HIFICLUB, High-end Internet

2021년을 마무리하면서 동료 리뷰어 코난과 함께 ‘올해의 오디오'를 선정했었다. 스피커, 앰프, 소스기기, 케이블/액세서리 등 4개 부문에 걸쳐 각자 5개씩 후보를 내고, 이를 다시 취합해 부문별 5개 제품을 최종 후보작으로 선정했다. 이후 5개 제품에 대해 각자 3~5점씩 점수를 매기고 이를 종합해 최종 우승작을 뽑았는데 그 결과, ‘올해의 앰프’로 뽑힌 것이 이번 시청기인 코드의 Ultima Pre(프리앰프)와 Ultima(모노블럭 파워앰프)였다. 

사실 필자에게 2021년은 영국 코드(Chord Electronics)와 미국 패스(Pass Labs), 스위스 소울루션(Soulution) 그리고 캐나다 NAD와 함께 보낸 한 해라고 해도 과언이 아니다. 영광스럽게도 이들 브랜드의 거의 모든 앰프들을 여러 곳에서 들어보고 찬찬히 리뷰를 했다. 특히 코드의 울티마 프리와 울티마, 패스의 Xs Pre와 Xs300이라는, 실물조차 좀체 보기 힘든 플래그십 프리앰프, 모노블럭 파워앰프의 소리를 들어본 것은 이들 브랜드의 사운드 시그니처를 확인했다는 점에서 기쁘다.   

코드는 울티마 이전과 이후로 나뉜다

개인적으로 코드는 울티마 시리즈 이전과 이후로 나뉜다고 생각한다. 2018년 플래그십 울티마 프리와 울티마부터 선보인 후 계속해서 울티마 시리즈가 나왔는데, 소릿결과 구동력이 이전 SPM 시리즈와는 확연히 달라진 것이다. 울티마 시리즈로 인해 코드가 주로 데이브(Dave. DAC)나 M스케일러(M Scaler. 업스케일러) 같은 소스기기 부문에서만 독주를 한다는 인상이 깨졌다. 

잘 아시는 대로 코드는 자신들의 앰프에 SMPS 전원부를 쓰고, 파워앰프 출력단에 MOSFET만을 투입하는 것으로 유명하다. 울티마 모노블럭 파워앰프의 경우 채널당 64개의 MOSFET을 투입해 8옴에서 780W, 4옴에서 1400W, 2옴에서 2500W를 낸다. 울티마 시리즈의 막내 스테레오 파워앰프인 울티마 6 역시 채널당 16개의 MOSFET을 투입해 8옴에서 180W를 얻는다. 

코드가 바이폴라 트랜지스터 대신에 MOSFET, 리니어 전원부 대신에 SMPS를 선택한 이유는 명확하다. 코드에 따르면, 바이폴라 트랜지스터는 태생이 스위치이기 때문에 앰프의 증폭 소자로 활용할 경우 온오프 전환 구간에서 문제가 많다. 고주파 스위칭 전원부, 즉 SMPS(Switching Mode Power Supply)는 음악의 빠른 스피드와 120Hz 이하 저음역대 재생에 있어서 리니어 전원부보다 훨씬 유리하다.

듀얼 피드 포워드 에러 커렉션

​울티마 시리즈는 이러한 SMPS, MOSFET의 유구한 전통에 ‘듀얼 피드 포워드 에러 커렉션’(Dual-feed-forward Error Correction)이라는 신설계를 결합한 코드의 ‘신상'이다. 말은 어렵지만 핵심은 클래스AB 앰프의 왜율, 그중에서도 클래스B로 작동하는 교차 구간에서 어쩔 수 없이 발생하는 전류 증폭률 하락과 이로 인한 음의 왜곡을 제거한다는 것이다.   

지난해 필자가 코드와 주고받은 이메일 인터뷰를 통해 파악한 이 신설계의 핵심은 다음과 같다. 

