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사운드카드
사운드카드(soundcard)란 컴퓨터를 구성하는 부품 중 하나이다. 소리와 관련된 기능을 처리하는 장치로, 스피커와 마이크를 통하여 소리를 출력·입력받는 기능을 한다. 사운드카드는 시디롬(CD-ROM)을 사용하기 위해서는 거의 필수적이다. 사운드카드에는 사운드 블라스터, 미디 등이 있다.
목차
개요
소리와 관련된 기능을 처리하는 장치로 스피커와 마이크를 통하여 소리를 입출력한다. 사운드카드는 PC에서 소리를 처리하는 데 필요한 부품으로 소리를 저장하거나 출력하는 기능이 있으며, 사운드 카드의 사양에 따라 음질에 영향을 미치게 된다. 대부분 메인보드에 장착된 경우가 많으며 고장이 나거나 별도의 음질 향상을 원할 때 설치하여 사용한다. 광단자가 포함된 사운드카드와 광단자를 지원하는 스피커를 사용하면 더 좋은 음질을 들을 수 있다. 한편 사운드카드는 대부분의 메인보드에 사운드 기능이 내장되어 있어 반드시 사야 할 부품은 아니다. 주로 사운드 기능이 없는 메인보드 사용자, 좀 더 좋은 음질을 원하는 사람들이 많이 찾는다. 종류별로 내장형과 외장형 제품으로 나뉜다. 사운드카드는 4스피커 지원여부, 3D사운드 지원여부 리버브나 코러스 같은 이펙트 지원, 풀 듀플렉스 등의 기능에 따라 차이가 난다. 풀 듀플렉스란 사운드의 입출력을 동시에 할 수 있는 기능으로 사운드 블라스터 32계에서 지원한다.
역사
개발배경
컴퓨터는 개발 초기에는 단순히 커다랗고 비싼 계산기에 불과했고, 용도도 매우 제한적이었다. 하지만 1970년대 후반과 1980년대 초반에 이르자 값이 싸고 크기도 작은 개인용 컴퓨터(PC)가 대량 보급되기 시작했다. 특히 PC를 이용해 게임이나 영화, 음악 등을 즐기는 경우가 많아져 PC는 단순한 사무용 기기에서 종합 멀티미디어 기기로 거듭나게 되었다. 멀티미디어 활용도를 높이기 위해서는 우수한 음향 출력 기능이 필수다. 하지만 초기의 PC는 제대로 된 소리를 출력하지 못했다. 기껏 소리를 낸다고 해봐야 메인보드(주기판)에 내장된 단순한 전자회로와 동전만한 간이 스피커를 통해 삐-삐- 정도의 비프(beep)음을 내는 정도였다. 이는 주로 경고나 알람 등의 용도로만 쓰였고, 초기 PC용 게임 중에는 비프음을 이용해 음악을 출력하는 경우도 있었지만, 음질이나 출력 면에서 볼 때 본격적인 멀티미디어용으로 쓰기엔 무리가 있었다. 이에 PC의 음향 기능 향상을 바라는 소비자들의 요구가 높아지자 관련 업체들에서는 고음질 음성 출력을 위한 PC전용 하드웨어의 개발에 나서기 시작했고, 그것이 현실화된 것이 바로 사운드카드다. 이는 마치 그래픽카드나 네트워크카드처럼 PC 메인보드의 확장 슬롯에 꽂아 사용하는 형태의 하드웨어로, 이를 탑재한 PC는 외부 스피커를 통해 기존의 비프음과는 비교되지 않는 다양하고 깨끗한 음향의 출력이 가능하다.[1]
애드립
1980년대에 들어와 다양한 PC용 사운드카드가 등장하기 시작했지만 성능과 호환성 면에서 만족할만한 제품은 없어 보급에 난항을 겪었다. 하지만 1987년, 캐나다 출신의 학자인 마틴 프레벨(Martin Prevel)이 세운 애드립(Adlib)사에서 애드립 뮤직 신시사이저(AdLib Music Synthesizer Card)라는 사운드카드를 개발해 발표하면서 PC에 사운드카드가 본격적으로 보급되기 시작했다. 애드립은 주파수 변조 방식(FM; Frequency Modulation) 규격의 음향을 재생할 수 있었는데, 이는 미리 저장된 여러 형태의 음향을 조합해 음악을 출력하는 방식이었다. 구현 방법이 비교적 간단한데다 하드웨어 생산에 드는 비용도 높지 않아서 애드립은 업계에서 환영 받았다. 특히 애드립은 게임 제조사들로부터도 호평을 받았다. 특히 1988년에 시에라(Sierra)사에서 출시되어 크게 히트한 킹스 퀘스트 IV(King’s Quest IV)의 경우, 애드립을 탑재한 PC에서 구동하면 이를 탑재하지 않은 PC와 비교되지 않을 정도로 고품질의 음향을 들을 수 있어, 게임의 인기와 함께 애드립을 보급하는데 큰 영향을 끼쳤다.[1]
