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다이렉트 스트림 디지털

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목차

1. 개요

다이렉트 스트림 디지털(DSD)은 델타-시그마 변조 방식을 사용하여 오디오 신호를 저장하는 형식으로, 소니와 필립스에 의해 개발되었다. 1비트 델타-시그마 변조를 통해 높은 샘플 속도로 신호를 처리하며, CD에 사용되는 PCM 방식과 차이를 보인다. DSD는 SACD를 위해 개발되었으며, DSDIFF, DSF 등의 파일 형식을 사용한다. DSD는 PCM에 비해 시간 영역의 정확성이 뛰어나고 아날로그 필터를 통해 간단하게 DA 변환이 가능하지만, 고주파 대역의 전파 방출, 양자화 노이즈 문제, 케이블 및 믹싱의 어려움 등의 단점도 존재한다.

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다이렉트 스트림 디지털
개요
유형오디오 녹음 방식
디스크 포맷
인코딩디지털
읽기DSD
쓰기Super Audio CD
표준ISO/IEC 14496-3
용도오디오 녹음
확장현재
출시1999년

2. 역사

DSD는 신호를 PCM 신호로 변환하는 처리를 적용하기 전에 델타-시그마 신호를 저장하는 방식이다. 델타-시그마 변환은 1954년 C.C. 커틀러가 신청한 특허에 기술되어 있었지만, 1962년 Inose 등의 논문이 있기 전까지 정해둔 명칭은 없었다. 1969년 D.J. 굿먼의 논문에서 오버샘플링된 델타-시그마 데이터를 처리하여 PCM 오디오로 변환하는 최초의 제안이 등장하였다.[67]

이후 DSD 기술은 오디오 CD의 설계사인 소니와 필립스에 의해 개발, 상용화되었다. 그러나 2005년에 필립스는 차기 개발을 위해 DSD 도구 부문을 소닉 스튜디오에 판매하였다.[68]

3. 개발 및 상용화

DSD는 펄스 부호 변조(PCM) 신호로 변환하기 전에 델타-시그마 변조 신호를 저장하는 방식이다. 델타-시그마 변환은 1954년 C.C. Cutler가 특허를 신청했지만, 1962년 Inose 등의 논문이 나오기 전까지는 이름이 없었다.[67] 1969년 D.J. 굿먼의 논문에서 오버샘플링된 델타-시그마 데이터를 PCM 오디오로 변환하는 최초의 제안이 나왔다.[67]

이후 DSD 기술은 오디오 CD 개발사인 소니와 필립스가 개발 및 상용화했다. 2005년 필립스는 DSD 툴 부문을 소닉 스튜디오에 매각했다.[68][1]

3. 1. 메이저 레이블 지원

DVD-Audio는 워너 뮤직 그룹에서 지지했으며, SACD 형식은 소니와 유니버설 뮤직 그룹에서 지지했고, 특히 UMG 산하 버진 레코드에서 높은 관심을 받았다.[2][3] 2011년에는 워너 뮤직 그룹에서 음반의 ''워너 프리미엄 사운드 시리즈''를 출시했는데, 이는 레이블이 DSD로 녹음된 SACD 형식으로 타이틀을 출시한 첫 번째 사례였다.[4] 이 시리즈는 SACD 레이어와 표준 CD 레이어를 모두 포함하는 슈퍼 오디오 CD/CD 하이브리드 디스크로 록 및 팝 앨범 10개로 구성되었다.[5]

소니는 북미에서 SACD를 적극적으로 홍보하지 않아, DVD-Audio가 시장에서 경쟁력을 확보하게 되었다. 유럽이나 일본과 같은 다른 지역에서는 SACD가 더 많은 입지를 확보했다.[6] 예를 들어 독일 Stockfisch Records는 앨범과 DSD 녹음의 바이닐 에디션을 하이브리드 SACD로 발매한다.[7]

3. 2. 독립 레이블 사용

슈퍼 오디오 CD 제품을 전문으로 하는 음반 회사들은 DSD 인코딩을 사용한다. 다수의 독립 음반 레이블 또한 소니와 직접 협력하여 DSD 제품 또는 DSD 녹음 과정에 집중해 왔다.[8]