1. ​이 설계는 클래스AB 증폭에서 늘 문제가 되는 교차 왜곡(crossover distortion)을 줄이기 위해서 고안됐다.
2. ​교차 왜곡은 클래스AB의 두 증폭 소자가 서로 바통 터치를 할 때 발생하며, 구체적으로는 교차 구간에서 트랜스컨덕턴스(transconductance)가 떨어져 발생한다.
3. 트랜스컨덕턴스는 입력 전압(Vi) 대 출력 전류(Io)의 비율, 즉 전류 증폭률이다. 따라서 두 증폭 소자가 교대 근무를 하는 순간 이 증폭률이 떨어지는 것은 증폭 소자로서 치명적일 수밖에 없다. 참고로 바이폴라 트랜지스터는 MOSFET에 비해 트랜스컨덕턴스 값이 높다.
4. 따라서 ‘에러 커렉션’은 ‘출력단에서 발생하는 트랜스컨덕턴스 강하 문제를 교정한다’는 의미다.
5. 이 에러를 없앤 방법이 ‘듀얼 피드 포워드’인데, 이는 글로벌 피드백(feedback)을 입력단에 걸어주는 동시에 피드포워드(feedforward)를 출력단에 걸어준다는 의미다. 피드를 양방향으로 걸어주는 셈이다.
6. 이 신설계는 코드의 존 프랭크스가 새로 개발한 것은 아니다. 이 회로 이론을 처음 주창한 주인공은 영국 이식스 대학의 말콤 혹스포드(Malcolm J Hawksford) 교수이고, 벨 연구소의 밥 코델(Bob Cordell)이 보다 심화시켰으며, 존 프랭크스가 완성시켰다.

​여기서 드는 궁금증 하나. 그러면 결국 울티마 파워앰프는 네거티브 피드백 회로를 쓴다는 것인데, 이렇게 되면 왜율과 출력 임피던스는 낮아지지만 음이 부자연스러워질 위험이 크지 않을까. 필자의 이 질문에 코드는 이렇게 답했다. 

“네거티브 피드백 회로는 출력을 입력과 비교해 출력 특성을 좋게 해주지만 속도가 느려진다는 단점이 있다. 하지만 듀얼 피드 포워드 에러 커렉션 회로 덕분에 네거티브 피드백을 걸면서도 속도를 빠르게 가져갈 수 있었다. 코드 앰프는 전에도 빨랐지만 이 회로 덕분에 그 어떤 앰프보다 앞설 수 있게 됐다.”

코드와 SMPS

코드 일렉트로닉스의 설립자 존 프랭크스(John Franks)

코드는 1989년 설립 이래 앰프 전원부로 SMPS를 고수해왔다. 이는 설립자인 존 프랭크스(John Franks)가 고주파 파워서플라이 회사에서 첫 직장 생활을 한 것과 무관치 않다. 

​SMPS(Switching Mode Power Supply)는 전원부 안에 투입된 MOSFET이 고속 ‘스위칭’한다고 해서 붙여진 이름이다. 흔히 전원 트랜스가 있으면 리니어 전원부, 없으면 SMPS라고 알려졌지만 이는 팩트가 아니다. SMPS에도 엄연히 감압과 승압, 그리고 절연(isolation)을 담당하는 트랜스포머가 있다. 다만 순서가 다를 뿐이다. 

리니어 전원부는 입력된 교류 전기(AC)의 전압을 바꿔주는 전원 트랜스(power transformer), 트랜스를 빠져나온 교류 전기를 맥류 전기로 바꿔주는 정류회로(rectifier circuit), 이 맥류 전기를 직류 전기(DC)로 바꿔주는 평활회로(smoothing circuit), 이 직류 전기의 전압을 일정하게 유지해 주는 정전압 회로(voltage regulator)로 이어진다. 

그리고 통상 정류회로에는 다이오드 혹은 진공관, 평활회로에는 커패시터와 초크코일, 정전압 회로에는 레귤레이터 혹은 진공관이 투입된다. 

SMPS 역시 AC를 DC로 바꿔주는 것은 리니어 전원부와 똑같지만 회로 순서와 레귤레이터의 역할이 다르다. 회로 순서는 1) 1차 정류 및 평활회로, 2) 레귤레이터, 3) 트랜스포머, 4) 2차 정류 및 평활회로이고, 레귤레이터는 정전압이 아니라 고속 스위칭 역할을 한다. 코드 SMPS는 이 스위칭 주파수가 무려 80kHz다. 레귤레이터 안에 들어간 MOSFET이 초당 8만 번이나 온오프를 반복한다는 얘기다. 

