보통 프로세서의 구조는 링크된 글에도 쓰여있듯이 계산기+기능에 맞는 컨트롤러나 명령어 칩셋의 구조로 이루어져 있다.

CPU의 경우는 계산기(정수 연산자, 부동소수 연산자가 둘 다 있음)+주변기기 컨트롤 명령어셋의 구조이고¹⁾
DSP 의 경우에는 계산기(정수 연산자 또는 부동소수 연산자,기종에 따라 주로 한 가지로 있다)+신호 처리 관련 명령어 세트의 구조이다.

의 구조이다. CPU 의 경우는 범용을 위해 만들어졌기 때문에, 기본적인 계산 명령어 제외하고는 계산에 필요한 명령어는 프로그래밍 언어로 라이브러리화 하여 작성해서 사용하도록 되어 있다.하지만 최근의 CPU 는 여러가지 멀티미디어 기능의 하드웨어 명령어 세트를 AVX, MMX , AVX2 등의 이름으로 내장하고 있다.²⁾ ASIO와 VST가 등장하여 DAW 나 플러그인이 획기적으로 발전한 것도 사실 이 하드웨어 명령어 세트 때문일 수도 있다.

그렇다면 음질의 차이를 가져 오는 부분은 계산기가 처리하는 데이터 포맷에 달려있다.

예를 들면 예전 UAD 1의 DSP 칩은 Motorola 사의 칩을 사용했었는데, 이 칩은 24-bit 정수 연산자이다. 이 경우 어떤 방식의 데이터 포맷이 들어오더라도, 계산을 위해서 24-bit로 변환 후에 신호 처리를 하게 된다.

이때 당시의 UAD 1의 장점은 그저 CPU 점유를 낮추는 것에 불과했고, 음질은 CPU로 거는 플러그인보다 좋지 못했다. CPU를 사용하는 DAW 인 Cubase 나 Logic Pro X 등이 이미 32-bit 부동소수 이상으로 오디오 처리를 하고 있었다

TC Powercore의 경우에도 같은 칩을 사용했기 때문에, 역시 24-bit 정수 연산이었고, 정수 연산자가 부동소수 연산자에 대해서 가질 수 있는 유일한 장점은 레이턴시이다. 따라서 그때 당시의 UAD 1, TC Powercore 등은 컴프레서나 이퀄라이저같이 심도의 해상도에 영향을 많이 받는 플러그인에 대해서 음질이 매우 취약했다.

Pro Tools HD(DSP)의 경우에는 TDM³⁾이란 기술을 사용하여 여러 개의 칩을 동시에 사용할 수 있었고, 따라서 작은 24-bit 정수 연산형 DSP 칩을 여러 개를 사용하여 48-bit double precision 이라는 포맷으로 연산할 수 있었다. 정수 연산자는 부동소수 연산자보다 레이턴시 부분에서 이득을 가지기 때문에, Pro Tools가 가장 획기적인 DSP 시스템이었다. 48-bit 와 32-bit 부동소수는 물론 32-bit 부동소수가 더 해상도가 높지만, 둘의 비교는 크게 귀로 체감 되지 않았다. 하지만 CPU 로 Pro Tools를 사용하는 RTAS 와 DSP 로 Pro Tools를 사용하는 TDM 사이의 음질 차이가 들려서, 많은 사람들이 RTAS가 더 좋다고 평가를 하는 걸로 봐선, 차이가 있긴 있는 걸로 보인다.

TDM이라는 기술은 예를 들면, 어떤 데이터를 처리할 때 4초의 시간이 필요하다 하면, 1 DSP로 연산하면, 4초가 소모되게 되지만, 이것을 시분할 하여, 각기 4개의 DSP가 동시에 1초 씩 연산하도록 하면, 연산 시간을 1/4인 1초로 줄일 수 있다. 쉽게 이러한 원리라고 생각하면 된다.

CPU의 경우에는 최근 64-bit 부동소수 연산자까지 갖추고 있기 때문에, Cubase 나 Reaper 등의 DAW 가 64-bit 부동소수 엔진을 사용하는 경우가 있다. 대부분의 DAW는 아직 32-bit 부동소수 연산을 사용하지만, 그래도 위에 설명한 UAD 1 이나, TC Powercore, Pro Tools HD 들의 24-bit, 48-bit보다는 32-bit 부동소수가 다이내믹 해상도에서 우위를 점한다.

