 없다
로우 쇼트(로우 쇼트 딜레이) → 프리 링잉과 포스트 링잉이 짧다

ROSE CIM

DAC과 아날로그 출력단은 ROSE CIM(Completely Isolated & Moduled) 아키텍처를 기반으로 했다. 말 그대로 철저히 아이솔레이션과 모듈화를 했다는 것인데, DAC 모듈은 위에서 살펴본 것처럼 2개 칩으로 모듈화해 디지털과 아날로그를 구조적으로 분리했다. 또한 이 2개 칩이 스테레오 2채널 칩인데도 불구하고 채널당 1페어씩 투입, 채널간 노이즈를 원천적으로 차단했다.

아날로그 출력단 역시 플러스(+)와 마이너스(-) 신호를 각각 처리하는 풀 밸런스 설계를 취해 동상 노이즈 유입을 막았다. DAC과 아날로그 출력단의 이같은 CIM 설계는 결국 SN비와 다이내믹 레인지를 높이기 위해서다. 아날로그 출력단은 듀얼 OP앰프를 썼으며 입력단에 노이즈 차단 효과가 좋은 JFET을 투입했다.

전원부도 3개 리니어 파워서플라이를 마련, 각각 디지털 스테이지와 좌우 아날로그 스테이지에 각각 독립 전원을 공급하도록 했다. 이는 각 스테이지에 맞는 전원을 안정적으로 공급하는 동시에 전원부 차원에서 각 스테이지의 신호 간섭과 노이즈 오염을 막기 위해서다.

청음

RD160 시청에는 오렌더 A1000 네트워크 플레이어, 클라쎄 Delta Pre 프리앰프, 패스랩스 XA60.5 모노블럭 파워앰프, 락포트 Atria 스피커를 동원했다. A1000과 RD160은 동축 케이블로 연결했으며, 업샘플링 모드는 Upsampling, 디지털 필터는 디폴트인 쇼트 샤프 필터를 사용했다.

본격 청음에 앞서 PCM 소스를 갖고 업샘플링 각 모드를 비교해봤는데, 바이패스 모드는 상대적으로 음이 성기고 청감상 특정 대역을 잘라먹는 듯한 느낌, to DSD 모드는 입자감은 좋지만 음량 자체가 줄고 부자연스러운 소릿결이라고 판단됐다. 이에 비해 Upsampling 모드는 입자감도 좋고 풍성한 맛이 도는데다 사운드스테이지도 넓게 펼쳐져 가장 호감이 갔다.

디지털 필터 모드도 비교해봤는데, 샤프 모드는 진공관처럼 따뜻하고 파워풀하지만 약간의 색번짐 현상이 관찰되었고, 슬로우 모드는 깔끔하고 차분한 맛이 돋보였다. 디폴트인 쇼트 샤프 모드는 기대했던 대로 해상력과 SN비가 돋보였다. 쇼트 슬로우는 쇼트 샤프 성향을 더욱 극한으로 몰고간 느낌, 슈퍼 슬로우는 지나치게 소리가 배음 없이 깔끔하다는 인상, 로우 쇼트는 중성적이며 플랫한 소리를 냈다.

DAC으로서 RD160의 첫인상은 배경이 아주 적막하다는 것과 컨버팅된 아날로그 음에서 일절 자기 고집이나 색채가 느껴지지 않는다는 것이었다. 예를 들어 필자가 쓰고 있는 코드 업스케일러 M Scaler와 ES9039PRO 싱글 칩을 투입한 마이텍 Manhattan II DAC은 은근히 달달하고 예쁜 소리를 내는데, RD160은 그런 취향이 전혀 없다. 대신 보다 힘이 넘치고 콘트라스트가 분명하며 노이즈가 한 톨도 남김없이 증발한 듯한 사운드를 선사했다. 소스기기로서 정보량도 상당하다고 판단됐다.

음이 물렁거리지 않고 속이 꽉 찼다. 밀도감이 좋다는 것인데 그러 와중에도 음의 입자가 아주 곱다는 인상. 이는 업샘플링 모드를 Upsampling으로 선택한 이유가 컸을 것이다. 다이내믹 레인지가 넓고 필요할 때는 아주 남성적이고 호방한 사운드를 들려주는 점도 눈에 띄는데, 이는 스테레오 AKM DAC 칩을 병렬 연결해서 사용한 덕분으로 보인다.

이밖에 DAC의 기본 책무가 디지털 음원을 얼마나 세밀하게 손실없이 아날로그 신호로 바꿔주는 것임을 감안할 때 RD160의 해상력에도 큰 점수를 주고 싶다. 이는 2칩 솔루션을 통해 SN비를 높이고, ROSE CIM 설계를 통해 채널 간섭과 노이즈 오염을 막은 덕이 크다. 3계통으로 분리한 전원부 설계, 위에서 언급하지는 않았지만 OFC, OCC 선재를 사용한 점도 크게 한몫했을 것이다.