사운드블라스터
하지만 애드립은 FM음원을 사용한다는 점 때문에 곧 한계에 부딪혔다. FM음원은 악기 소리를 재생하는 데는 적합하지만 그 외의 녹음된 음성, 즉 사람의 목소리나 각종 효과음을 재생하는 것이 거의 불가능하기 때문이다. 하지만 싱가포르의 크리에이티브(Creative)사가 1989년부터 출시를 시작한 사운드블라스터(Sound Blaster) 시리즈는 애드립과 호환되는 FM 음원은 물론, FM음원의 단점을 개선한 PCM(Pulse Code Modulation: 펄스부호변조) 음원 기능을 갖추고 있어 사운드카드 업계에 큰 반향을 불러일으켰다. 1989년부터 출시된 사운드블라스터 시리즈는 애드립을 밀어내고 사운드카드의 표준이 되었다. PCM 음원은 FM 음원에 비해 데이터의 용량이 훨씬 크고 CPU(중앙처리장치)의 처리 속도도 많이 요구하는 것이 단점이지만, 거의 모든 종류의 음성을 재생할 수 있어 활용도는 훨씬 높다. 더욱이 사운드블라스터 시리즈는 조이스틱용 포트와 CD-ROM 드라이브용 포트를 기본으로 갖추고 있는 등, 게임에 대한 배려도 상당한 수준이었다. 당시 사운드카드 수요의 대부분을 차지하는 것이 게이머였다는 것을 생각해 본다면 이는 적절한 판단이었다. 게이머들을 중심으로 사운드블라스터 시리즈는 큰 인기를 끌었고, 자연스럽게 게임 제조사들도 사운드블라스터와 호환되는 게임을 주로 내놓기 시작했다. 그리고 크리에이티브 외의 제조사에서도 사운드블라스터와 호환되는 사운드카드를 내놓기 시작하면서 1990년대에 들어와 사운드블라스터는 사실상 사운드카드의 표준 규격으로 자리잡게 된다. 당시 한국 제조사들도 사운드블라스터 호환 카드를 다수 출시했는데, 삼호전자의 옥소리, 훈테크의 사운드트랙이 대표적인 제품이다.[1]
전성기 및 쇠퇴기
1995년에 마이크로소프트(Microsoft)의 윈도우 95(Windows 95) 운영체제가 출시되어 인기를 끌면서 사운드카드의 수요는 더욱 급증했다. 윈도우 95는 이전에 PC용 운영체제의 주류를 이루던 도스(Dos)와 비교도 되지 않을 정도로 멀티미디어 기능이 향상되었고, 이로 인해 자연스럽게 PC로 영화나 음악, 게임을 즐기는 사람이 크게 늘어났기 때문이다. 그래서 크리에이티브를 비롯한 사운드카드 제조사들은 단순히 음향을 재생하는 것에 그치지 않고, 5.1채널 입체 음향, 디지털 입출력, 각종 음장 효과 등의 고급 기능을 갖춘 사운드카드를 내놓기 시작했다. 이로 인해 1990년대 후반과 2000년대 초반에 이르러 사운드카드는 PC의 필수 부품으로 자리잡았고, 얼마나 고급의 사운드카드를 달았느냐에 따라 PC의 등급이 나뉘기도 했다. 1998년에 출시된 사운드블라스터 라이브는 큰 인기를 끌며 사운드카드 고급화를 이끌었다. 하지만 2000년대에 들어 사운드카드 기능을 자체적으로 내장한 메인보드가 본격적으로 보급되기 시작했다. 메인보드 내장 사운드카드는 별도로 꽂는 사운드카드에 비해 음질이 떨어지고 상대적으로 CPU 자원을 많이 차지한다는 단점이 있지만, PC 구매 시에 비용이 적게 든다는 장점이 있어서 경제성을 중시하는 사용자들 사이에서 인기를 얻기 시작했고, 서서히 기존 사운드카드 시장을 침범하기 시작했다. 