DMP Digital Music Products는 SACD 디지털 오디오 형식을 초기에 사용한 회사 중 하나였다.[8] 텔락 인터내셔널 코퍼레이션에서 발매한 대부분의 앨범은 DSD 녹음이었다.[10] 모바일 피델리티는 청취 테스트와 기술 평가를 거친 후 SACD를 선호하는 고해상도 디지털 형식으로 채택했다.[12] 2007년에는 블루 코스트 레코드가 설립되어 DSD 형식으로 녹음된 음악을 발매했다.[13]

2013년 8월 28일, 어쿠스틱 사운드 레이블은 SuperHiRez.com을 출시하여 메이저 레코드 레이블에서 제작한 주류 앨범을 DSD 또는 PCM 오디오 형식으로 판매했다.[14][15] 2013년 9월 4일, 어쿠스틱 사운드는 소니 뮤직 엔터테인먼트와 DSD 형식으로 제작 또는 리마스터링된 앨범을 회사의 새로운 디지털 다운로드 서비스에 제공하기로 합의했다고 발표했다.[16] 이 형식은 롤링 스톤스 앨범 등에도 사용되었다.[17][18][19]

4. DSD 신호 형식

DSD는 컴팩트 디스크나 일반적인 컴퓨터 오디오 시스템에서 사용되는 PCM 형식과 다르다. PCM은 낮은 샘플 속도로 여러 비트 값을 사용하여 넓은 진폭 범위를 나타내는 반면, DSD는 신호의 대역폭보다 훨씬 높은 샘플 속도로 단일 비트 값(진폭의 증가 또는 감소)을 사용한다.

DSD 신호를 생성하는 과정은 1비트 델타-시그마 변조 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 프런트 엔드 변조기 및 노이즈 셰이퍼 부분과 동일하며, 백 엔드 데시메이터(일반적으로 1비트 비트스트림을 멀티비트 PCM으로 변환)는 없다. 1비트 DSD 비트스트림 신호의 단기 평균은 원래 신호 진폭에 비례한다. 높은 샘플 속도 덕분에 SACD 플레이어는 저차 아날로그 필터를 가진 1비트 DAC를 사용하여 신호 재구성을 하고 아날로그 출력을 생성할 수 있다.

DSD는 노이즈 셰이핑 기술을 사용하여 양자화 노이즈를 들을 수 없는 초음파 주파수까지 밀어 올린다. 단일 속도 DSD64는 20 Hz ~ 20 kHz 범위에서 120 dB의 다이내믹 레인지를 제공하며, 100 kHz까지 확장된 주파수 응답을 가질 수 있다(최신 SACD 플레이어는 80~90 kHz의 상한을 지정한다).[67]

PCM과의 비교

4. 1. DSD 샘플링 속도

DSD 형식은 일반적으로 CD 오디오에 사용되는 44.1 kHz 속도와 관련하여 2의 거듭제곱인 오버샘플링 비율로 메가헤르츠(MHz) 범위까지 샘플링 속도를 사용한다.[20]

DSD 샘플링 속도
이름약어샘플 속도44.1 kHz를 기준으로 한 오버샘플링 비율참고
싱글 레이트 DSDDSD642.8224MHz64xSACD 미디어에 사용되는 형식.
더블 레이트 DSDDSD1285.6448MHz128x이 형식의 출현 이후, 콘텐츠 제작자들은 오디오파일 레이블 Opus3과 같은 DSD128 녹음을 제작했다.
쿼드 레이트 DSDDSD25611.2896MHz256x
옥튜플 레이트 DSDDSD51222.5792MHz512x
섹스데큐플 레이트 DSDDSD102445.1584MHz1024x


5. DSD 믹싱 및 마스터링

SACD 또는 인터넷 다운로드를 위한 다이렉트 스트림 디지털(DSD) 음악 믹싱 및 마스터링은 1비트 환경에서 디지털 신호 처리(DSP) 작업(예: 이퀄라이제이션, 밸런스, 패닝)을 수행하기 어렵다는 문제가 있다.

오래된 아날로그 녹음은 아날로그 장비를 사용하여 처리한 다음 DSD로 디지털화했다. DSD로 녹음하는 동안에는 스튜디오 장비에서 사용 가능한 조정만 사용하여 처리를 피하는 것도 가능하다.

