디지털 전원부, 메인보드의 마지막 선택인가? Page 2:: 보드나라

2. 디지털과 아날로그에 대한 개념정리

디지털과 아날로그 전원부의 차이를 살펴보기 전에 디지털과 아날로그의 차이는 무엇이고 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 넘어가고 있는 배경 등을 살펴보도록 하자.

디지털과 아날로그의 차이

최근에는 아날로그라는 단어보다는 디지털이란 단어에 더 익숙하다. 흔히들 디지털 시대에 살고 있다는 언급을 많이 하고 있는데 이런 것도 다양한 장치들이나 기기들이 디지털 방식을 많이 사용하고 있기 때문에 등장하게 된 단어이기도 하다. 대표적으로 디지털 TV, 휴대폰, 카메라, 컴퓨터 등 수없이 많은 것들이 이미 디지털화되어 있고 우리들은 이 디지털 방식에 익숙해져 있다.

그렇다면, 디지털은 무엇이고 아날로그는 무엇일까? 아래의 이미지를 보면 그 답을 쉽게 찾을 수 있을 것이다.

[아날로그<->디지털 변복조 과정. 출처 : Understanding Computers Press by Time-Life Books]

위 이미지는 디지털과 아날로그의 처리 방법을 볼 수 있는 것으로 가장 상단에 있는 곡선이 아날로그를 의미하며, 아래의 막대그래프는 디지털을 의미한다. 이 이미지만 보아도 서로의 어떤 차이를 보이는지를 확인할 수 있을 것인데 아날로그는 연속되어 곡선 형태인 반면, 디지털은 막대 그래프로 각 값이 정확하게 표현되고 있다.

이 그래프는 아날로그 곡선에 대응되는 디지털 값을 보여주는 것으로 디지털 방식은 컴퓨터가 알아들을 수 있는 2진수를 이용한다. 이때, 디지털에서 표현하기 위해서는 각 값에 맞는 전압이 필요하게 되며, 오류 발생을 방지하기 위해 패리티비트 (오류 검출을 위한 값으로 생각하면 쉽다.)도 함께 포함되어 전송된다. 이때, 곡선의 원래 데이터를 복원하기 위해서는 디지털에서는 각 값을 더욱 미세하게 나누어 표현할수록 원래의 데이터에 가장 근접한 값을 얻을 수 있게 된다.

그렇지만, 디지털의 데이터 압축 방법을 이용하여 전송한 후 이를 복원하게 되면 하단의 세 번째 그래프처럼 나타나는데 이 막대 그래프를 보아도 원래의 아날로그 곡선과 비교하면 정확하게 일치하지 않는 것을 눈치챌 수 있을 것이다. 이것이 바로 디지털 표현의 한계라고 볼 수 있다.

반면, 아날로그는 사람이 알아들을 수 있는 범위를 기준으로 하는데 이때 디지털 방식에서 표현하지 못하는 것을 모두 포함하며, 이러한 결과 불필요한 잡음 등이 포함될 수 밖에 없다. 하지만, 일반적인 상황에서는 디지털보다 더 많은 정보를 포함하기 때문에 아날로그의 방법이 더 유리하다고 볼 수 있다.

하지만, 디지털과 아날로그 방식에는 각각의 장단점이 있기 때문에 어떤 방식이 더 좋다, 나쁘다로 표현하기 어렵다. 이유는 각각의 방식이 상황에 따라서는 장점 혹은 단점이 될 수 있기 때문이다.

그러면, 아날로그 방식 역시 장점이 있는데 디지털 방식을 선택하는 가장 큰 이유는 무엇일까? 그것은 디지털 처리 방식의 장점이 있기 때문인데 그것이 무엇인지 알아보자.

디지털의 장점과 단점

디지털의 가장 좋은 점은 무엇일까? 그것은 아마도 아날로그에서 정확하게 표현하지 못하는 수치를 이용하여 정확한 표현과 전송, 오랜 사용에도 손실이 상대적으로 적다는 것이다.

데이터를 전송할 때를 생각해보자. 아날로그의 경우 데이터를 전송할 때 있는 그대로를 전송하기 때문에 데이터의 정확도는 완벽하지만, 전달받는 사람에 따라서 불필요한 부분을 포함할 수도 있다 (노이즈같은). 또한 아날로그 데이터는 전송과정에서 상쇄되어 손실되는 데이터로, 송수신이 지속적으로 반복될 경우 처음의 데이터를 유지하기가 어렵다.

그러나, 디지털은 데이터 하나하나를 일종의 프로토콜로 통해 숫자(Yes or No)로 전송하므로, 송수신이 여러번 반복되어도 데이터의 손실률은 0%에 가까워 신뢰성이 높다. 이것이 디지털이 가진 가장 큰 장점이다. 이 부분은 디지털이 데이터를 아날로그 데이터 그대로 전송하지 않고 수치화하여 기록 및 전송이 이루어지기 때문에 가능해진 부분이다.

또, 사용에 있어 디지털은 아날로그와 비교하여 노후에 따른 손실이 0%에 가깝다는 장점을 가진다. 일반적으로 아날로그 부품은 오래 사용하면 미세한 오차를 일으켜 정확한 값을 감지하기 어려워지고 이러한 결과 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.

그 외에도 소프트웨어를 통한 업그레이드가 가능하기 때문에 시대에 맞게 업그레이드를 하여 장비의 유연성을 높이고 재사용에 의한 효율성을 높일 수 있다.

그러나, 디지털 처리가 앞서 살펴본 장점들을 가지고 있지만, 단점들 역시 가지게 된다. 무엇보다 가장 크게 볼 수 있는 부분은 바로 한정된 수치로 표현해야 하므로 원래의 데이터가 가진 것을 완벽하게 포함하지 못하게 되는 것이다. 이 부분은 샘플링 비율을 높이면 어느 정도 보상이 가능해진다고 하지만, 원래의 데이터를 완벽하게 구현할 수 없는 부분은 여전히 존재하게 된다.

메인보드나 그래픽 카드들에서 아날로그에서 디지털로 전원부를 왜 교체하는 것일까? 앞서의 내용들을 이해하였다면 디지털의 특성을 이해할 수 있었을 것이데 아직 이해가 안되었다면 그 이유들을 함께 정리해보도록 하자.