이러한 흐름이 계속되다 보니 내장 사운드카드의 성능도 점차 발전, 2005년 즈음부터는 어지간한 보급형 사운드 카드를 능가하는 음질을 갖춘 사운드카드 내장형 메인보드도 다수 출시되기 시작했다. 그리고 덩달아 CPU의 성능도 크게 향상되어 내장형 사운드카드를 쓴다고 하여 PC 전반의 성능이 저하되는 경우가 거의 없어졌다. 이로 인해 2011년 기준, 보급형 사운드카드 시장은 거의 사장된 상태이며, 일부 매니아들을 위한 고급형 사운드카드 시장만이 남아 명맥을 유지하는 상태다.[1]
종류
메인보드 슬롯 장착형
일반적으로 사운드카드라고 한다면 메인보드 슬롯 장착형을 일컫는다. 메인보드 상에 위치한 확장 슬롯에 꽂은 후 PC 케이스에 나사를 조여 고정하는 방법으로 장착한다. 1990년대 중반까지는 ISA(Industry Standard Architecture) 슬롯용으로 나온 제품이 많았지만, 1990년대 후반부터 나온 제품들은 ISA보다 데이터 전송 속도가 빨라진 PCI(Peripheral Component Interconnect) 슬롯용이 대부분이다. 2011년 현재는 한층 발전된 규격인 PCI 익스프레스(PCI Express) 슬롯용 사운드카드도 나오고 있지만 사운드카드 시장 전반의 침체로 인해 보급률은 저조한 편이다.[1]
노트북 전용
노트북 전용은 별도의 내부 확장 슬롯을 이용할 수 없는 노트북을 위해 나온 사운드카드다. PC카드(PCMCIA)나 익스프레스카드와 같은 노트북 전용 확장 슬롯에 꽂아 사용한다. 카드 자체의 크기가 작아서 휴대성이 우수하고 디자인이 깔끔한 것이 장점이다. 다만, 가격이 비싼 편이고 PCMCIA나 익스프레스카드 슬롯을 갖춘 노트북에서만 쓸 수 있다는 점 때문에 그다지 많이 쓰이지는 않는다.[1]
외장형
외장형은 PC 외부에 두고 쓰는 사운드카드다. USB와 같은 외부 확장 포트에 연결해 쓰므로 설치가 편하고, 데스크탑과 노트북을 가리지 않고 사용이 가능하다. 또한, PC 외부에 두는 특징 때문에 PC 내부에서 발생하는 전자파의 영향을 덜 받으므로 노이즈가 발생할 여지가 적은 것도 장점이다. 다만, USB와 같은 외부 인터페이스는 PCI나 PCI 익스프레스와 같은 내부 인터페이스에 비해 데이터 전송 속도가 느리기 때문에 일정 수준 이상의 고음질이나 다채널 입체음향을 구현하기에 불리하며, 상대적으로 CPU 사용량도 높은 것이 단점이었다. 하지만 최근 외부 인터페이스의 고속화가 진행되면서 이런 단점이 해결되는 추세다.[1]
메인보드 내장형
메인보드 내장형은 2000년대 이후부터 가장 많이 쓰이는 사운드카드다. 메인보드 자체적으로 음성 처리용 칩셋과 출력 포트를 갖추고 있기 때문에 별도의 사운드카드를 장착하지 않아도 음성을 출력할 수 있다. 경제성이 높은 것이 최대의 장점이며, 최근에는 5.1채널 입체 음향이나 디지털 출력 등, 상당수준의 고급 기능을 갖춘 것도 많다. 별도로 장착하는 사운드카드에 비해 노이즈나 CPU 점유율, 부가기능 등에서 상대적으로 불리하지만, 일반인들이 쓰기에는 큰 문제가 없는 수준이라는 것이 대체적인 의견이다.[1]
기타
내장 및 외장형 인터페이스를 동시에 갖춘 제품도 있으며, 그래픽카드에 사운드카드 기능을 내장하는 경우도 있다. HDMI 포트로 음성을 출력하기 위한 용도다. 그리고 전문 오디오기기 수준의 고음질 음향 출력 기능을 갖추거나 음악 제작/편집 기구의 연결을 지원하는 등의 전문 기능을 갖춘 몇몇 고급형 사운드카드는 오디오카드(Audio Card)로 부르기도 한다.