코드는 왜 스위칭 주파수가 80kHz에 달하는 고주파 SMPS가 필요한 것일까. 코드에 따르면, 120Hz라는 낮은 주파수를 이용하는 리니어 전원부로는 음악을 정확히 재생할 수 없기 때문이다. 즉, 전기에너지를 초당 120회 정도로 ‘느리게’ 커패시터에 충전했다가 방전하는 수준으로는 첫째, 음악의 ‘빠른’ 스피드를 감당할 수 없으며, 둘째, 120Hz 이하 저음역대는 정확히 표현할 수 없기 때문이다. 

그런데, 왜 갑자기 ‘120Hz’ 얘기가 나왔을까. 이는 리니어 전원부의 정류회로에서 만들어진 맥류 주파수가 최대 120Hz(양파 및 브릿지 정류일 경우)이기 때문이다. 물론 이는 60Hz AC를 쓰는 우리나라 이야기이고, 50Hz AC를 쓰는 외국에서는 최대 100Hz가 된다. 

끝으로 코드 SMPS에서 짚고 넘어갈 것은 두 파워 레일(전압 증폭단 +/-125V, 출력단 +/-110V)에 베풀어진 다이내믹 커플링(Dynamic Coupling) 기술 콘셉트다. 예를 들어 전압 증폭단에 전기를 공급하는 2개 파워 레일(+125V, -125V)을 강력한 전자기장(magnetic flux) 안에 둠으로써 두 레일에 동일한 전기 에너지가 흐르도록 한 것이다. 일종의 전자기 유도 현상을 이용한 것인데, 코드에 따르면 다이내믹 커플링을 통해 0V를 기준으로 두 전기 에너지가 완벽히 밸런스를 이루게 됐다고 한다. 

울티마 프리 Ultima Pre

울티마 프리는 8조의 입력단과 채널별 EQ, 헤드폰 앰프를 갖춘 프리앰프다. 신호 대 잡음비(SNR)가 -117dB, 인터모듈레이션 왜율(IMD)이 -125dB에 그치는 그야말로 칠흑처럼 정숙하고 쏜살처럼 빠른 앰프다. 스테레오 프리앰프의 또 다른 잣대인 채널 분리도 역시 20Hz에서 110dB, 20kHz에서 90dB에 달할 만큼 높다. 전원부는 초고속 SMPS, 볼륨단은 알프스 블루 벨벳 포텐셔미터를 쓴다. 

​외관을 보면 울티마 프리는 그 화려하고 건드릴 게 많은 전면 디자인에 압도된다. 어떻게 이런 디자인을 내놓을 수 있을까 싶을 만큼 파격적인데, 특히 왼쪽 상단에 있는 4개의 EQ 다이얼이 멋지다. 가로폭은 48cm, 높이는 35cm, 안길이는 35.5cm, 무게는 30kg. 상판에 마련된 3개의 글라스 창을 통해 내부를 볼 수 있도록 해놓은 점은 역시나 코드답다. 

후면을 보면 XLR 입력단자가 4조, RCA 입력단자가 4조 마련됐고, 출력단은 XLR, RCA 모두 3조씩 갖췄다. 최대 출력전압은 XLR이 17V RMS, RCA가 8.5V RMS. 게인을 6단계(x0.5, x1, x1.5, x2, x2.5, x3)로 조절할 수 있는 점도 눈길을 끈다. 결국 울티마 프리의 전압 게인은 -6dB부터 시작해 0dB(유니티 게인), 3.5dB, 6dB, 8dB, 9.5dB를 마련해 놓았다는 얘기다. 

이 밖에 주파수 응답 특성은 2.5Hz~200kHz(-3dB), 전고조파왜율(THD)은 0.002%, 출력 임피던스는 100옴을 보인다. 

울티마 Ultima

울티마는 출력단에 채널당 64개(N채널 32개, P채널 32개)의 특주 MOSFET을 써서 8옴에서 780W를 내는 클래스AB 증폭, 푸시풀 구동의 모노블럭 파워앰프다. 4옴에서는 1400W, 2옴에서는 2500W를 낸다. 전압 증폭단은 고전압(+/-125V 레일. 출력단은 +/-110V 레일), 초고속(백만 분의 1초 동안 300V)으로 작동한다. 입력단은 풀 밸런스로 설계됐으며, DC 유입은 트랜스포머가 아니라 서보를 통해 차단한다. 