소스기기로서 플랫하게 커버하는 대역폭이 상당히 넓다. 청감상 위아래에서 롤오프되는 대역 없이 그대로 프리앰프로 전해준다는 느낌이다. 또한 한 치의 오차도 없는 정확한 템포감도 파악되는데 이는 전적으로 내장 고정밀 OCXO 클럭이 현재 동축 입력 신호를 리클럭킹한 결과가 아닐까 싶다. 소릿결이 딱딱하거나 거칠지 않은 점, 나오는 음 말고는 배경이 칠흑처럼 어두운 점도 눈에 띈 대목. 이밖에 아이유가 최백호랑 함께 한 ‘아이야 나랑 걷자’에서는 최백호의 나이 지긋한 남성의 목소리 톤이, 아이유는 평소보다 한 음 한 음을 정성스럽게 부르는 모습이 도드라졌다.

총평

소스기기로서 DAC의 승부처는 결국 해상력과 다이내믹 레인지, 그리고 SN비다. 10년 전만 해도 무조건 해상력 싸움이었지만 델타 시그마 DAC 칩이 어느 정도 상향 평준화가 된 요즘에는 해상력은 기본 항목처럼 되어버렸다. 다이내믹 레인지는 대부분의 제작사에서 DAC 칩을 멀티로 투입하거나 아예 4채널, 8채널 DAC 칩을 사용하는 방식으로 대응하고 있다.

남은 것은 이제 SN비 싸움인데 여기서 그야말로 피 튀기는 진검승부가 펼쳐지고 있다. 예를 들어 최근 리뷰한 MSB Cascade DAC은 디지털 파트와 아날로그 파트, 전원부를 새시째로 분리해 SN비를 높이려는 모습이다. 물론 넘사벽 가격대라는 것은 함정이다. 음색깡패인 홀로오디오의 R2R May DAC 키츠네 에디션도 전원부를 통째로 분리했다.

RD160은 위에서 살펴본 것처럼 AKM의 2칩 솔루션과 3계통 전원부, 풀 밸런스 아날로그 출력단 설계로 초저노이즈 DAC에 도전했는데 청음 결과는 그야말로 역대급이었다. 이 DAC을 그에 걸맞은 네트워크 트랜스포트와 연결한다면 기본 해상력과 다이내믹 레인지는 물론, 칠흑처럼 적막한 무대를 맛보실 수 있을 것이라고 확신한다. 애호가들의 청음을 적극 권해드린다.

Product Specifications

Benchmark
Input Sensitivity : 0dBF 1kHz
Output Impedance : 47KΩ
Output Level : 4.5Vrms(RCA), 9Vrms(XLR)
THD + N : 0.005%(RCA), 0.005%(XLR) (1kHz 0dBF)
Signal to Noise Ratio 124dB(RCA), 124dB(XLR)
Residual Noise : 0.3mV(RCA), 0.4mV(XLR)
Stereo Crosstalk : -124dB(RCA), -124dB(XLR) (1kHz 0dBF)
Frequency Response
10Hz ~ 20kHz (-0.3dB)
10Hz ~ 50kHz (-1.5dB)
10Hz ~ 73kHz (-3.0dB)

Sampling Rate
PCM : 8kHz~768kHz(8/16/24/32bit per Sample)
DSD : DSD64(2.8MHz)/DSD128(5.6MHz)/DSD256(11.2MHz)/ DSD512(22.6MHz)

Technical
DAC : 2 x AK4499EXEQ + AK4191EQ (AKM)
PSU : 3 x Independently Customized Reference Linear Toroidal
CPU : RK3128 Quad core Cortex-A7mp
RAM : DDR3 1866Mhz 1GB
FLASH : 8GB eMMc
Oscillator : High Precision OCXO clock

Inputs
Digital
USB SFP Module – PCM 32bit/768kHz, DSD512(22.6MHz)
USB 2.0 Type-B – PCM 32bit/768kHz, DSD512(22.6MHz)
HDMI I2S – PCM 32bit/768kHz, DSD512(22.6MHz)
Coaxial RCA – PCM 32bit/384kHz, DSD128(5.6MHz)
Coaxial BNC – PCM 32bit/384kHz, DSD128(5.6MHz)
Optical – PCM 32bit/192kHz, DSD64(2.8MHz)
AES/EBU – PCM 32bit/384kHz, DSD128(5.6MHz)

External Clock : BNC 75Ω(10MHz), SMA 50Ω(10MHz)

Outputs
Analog : Unbalanced, Balanced

Feature
PCM Filter : Sharp, SharpSlow, Short Sharp (default), Short Slow, Super Slow, Low Short

Power
Input Voltage : AC110V-120V~, 220V-240V~, 50/60Hz
Standby : 0.3W
Playback : 30W

Environmental
Operating ˚C : 0~40˚C
Storage ˚C : -10~50˚C

Physical
Display : 2 x Polycarbonate AMOLED hidden screen (MIPI-DSI)
Dimension : 430(W) x 330(D) x 88(H) mm
Weight : 10kg
Material : Solid Aluminum / Rust-proof Steel
Finish : Silver, Black
IR : 38kHz IR Receiver

제조사 : 씨아이테크
홈페이지 : www.hifirose.cm
커뮤니티 :　https://cafe.naver.com/hifiroseclub
연락처 : 1899-6042
공식 소비자 가격 :　5,900,000원