특징
대부분의 사운드카드는 디지털 아날로그 변환 회로를 사용하여 기록되거나 생성된 디지털 데이터를 아날로그 형식으로 변환한다. 출력 신호는 TRS 전화 커넥터 및 RCA 터미널과 같은 표준 상호 연결을 사용하여 증폭기, 헤드폰 또는 외부 장치에 연결된다. 진보된 카드에는 일반적으로 하나 이상의 음향 칩이 포함되어 있어 더 높은 데이터 속도와 여러 동시 기능을 지원한다. 디지털 음향 출력은 일반적으로 다중 채널 DAC를 통해 수행되므로 동시 디지털 본보기는 다른 높이와 음량에서 기능할 수 있으며 필터링 및 의도적인 왜곡과 같은 실시간 효과를 적용할 수 있다. 멀티채널 디지털 음향 재생은 유연성, 및 멀티채널 에뮬레이션에서 음악 합성에도 사용될 수 있다. 이러한 접근법은 제조업체가 더 간단하고 저렴한 음향 카드를 사용하는 동안 일반화된다. 대부분 음향 카드에는 카세트테이프 및 기타 마이크보다 높은 수준의 전압을 가진 소스에서 입력 신호를 수신하는 라인인 터미널이 있다. 음향 카드는 신호를 디지털화 한다. DMC는 기록 소프트웨어가 저장, 편집 및 추가 처리를 위해 하드 디스크에 기록하는 본보기를 메인 메모리로 보낸다. 다른 일반화된 일부 터미널에서는 마이크 터미널이 있으며 마이크 및 기타 저수준 입력 장치로부터 신호를 수신할 때 사용된다.[2]
기능
어떤 사운드 기기에서 실제 음에 가깝게 소리를 내고 음질이 깨끗하다고 느껴지면 성능이 좋은 것으로 판단하듯이 PC의 사운드카드도 마찬가지이다. 마치 사용자가 느끼기에 AM 라디오보다 FM 라디오에서 나오는 음질이 좋고 옛날 LP 레코드에서 나오는 소리보다 CD에서 나오는 음이 더 좋다고 하듯이 음이 깨끗하면서 영화관이나 공연장에서 듣는 소리와 같은 음질을 느끼게 한다면 그 사운드 기기의 성능이 좋다고 느낄 수 있다. PC에서는 모든 데이터가 디지털이기 때문에 사운드에 관련된 데이터도 모두 디지털화하게 되어 있다. 소리는 아날로그 신호이기 때문에 디지털로 바꾸어 주어야 하는데 그것을 사운드카드에서 샘플링이라고 한다. 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸면서 실제 음에 가깝게 낼 수 있는 데이터를 생성한다면 성능이 좋은 것이라고 볼 수 있다. 사운드카드 16비트, 32비트, 64비트 등의 숫자는 처리 비트를 말하는 것이 아니고 동시 발음 수를 말한다. 숫자가 클수록 당연히 동시에 처리할 수 있는 음원 수가 많아져 음색이 좋아진다.[3]
부품 및 원리
- 사운드 칩 : 사운드 카드의 주요 부품 중의 하나로, 야마하(Yamaha), EMU, 엔소닉(Ensoniq), 트라이던트(Trident) 등의 여러 회사에서 개발되고 있다. 이들 칩이 하는 역할은 주어진 파라미터에 의해 음을 생성하는 것이다.[4]
- DAC : 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 장치이다. 역방향 처리를 수행하는 장치로는 ADC가 있다. DAC는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 한때, 모니터가 아날로그 신호를 작동되던 시절에는 그래픽 카드 역시 RAMDAC라는 DAC의 질에 따라 영상의 품질이 결정되고는 하였고, DVD 플레이어 역시 아날로그 출력이 메인이었을 때는 DAC의 성능이 화질의 주요 요소 중 하나이기도 하였다.[5]
- ADC : 사운드 카드에서 필수적인 부품이다. 이 부품이 얼마나 좋은 것을 썼느냐에 따라 사운드 카드의 음질이 달라지게 된다. ADC는 사운드카드에 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어주는 역할을 하며, DAC는 사운드 카드의 디지털 신호를 외부 스피커 등에서 출력할 수 있도록 아날로그 신호로 바꾸어주는 역할을 하게 된다. 사운드 카드에서 DAC를 거치지 않고 직접 디지털 신호를 출력하기도 하는데 S/PDIF를 이용한다.[4]