제작 측면에서 1비트 · ΔΣ 변조의 원리상 믹싱은 물론 이퀄라이징조차 할 수 없다. 2쌍 또는 4쌍 병렬로 멀티비트 전송하는 LAN 케이블을 사용하는 Dante 규격 등의 병렬 계통 기기는 (제작 음원의 품질상) 사용할 수 없다. 현재로서는 광섬유를 사용하는 MADI 규격이나 썬더볼트 대응 기기를 사용하여 전송하거나, Pyramix나 Sonoma 등의 멀티 트랙 다이렉트 스트림 디지털 녹음 시스템을 사용하면서 믹싱/이퀄라이징 등의 프로세스는 아날로그 기기에 의존한다.

5. 1. DSD 처리를 위한 기술

DSD를 PCM으로 변환하고 Pro Tools와 같은 표준 PCM 장비를 사용하는 DSP 기술이 있다. DSD의 PCM 처리를 위한 형식 및 도구 세트는 Digital eXtreme Definition(DXD)이라는 이름으로 개발되었다. DXD는 352.8kHz로 샘플링된 24비트 해상도의 PCM 형식이다.[21]

''DSD-wide''라고 불리는 형식을 사용하는 DSP 기술도 있다. 이 형식은 표준 DSD의 높은 샘플 속도를 유지하지만 노이즈 셰이핑과 함께 8비트 샘플을 사용한다. DSD-wide는 2.8224MHz 샘플링 주파수를 유지하면서 DSP 작업을 실용적으로 만드는 이점이 있다. 처리된 DSD-wide 신호는 동일한 샘플 속도로 최종 1비트 DSD 제품으로 변환된다. Pyramix 및 일부 SADiE 디지털 오디오 워크스테이션(DAW) 시스템은 DSD-wide 도메인에서 작동할 수 있다.

5. 2. DSD 처리 도구

머징 테크놀로지스의 Pyramix 워크스테이션을 위해 DXD가 개발되었고, 2004년 Sphynx 2 AD/DA 컨버터와 함께 도입되었다.[21] Pyramix Virtual Studio 디지털 오디오 워크스테이션은 DSD256까지 모든 DSD 형식의 녹음, 편집 및 마스터링을 허용한다. exaSound e20 DAC는 11.2896 또는 12.288 MHz의 샘플링 속도로 DSD256 재생이 가능한 최초의 상용 장치였다.[22][23] Merging Technologies Horus AD/DA 컨버터는 최대 11.2 MHz의 샘플링 속도를 제공한다.

SACD 속도의 2배인 DSD128(5.6448 MHz)은 여러 하드웨어 장치에서 지원된다.[24] DSD를 지원하는 소프트웨어로는 소닉 스튜디오의 Amarra Luxe, Audirvana, SACD 플러그인이 있는 foobar2000, JRiver Media Center, Roon,[25] HQPlayer 및 Neutron Music Player가 있다.

6. DSD 재생 옵션

소니는 SACD용 DSD를 개발했으며, 많은 디스크 플레이어가 SACD를 지원한다. DSD는 디지털 형식이므로, DSD 스트림을 재생하는 다른 방법들이 개발되었다. 이러한 대안 기술 개발로 기업들은 DSD 고품질 음악 다운로드를 제공할 수 있게 되었다.[26]

6. 1. DSD 디스크 포맷

일부 전문 오디오 레코더(예: 코르그, 타스캄 등)는 DSD 형식으로 녹음할 수 있다. 이러한 신호를 Korg MR-2000S 레코더와 함께 제공되는 AudioGate 소프트웨어와 같은 적절한 도구를 사용하여 기록 가능한 DVD로 전송하면, ''DSD 디스크''가 생성된다.[27] 이러한 디스크는 특정 소니 VAIO 노트북과 플레이스테이션 3 시스템에서만 네이티브 DSD로 재생할 수 있다.[28] 소니는 SCD-XA5400ES 및 SCD-XE800 두 개의 SACD 플레이어를 생산했으며, 이 플레이어는 DSD 디스크 형식을 완벽하게 지원한다. 2012년 6월, 파이오니아는 DSD 디스크와 호환되는 SACD 플레이어 시리즈인 PD-30 및 PD-50을 출시했다. 2013년 1월, TEAC는 DSD 디스크 호환 플레이어인 PD-501HR을 발표했다.[29]

DSF 파일을 DVD±R, DVD±RW에 기록하기 위한 포맷으로, "Sound Reality"가 탑재된 VAIO 및 KORG의 PC용 애플리케이션 소프트웨어 "AudioGate"로 생성할 수 있다. 음악 배포 사이트에서 DSD 음원을 구매하여 시판되는 라이팅 소프트웨어로 DVD±R, DVD±RW에 기록하여 생성할 수도 있다.