섀시는 항공 등급의 알루미늄이며 전면 패널 두께는 28mm에 달한다. 실제로 울티마를 보면 그 커다란 덩치와 화려한 상판 디자인에 놀라게 된다. 코드 앰프답게 아름답게 빛나는 총 10개의 글라스 창을 통해 안을 볼 수 있게 해놓았다. 양 사이드 6개의 다리(Integra Leg)로 지탱되는 스탠드 구조도 독특하다. 가로폭 48cm, 높이 30.5cm, 안길이 75cm, 무게는 블록당 86kg이다. 

전면 하단에 있는 전원 버튼은 폴리카보네이트 재질이고, 대기(레드), 워밍업(그린), 작동(블루) 상태에 따라 색상이 달라진다. 후면을 보면, 스피커케이블 커넥터가 2조라서 바이와이어링을 할 수 있으며 입력단자는 모노블럭 파워앰프인 만큼 XLR, RCA 1개씩 마련됐다. 단자별로 2개가 있지만 이는 각각 역위상과 정위상 입력용이다. 이러한 기능은 스테레오 파워앰프 모델들에는 없는 것들이다. 

스펙은 그냥 하이엔드다. 전고조파왜율(THD)은 0.0005%, 주파수 응답 특성은 0.1Hz~200kHz(-3dB), 신호 대 잡음비(SNR)는 -103dB를 보인다. 역시 ‘듀얼 피드 포워드 에러 커렉션’이라는 신설계 덕분이라고 볼 수밖에 없다. 예전 SPM 모델들(0.1Hz~77kHz)과 비교하면 플랫하게 반응할 수 있는 고역 상한을 거의 3배 가까이 끌어올렸다. 입력 임피던스는 밸런스/언밸런스 모두 100k옴, 출력 임피던스는 0.04옴에 불과하다. 

시청

코드 울티마 프리와 울티마는 지금까지 3차례에 걸쳐 서로 다른 스피커를 매칭해 소리를 들어봤다. 윌슨오디오의 알렉시아2, B&W의 800 D3, 매지코의 M6인데, 어느 경우에나 이들 내로라하는 스피커에서 나올 수 있는 합당한 소리가 나왔다. 소스기기는 린의 클라이막스 DSM을 동원했고, 재생 앱은 린의 카주(Kazoo)를 썼다. 

이번에 호흡을 맞춘 M6는 3웨이, 5유닛, 밀폐형 플로어스탠딩 스피커로 공칭 임피던스는 4옴, 감도는 91dB를 보인다. 1.1인치 다이아몬드 코팅 베릴륨 트위터, 6인치 XG 나노그래핀 미드레인지, 10.5인치 XG 나노그래핀 우퍼 3발을 두터운 알루미늄 배플에 수납했다. 인클로저 자체는 모노코크 카본. 

Kelly Sweet - Nella Fantasia
We Are One

알렉시아 2는 따뜻한 소리, 800 D3는 고음이 활짝 열린 소리가 나왔다. M6는 거의 극강이라 할 만한 놀라운 SN비가 작렬했다. 이렇게 조용한 스피커가 있었나 싶을 정도다. 결국 울티마 프리 프리앰프와 울티마 모노블럭 파워앰프가 이러한 소리를 가능케 한 원천이라는 얘기다. 앞단에서 아무것도 못 하면 뒷단에서도 아무 것도 할 수 없기 때문이다. 

필자가 보기에 따뜻한 소리는 +/-125V에 달하는 프리 및 파워앰프의 고전압 증폭 레일, 활짝 열린 고음은 200kHz까지 플랫하게 뻗는 프리 및 파워앰프의 주파수 응답 특성, 조용한 배경은 -117dB에 달하는 프리앰프의 SN비 덕분이다. M6에서는 고음 또한 매력적인데 이 고음의 끝자락을 평생 가져가고 싶을 만큼 좋았다. 코러스 대목에서의 울림이나 정보량은 압도적. 피아노 소리도 평소보다 훨씬 잘 들렸다.   

Ensemble Masques
Encaenia Musices, Op.1 Sonata XI in B minor
Romanus Weichlein

음이 시퍼렇게 살아있다. 비유를 하자면 HDR까지 적용된 8K 화면을 보는 듯하다. 움직이는 생명체의 모공까지 훤히 보이는 듯, 햇볕 강렬한 백사장에서 일광욕을 즐기는 듯. 밀폐형 스피커를 만나니 울티마 프리와 울티마의 진가가 더욱 살아난다. 파워앰프의 대전류 구동력과 프리앰프의 임피던스 매칭 능력이 시너지를 보인 덕이다. 