또 다른 UAD2의 경우는 Analog Device 사의 Sharc 칩을 사용하여 32-bit 부동소수 연산자를 갖추고 있다. 이 Sharc 칩의 경우에는 많은 디지털 믹싱 콘솔에서도 채용하여 사용하고 있는데 FPGA를 이용하여 여러 개의 칩을 병렬 연결하여 ⁴⁾ DSP 파워를 높혀서 사용한다.

-레이턴시-

따라서 DSP 를 사용하는 플러그인과 CPU 를 사용하는 플러그인을 비교하면, 각 계산기 칩의 연산 포맷 형태에 따라서 해상도가 결정된다는 것을 알수 있다. 단, DSP 가 가질 수 있는 장점은 분명히 레이턴시 이다. DSP 는 플러그인이나 오디오 연산만을 위해서 전용으로 돌아가는 프로세서 이고, CPU 는 OS 의 멀티테스킹을 위해 시간을 쪼개서 차례차례 여러가지 프로세스에 분할하고 있다. 따라서 CPU 에 Windows 나 맥OS 같은 멀티테스킹 OS를 설치하고 그 위에 다시 DAW를 설치하여 사용하는 경우는 반드시 레이턴시 가 생길 수 밖에 없고, 그러한 멀티테스킹 프로세스 때문에 오디오를 쌓아서 대기 시켜줄 Buffer가 크게 필요하게 되므로 레이턴시가 있을 수 밖에 없다.⁵⁾ 그리고 결론적으로 DSP는 CPU에 비해 매우 저렴하고 전력도 작게 먹고 발열도 거의 없다. 이에 따라 전원부에 큰 비용을 들여 설계하지도 않아도 된다. 결론적으로 제품을 저렴하게 만들 수도 있다.

-성능-

CPU 의 장점은 프로세싱 파워가 엄청나게 강하다는 점이다. 물론 그에 따라 가격도 높다. 전기도 많이 먹고 발열도 심하고. 팬도 필요하지만, 거의 대부분 DSP칩보다 CPU가 프로세싱 파워가 크다. 다시 말해서 많은 수의 플러그인을 동시에 거는 것이 가능하고 알고리즘이 복잡하여 DSP기반으로는 절대 구현 불가능한 먼치킨 플러그인⁶⁾도 CPU로는 가능하다.

또한, 개발 환경이 매우 좋다. 이미 만들어진 신호 처리에 관한 소스코드 들이 많이 있기 때문이다.⁷⁾

이런 CPU의 장점을 이용하여 TC electronic 은 SYSTEM 6000을 만들어서 자사의 흑역사인 POWERCORE를 단종시켰고, Waves 는 RTOS⁸⁾ 기술을 이용하여 SoundGrid DSP 서버라는 제품을 만들었다.
마찬가지로 Merging도 자사의 384kHz 라는 샘플링 레이트 포맷⁹⁾에 필요한 프로세싱 파워를 비슷한 RTOS 기술과 가상화 기술을 동시에 이용한 masscore라는 기술로 커버 하고 있다.
Lexicon 960L의 경우에도 기판을 열어보면 팬티엄 CPU와 메인보드, 메모리가 나온다. 전부 Intel CPU 의 높은 프로세싱 파워와 레이턴시를 DSP 수준으로만들어주는 RTOS를 이용한 하드웨어 들이다. 덕분에 가격도 엄청 올라간다. 보통 프로세싱 파워는 UAD2의 Octacore¹⁰⁾ 카드 정도면 인텔 팬티엄 CPU 1개와 비슷한 수준으로 생각된다.¹¹⁾

어차피 DSP 칩을 만들던 회사들도 사실은 Computer 나 계산기를 만들던 회사다.

DSP 의 제작 목적도 사실은 CPU 와 같은 “계산” 목적이다.

결론은 DSP 던 CPU 던 상관없이 둘 다 2진수 계산을 하는 디지털 프로세서¹²⁾이다. 결과의 차이는 그 프로세서가 연산하는 연산 포맷과 플러그인 알고리즘에 달려있다

https://europe.yamaha.com/en/products/contents/proaudio/training_support/micro_tutorial/20170421/index.html

— retronica 2019/05/14 04:55