SACD와는 완전히 별개의 것이므로 일반적인 SACD 플레이어에서는 재생할 수 없지만, 소니의 SCD-XA5400ES나 SCD-XE800 등 일부 SACD 플레이어, 티악의 PD-501HR 등 일부 CD 플레이어, SIE의 플레이스테이션 3 (SACD 재생 비대응 모델 포함)는 재생을 지원한다. DSD 디스크를 VAIO로 제작한 경우 PCM으로 변환 출력하는 DirectShow 플러그인이 기록되어 있으므로, DSD 대응 기능 "Sound Reality"가 탑재된 VAIO 이외의 PC에서도 (PCM으로) 재생할 수 있다.

6. 2. DSD over USB

DSD 파일을 디스크에 굽는 대신 USB와 같은 디지털 링크를 통해 컴퓨터에서 오디오 하드웨어로 (암호화되지 않은) 파일을 전송하는 방법도 있다. USB 오디오 2.0 규격은 보다 일반적인 PCM 방식의 디지털 오디오에 대한 여러 형식은 정의했지만, DSD에 대한 형식은 정의하지 않았다.

2012년, 여러 회사 및 기타 관계자들이 PCM 프레임 내에서 DSD 오디오를 표현하고 감지하기 위한 표준을 개발했다. 일반적으로 DSD over PCM(DoP)으로 알려진 이 표준은 PCM을 사용하는 다른 디지털 링크에도 적합하다.[30] 1.1 개정판에서는 기본 PCM 샘플 속도를 높이지 않고도 더 높은 DSD 샘플 속도를 지원하는 프로토콜을 추가했다.

실제 DSD 파일 형식 외에도, DSD를 PCM 오디오 스트림에 포함하기 위해 'DSD over PCM Frames'(DoP)이라는 형식이 사용된다.[58] DoP는 DSD를 지원하는 DAC가 네이티브 DSD 재생에 필요한 원시 DSD 데이터를 수신하지 못하도록 하는 재생 체인의 PCM 전용 구성 요소를 우회할 수 있게 해준다. DoP는 음악 플레이어 애플리케이션과 DAC 간의 통신에 사용되는 와이어 프로토콜을 목적으로 하지만, DoP 인코딩된 DSD를 FLAC 파일에 포함시켜 사용자가 DSD를 지원하지 않는 플레이어로 DoP를 지원하는 DAC를 사용하여 DSD를 재생할 수 있게 해주는 도구가 존재한다.[59] DoP 스트림은 PCM 전용 DAC에서 재생할 때 작은 볼륨의 노이즈처럼 들리도록 설계되었으며, DoP를 지원하는 DAC는 DSD 데이터의 존재를 감지하고, 이를 PCM에서 추출하여 DSD로 재생한다.

6. 3. Native DSD

네이티브 DSD 재생의 정의는 다소 철학적인 문제이다. 일반적으로 재생 체인 어디에서든 DSD 데이터를 멀티비트 PCM으로 변환하는 것을 피한다. 현재 상업적으로 판매되는 많은 DAC(Digital-to-Analog Converter, 디지털-아날로그 변환기)가 '네이티브 DSD'를 지원한다.