감탄했던 것은 바이올린 소리. 그 소리가 워낙 생생하고 예리해서 리뷰를 하다가 저절로 허리를 곧추세워야 했을 정도다. 다들 아시겠지만 현장에서 직접 바이올린 소리를 듣게 되면 자신도 모르게 이렇게 된다. 바이올린 소리는 사람을 송두리째 빨아들이는 힘이 있고 이를 이번 울티마 앰프와 M6 스피커가 그대로 재현하고 있는 것이다.  

Dick Hyman - Topsy
From The Age of Swing

M6를 만나니 울티마 프리와 울티마의 킥력이 보다 늘어난다. 좀 더 강인한 이미지. 프리앰프에 집중해 보면 임피던스 버퍼 역할을 잘 해주고 있다. 통상 입력 임피던스가 높으면 SN비가 좋아지고, 출력 임피던스가 낮으면 음에 생기가 도는데 이 둘이 동시에 포착됐다. 만약 소스기기와 파워앰프를 직결했으면 이러한 SN비와 음의 생기는 얻을 수 없었을 것이다. 

이 곡에서도 피아노의 고음에 감탄했다. 한마디로 무척이나 예쁜 고음인데, 윤색을 해서 예뻐진 고음이 아니라 정보량이 워낙 많아서 예쁘게 들리는 그런 고음이다. 두려울 정도로 정보량이 많다. 이 밖에 드럼의 스톱앤고는 마치 칼군무를 보는 것처럼 시원시원하고 일사불란하게 펼쳐졌다. 스피커의 특성을 아주 엄격하게 드러내주는 앰프다. 

Ivan Fischer, Budapest Festival Orchestra
The Infernal Dances
Stravinsky: Rite Of Spring, Firebird Suite, Scherzo, Tango

첫 음이 나오는 순간 나도 모르게 ‘우와~~’ 감탄사를 내뱉고 말았다. 음이 뛰쳐나오는데 그 뒤에 그림자가 없는 것이다. 스피커의 진동판이 움직여 소리가 들리는 것이 아니라, 그냥 허공에서 소리가 터져 나오는 것 같다. 잡티 하나, 노이즈 하나 끼지 않은 초절정 순수의 음이 바로 이 상태가 아닐까 싶다. 5유닛이 달린 밀폐형 스피커를, 감도가 91dB로 높긴 하지만 공칭 임피던스가 4옴에 불과한 스피커를 그냥 밀어버린다. 

우르릉 거리는 초저음은 가슴을 기분  좋게 눌러 오고, 현악기들이 주도하는 중고음은 소쇄원에 부는 바람처럼 상쾌하기 짝이 없다. 휘적휘적, 내키는 대로. 8옴에서 780W, 4옴에서 1400W, 2옴에서 2500W를 내는 대출력 앰프만이 누릴 수 있는 특권이다. 

총평

현재 필자는 개인 시청실에서 코드의 휴고 M스케일러를 쓰고 있다. 이 기기를 디스크 플레이어 뒷단, DAC 앞단에 놓은 후 음악 듣는 맛이 몇 배는 늘어났다. 소위 ‘탭'으로 표현되는 코드의 업스케일링 기술이 100만 탭을 넘어서면서 그 정점에 달한 느낌. 소스기기 리뷰를 위해 잠시 M스케일러를 빼놓을 때면 그 소리가 계속해서 귓전에 감돌 정도다. 

앰프 쪽에서는 울티마가 그러했다. 처음 들은 것은 울티마 6 스테레오 파워앰프였고, 이후 울티마 5 스테레오 파워앰프, 울티마 3 모노블럭 파워앰프, 그리고 이번에 울티마 프리 프리앰프와 울티마 모노블럭 파워앰프로 마무리를 했는데 그야말로 점입가경이었다. 그만큼 울티마 시리즈는 위계질서가 엄격하다는 증거이기도 하다. 

파워앰프에 베풀어진 듀얼 피드 포워드 에러 커렉션 신설계는 진작에 감탄했지만, 임피던스 매칭 디바이스로서 울티마 프리의 존재감은 이번에 단단히 체험했다. 맞다. 둘은 깐부인 것이다. M6를 통해 확인한 것이지만 이들 울티마 플래그십이라면 세상에 못 울릴 스피커가 없다. ‘2021 올해의 앰프’로 선정함이 마땅하다.  

by 김편 오디오 칼럼니스트