기술이 발전함에 따라 ROM 과 같은 저장장치의 용량이 매우 크게 늘어나게 되고, 실제의 악기 소리를 디지털 샘플링하여 저장 장치에 넣을 수 있게 되었다. 따라서 실제의 악기 소리 등을 디지털 샘플링하여 이것을 피치를 조정하거나 재생 시간을 바꾸거나, 서스테인 구간을 반복 재생 하는 등의 Resynthesize 기술을 사용하여 음색으로 사용하였다. 이러한 샘플링된 음색을 재생하는 장치를 보통 Tone Generator라고 부르며, 감산 합성 신디사이저의 오실레이터(OSC)에 해당한다.

PCM 방식 기술 초반에는 ROM 용량의 한계로 인하여, PCM 샘플링 데이터의 심도와 샘플링 레이트가 낮았으며, 음이 길게 이어지는 Sustain 구간을 짧게 줄이고 대신 Looping 하여 길게 재생한다던지, 한 옥타브의 12개의 음중에 1개의 음만을 샘플링하여 사용하고 나머지 음은 피치 쉬프팅 및 타임 스트레치 기술을 이용하여 재현하는 등의 기술을 사용하기도 했다. 그러나 지금은 SSD나 메모리와 같은 저장장치의 용량이 매우 늘어났기 때문에 PCM 샘플링 데이터의 심도와 샘플링 레이트가 매우 높아 졌고, 악기 소리의 전체 구간 및 전체 음을 전부 샘플링 하여 사용하고 있다. 심지어는 Velocity를 여러 단계로 샘플링하여 사용하고 있고, 추가로 악기의 공명이나 악기의 연주 특성을 재현하기 위한 피지컬 모델링을 DSP를 이용하여 구현하고 있는 경우도 많다. 대표적인 현재의 피지컬 모델링이 적용되는 악기 분야로는 스테이지 피아노(Yamaha CP88, Nord Piano), 전자 드럼, 하이엔드 플래그쉽 신디사이저(Korg Kronos, Yamaha Montage, Roland Integra 7, Roland Fantom) 등이 있다.