7. DSD vs. PCM

DSD와 PCM 중 어느 인코딩 시스템이 더 우수한지에 대해 DSD 지지자와 PCM 지지자 간에 많은 논쟁이 있어 왔다. 2000년, Lipshitz와 Vanderkooy는 DSD에서 사용되는 1비트 변환기가 왜곡이 심해 고급 응용 프로그램에 적합하지 않다고 주장했다.[31][32] 2002년, 필립스는 그와 반대되는 주장을 담은 논문을 발표했다.[33] Lipshitz와 Vanderkooy의 논문은 Angus에 의해 추가로 비판받았으며,[34] Lipshitz와 Vanderkooy는 이러한 비판에 응답했다.[35] 또한 Stuart는 시그마-델타 변조를 고해상도 디지털 오디오에 "완전히 부적합한 선택"이라고 정의했다.[36]

DSD의 일반적인 구현은 본질적으로 높은 왜곡을 가지고 있다.[37] 왜곡은 멀티비트 DAC를 사용하여 어느 정도 완화할 수 있다. 최첨단 ADC는 시그마-델타 변조 설계를 기반으로 한다. 오버샘플링 변환기는 일반적으로 선형 PCM 형식으로 사용되며, 여기서 ADC 또는 DAC 출력은 대역 제한 및 디더링의 대상이 된다.[38] 대부분의 최신 ADC 및 DAC 변환기는 오버샘플링 및 멀티비트 설계를 사용한다. 즉, DSD는 1비트 형식인 반면, 최신 변환기는 내부적으로 2비트[39]에서 6비트[40] 형식을 사용한다.

동일한 소스, 채널 수 및 유사한 대역폭과 노이즈를 가진 DSD 및 PCM 녹음의 비교는 상반된 결과를 낳았다. 독일 데트몰트의 에리히-티엔하우스 연구소에서 2004년에 실시된 연구에 따르면, 블라인드 테스트에서 "피험자 중 거의 누구도 두 인코딩 시스템을 재현 가능한 방식으로 구별할 수 없었다."[41] 반면, 도쿄예술대학교에서 2014년에 실시된 연구에서는 청취자들이 PCM(192kHz/24비트)을 DSD(2.8MHz) 또는 DSD(5.6MHz)와 구별할 수 있었으며(두 DSD 샘플링 사이에서는 구별할 수 없었음), PCM보다 DSD의 사운드를 선호했다. "예를 들어, DSD(5.6MHz)의 드럼 자극은 전체 선호도에서 PCM(192kHz/24비트)에 비해 p = 0.001이다. 이는 DSD 버전이 PCM 버전보다 통계적으로 유의하게 선호되었음을 시사한다."[42] 그러나 이러한 연구 결과는 "두 형식에 서로 다른 처리가 적용되었고, 특히 저주파 콘텐츠에 대한 다른 필터링이 적용되었기 때문에 의문스럽다."[43]

DSD 기반 SACD가 직접적인 경쟁 제품인 PCM 기반 DVD-Audio보다 더 성공적이었음에도 불구하고, DSD는 소비자 시장에서 비교적 적은 성공을 거두었다. DSD로 녹음된 데이터를 직접 조작하는 것은 적절한 소프트웨어의 제한적인 가용성으로 인해 어렵다. DXD와 같은 새로운 고해상도 PCM 표준의 출현은 DSD의 시장 틈새를 더욱 제한했다.

8. 기존 데이터(PCM)를 DSD로 변환

기존의 PCM 데이터가 보유한 본질적인 정보를 이끌어내 아날로그의 부드러움에 가깝게 하기 위해, PCM 데이터를 DSD 데이터로 변환하여 재생하는 시도도 이루어지고 있다. 이 기법은 PCM의 하이 레졸루션 데이터에서도 유효하지만, 하이 레조 데이터가 존재하지 않는 시대의 콘텐츠(CD-DA나 CD 시대의 마스터 데이터 등)의 경우 더욱 큰 효과를 발휘한다. 예를 들어, 과거에 제작된 44.1kHz/16bit 데이터를 그대로 DAC 출력의 필터를 통과시키면, 정밀도가 낮은 아날로그 필터에서의 차단 주파수가 가청 대역에 가까워 가청 대역의 정보 열화가 커지고, 소리가 먹먹해지거나 스테레오감을 잃는 원인이 된다. 이 경우, 기존 데이터를 바탕으로 존재하지 않는 샘플 데이터를 수학적으로 추측·보간[61]하여 DSD512 등의 상위 포맷으로 끌어올림으로써, 어느 정도까지 발음 타이밍을 복원할 수 있으며, 가청 대역 근방에서 고음역의 감쇠나 위상의 뒤틀림 등도 거의 없는 획기적으로 높은 정밀도로 재생이 기대된다. 결과적으로 고음의 뻗침이나 소리의 공간 표현 등이 대폭 개선될 수 있다. 이러한 변환 처리는 내부에 샘플 간의 의존성을 형성하는 피드백 루프가 존재하기 때문에 병렬 처리가 불가능하여 매우 높은 부하를 가지지만, FPGA 등에서 변환 알고리즘이 하드웨어로 구현된 DAC[62][63]에서 실시간 실행이 가능하며, 2010년대 이후의 고성능 PC라면 소프트웨어만으로도 실시간 실행이 가능해지고 있다[64][65]. 기본 원리로는 예전부터 DAC 내부에서 행해지고 있는 오버샘플링과 동일[66]하지만, 큰 계산 리소스를 사용하여 매우 높은 정밀도로 실행하는 점이 다르다.