- MIC 입력 : 사운드 카드에서 외부의 소리를 입력하기 위한 방법으로 MIC 입력을 지원한다. 노래방 등의 마이크를 연결하는 데 사용하며, 주로 모노(Mono)로 처리되는 단자이다. 사운드카드에 따라서는 스테레오 MIC를 지원하기도 한다.[4]
- 라인 입력 : 스테레오 아날로그 입력을 위해 사용한다. 테이프나 기타 음원 소스로부터 아날로그 시그널을 입력하는 데 사용되며 사운드 카드의 ADC를 거쳐서 디지털 시그널로 전환된다. 이 과정을 샘플링이라고 부른다.[4]
- 스피커 출력 : 사운드 카드는 자체 내강 앰플 가진 제품이 있다. 이 경우 외부 스피커에서 노이즈가 들어갈 수 있으며, 사운드 카드 자체의 앰프 출력이 낮고 음질 자체도 외부 앰프에 떨어진다. 따라서 외부 앰프에 직접 연결하기 위해서 라인 출력을 많이 이용하며, 현재 판매되는 대부분의 컴퓨터는 앰프를 내장하고 있으므로 이 역시 라인 출력에 연결되어야 한다.[4]
- CD-In 입력 : 컴퓨터에 연결된 CD-ROM 드라이브로부터 시그널을 입력받아 사운드 카드의 출력단과 믹싱할 수 있는 단자이다.[4]
- AUX 입력 : CD-In 입력 외에 또 다른 외부 입력을 위해 사용되는 입력 단자이다. 이 역시 사운드 카드의 출력단과 믹싱 되어 출력된다.[4]
- 조이스틱 : 외부 장치인 조이스틱이나 MIDI 모듈을 연결하기 위해 사용된다. 사운드 블래스터 계열의 카드의 경우 하나의 포트를 통하여 조이스틱 혹은 MIDI를 지원한다.[4]
드라이버 구조
사운드카드를 사용하려면 운영 체제에 특정 장치 드라이버가 필요하다. 일부 운영 체제에는 여러 개의 사용 가능한 사운드카드 드라이버가 포함되거나 사운드카드를 사면 드라이버 CD 등에 배포되거나 인터넷에서 내려받을 수 있다.[2] IBM PC를 위한 도스 프로그램들은 공통의 미들웨어 드라이버 라이브러리(HMI 사운드 운영체제, 미들 오디오 인터페이스 라이브러리, 마일즈 사운드 시스템)를 사용해야 했다. 이러한 라이브러리들은 도스가 자체적으로 사운드카드라는 개념을 가지고 있지 않았기 때문에 대부분 공통 사운드카드들에 동작하는 드라이버를 포함하였다. 몇몇 사운드카드 제조 업체들은 미들웨어 TSR 기반의 드라이버를 제공하였으며, 일부 프로그램들은 프로그램 자체에서 사운드카드를 지원하게끔 소스 코드를 단순히 프로그램에 통합하기도 했다. 마이크로소프트 윈도우는 사운드카드 제조 업체가 만든 드라이버를 사용한다. 많은 메이커들은 마이크로소프트에 드라이버를 제공하여 윈도우 설쳐본에 포함시킨다. 윈도우 CD는 웹이나 FTP 사이트와 같이 주기적으로 업데이트되는 것이 아니기 때문에 버그 수정과 다른 개선 사항들은 드라이버를 내려받아 설치하여 얻을 수 있다. 비스타는 UAA를 사용한다. 수많은 유닉스 버전들은 포팅 할 수 있는 오픈 사운드 시스템을 사용한다. 드라이버들은 사운드카드 제조업체들이 거의 만들지 않는다.[6]
각주
참고자료
- 〈사운드 카드〉, 《나무위키》, 2021-07-16
- 〈사운드 카드〉, 《위키백과》
- 〈DAC〉, 《나무위키》, 2021.07.04
- 컴프로, 〈컴퓨터에서 소리를 내게 해주는 장치 사운드카드〉, 《네이버 블로그》, 2015-05-28
- 〈사운드카드는 무엇이며 그 종류는 어떤 것들이 있나요?〉, 《쇼핑지식》, 2011-01-17
- 김영우 기자, 〈PC의 멀티미디어화를 이끌다 - 사운드카드〉, 《아이티동아》, 2011-11-15
- 똘이아빠, 〈컴퓨터이야기36사운드카드〉, 《네이버 블로그》, 2013-12-05
- 〈사운드 블라스터〉, 《위키백과》
- 〈사운드카드〉, 《콘하드》, 2020-07-02
- 미경 기자, 〈사운드 카드 및 오디오 어댑터 시장 동향 규모, 점유율, 전망 및 성장 요인, 기회 2021-2026〉, 《한양일보》, 2021-08-04
- 랩터, 〈사운드카드원리〉, 《랩터 인터내셔널》, 2008-08-21
같이 보기