9. DSD의 특징

DSD는 PCM보다 훨씬 높은 MHz 대역의 주파수를 사용하여 기록 타이밍의 정확도가 뛰어나며, 100kHz까지의 주파수 대역과 낮은 노이즈 특성을 갖는다.[61] 시간 영역에서 미세한 타이밍 차이도 기록할 수 있어 PCM보다 우수하다. 예를 들어 2.8224MHz DSD는 0.35μs의 시간 분해능을 갖는 반면, 44.1kHz PCM은 22.68μs, 384kHz PCM은 2.60μs의 시간 분해능을 갖는다. DSD 재생음은 라이브 연주와 유사하며, 고품질 아날로그 음원처럼 생생한 공기감을 제공한다.

DSD에서 DA 변환은 아날로그 로우 패스 필터를 통과시키는 간단한 하드웨어 설계로 가능하다. 아날로그-DSD 변환 LSI는 저렴하고 소비 전력도 낮아, DSD 녹음/재생 기기, 스마트폰, 휴대용 CD 플레이어 등의 DAC 칩, 디지털 파워 앰프에 사용된다.

그러나 고주파수일수록 양자화 노이즈가 증가하고, 고주파수 대역의 에너지가 매우 커진다. 이 때문에 SACD 초기에는 슈퍼 트위터나 앰프 손상이 자주 발생했다. DSD는 1비트 펄스의 고주파 신호를 왜곡 없이 직렬 전송하는 케이블이 필요하다.

제작 측면에서는 1비트 · ΔΣ 변조의 원리상 믹싱이나 이퀄라이징이 불가능하다.

9. 1. 장점

PCM을 훨씬 뛰어넘는 MHz 대역의 고주파수에 기인하는 기록 타이밍의 정확성을 가지며, 100kHz까지 커버하는 주파수 대역과 저 노이즈 특성을 지닌다.[61] 시간 영역에서 미세한 타이밍 차이도 기록 가능하여, PCM보다 훨씬 뛰어나다. 예를 들어, 2.8224MHz의 DSD는 0.35μs의 시간 분해능을 가지는 반면, 44.1kHz의 PCM은 22.68μs, 384kHz의 PCM은 2.60μs의 시간 분해능을 가진다. DSD의 재생음은 라이브 연주의 느낌을 잘 재현하며, 고품질 아날로그 음원과 같은 생생한 공기감을 제공한다.

DSD로부터의 DA 변환은 아날로그 로우 패스 필터를 통과시키는 것만으로 매우 간단한 하드웨어 설계가 가능하다. 아날로그-DSD 변환 LSI는 비용이 저렴하고 소비 전력도 낮아, DSD 녹음 재생 기기뿐만 아니라 스마트폰, 휴대용 CD 플레이어 등의 보급형 DAC 칩이나 디지털 파워 앰프에도 사용된다.

9. 2. 단점

먼저 고주파수일수록 양자화 노이즈가 증가하며, 고주파수 대역이 갖는 에너지가 매우 커진다. 이 특성으로 인해 SACD 제품화 초기에는 슈퍼 트위터나 앰프의 소손이 빈번하게 발생했다. 따라서 현재는 35kHz~45kHz 정도를 차단 주파수로 하는 로우 패스 필터를 탑재한 재생 기기가 일반적이며, 100kHz 이상은 출력되지 않도록 대책이 마련되어 있다. 샘플링 주파수가 매우 높기 때문에, 인간이 청취 가능한 주파수 대역이라는 의미에서 이 문제는 감지되지 않는다. 변환 오차나 고조파 왜곡이 발생하기 쉽다는 점은 회로 설계상 큰 과제가 되고 있다.

DSD의 원리와 특성상 전송에 사용되는 케이블은 1비트 펄스의 고주파 신호를 파형의 붕괴나 왜곡 없이 직렬로 전송할 수 있는 케이블이어야 정확한 전송이 가능하다(1비트 펄스의 폭이 전송 과정에서 변화하면 최종 아날로그 신호의 파형이 변화한다).[1] 이는 병렬 방식이나 직렬 방식 케이블 모두 정확한 전송이 가능한 PCM 방식과는 큰 차이점이다.[1] 실제로 파이오니아나 소니 등 제조사들은 SACD와 AV 앰프 간 1비트 디지털 직렬 전송을 위해 iLINK를 채택했다.[1] 동기 회로의 클럭 정밀도에 기인하는 지터 역시 PCM보다 영향을 받기 쉬우므로, 고정밀 클럭을 사용하는 등의 대책이 취해지고 있다.[1]

제작 측면에서 볼 때, 1비트 · ΔΣ 변조의 원리상 믹싱은 물론 이퀄라이징조차 할 수 없으며, 2쌍 또는 4쌍 병렬로 멀티비트 전송하는 LAN 케이블을 사용하는 Dante 규격 등의 병렬 계통 기기는 (제작 음원의 품질상) 사용할 수 없다.[2] 현재로서는 광섬유를 사용하는 MADI 규격이나 썬더볼트 대응 기기를 사용하여 전송하거나, Pyramix나 Sonoma 등의 멀티 트랙 다이렉트 스트림 디지털 녹음 시스템을 사용하면서 믹싱/이퀄라이징 등의 프로세스는 아날로그 기기에 의존하거나, DSD-Wide, Digital eXtreme Definition|디지털 익스트림 데피니션영어 등의 멀티비트 신호로 디지털 변환하여 수행된다.[2]

10. DSD 파일 포맷

DSD에는 다양한 파일 형식이 존재하며, 이들은 서로 호환되지 않는다.

; DSDIFF (Direct Stream Digital Interchange File Format)

: 필립스가 개발한 형식으로, 주로 업무용으로 사용되며 DSD 파일 형식 중 가장 많이 사용된다. Pyramix, Sonoma 등 업무용 기기나, KORG의 PC용 애플리케이션 소프트웨어 "AudioGate" 또는 KORG MR 시리즈, TASCAM의 레코더 등에서 재생할 수 있다.[44] DSDIFF 파일은 일반적으로 `.dff` 확장자를 사용한다.[44]

; DSF (DSD Stream File)

: 소니가 개발한 민생용 파일 형식으로, 2005년 가을 모델의 VAIO용으로 개발되었다.[53][54] "Sound Reality" 탑재 VAIO에 부속된 소프트웨어 "DSD Direct"를 사용하여 WAV에서 변환할 수 있으며, DSD 디스크 제작에 사용된다. "Sound Reality" 탑재 VAIO, 또는 KORG의 "AudioGate"나 MR 시리즈로 재생 가능하다. DSF 파일은 일반적으로 `.dsf` 확장자를 사용한다.[53]

; WSD (Wideband Single-bit Data)

: 1-bit 오디오 컨소시엄이 제정한 파일 형식으로, 와세다 대학과 파이오니아, 샤프가 공동 추진하였다.[47][48] 채널 수나 샘플링 주파수에 제한이 없으며, 모든 형식의 데이터를 지원할 수 있고 사양이 공개되어 있다는 특징을 가지고 있다. KORG의 "AudioGate" 또는 MR 시리즈로 재생 가능하다. WSD 파일은 일반적으로 `.wsd` 확장자를 사용한다.

DSD 호환 파일 형식은 PCM으로 인코딩된 오디오 외에 DSD 인코딩된 오디오 저장을 지원한다. WavPack이 그 예시이며,[55] 압축된 DSD 오디오 또한 이 형식에서 지원된다.[56] WavPack 데이터를 포함하는 파일은 일반적으로 `.wv` 파일 접미사를 사용한다.

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