DAP SAMSUNG GALAXY S8+, 삼성 갤럭시 S8 플러스 스마트폰 음향 성능 측정 리뷰

드디어 4월 18일 갤럭시 S8과 S8 플러스가 개통되기 시작했고 많은 사람이 갤럭시 S8을 사용하기 시작했습니다. 아이폰만 고집하여 사용하던 저도 이번 갤럭시 S8의 디자인과 성능은 구매로 이어질 만큼 매력적이었습니다.

출시 전 갤럭시 S8의 음향 성능에 대한 세 가지를 글을 통해 알려드렸습니다. 첫 번째 블루투스 5.0 탑재, 두 번째 Tuned by AKG 번들 이어폰, 세 번째 하이파이용 시러스 로직 CS43130 탑재. 두 번째 AKG 번들 이어폰의 성능은 이미 측정 리뷰를 통해 알려드렸고, 이번엔  시러스 로직 CS43130이 맞는지 성능 검증을 통해 알아보도록 하겠습니다. 

참고로 LG 유플러스를 통해 출고된 S8 플러스는 기본 음악앱이 "구글 play 뮤직" 밖에 없어서, "삼성 뮤직"을 별도로 설치해서 테스트 진행했습니다. 삼성 뮤직으로 테스트 결과 32bit PCM과 DSD128까지 정상적으로 재생이 되었습니다. 삼성 뮤직에서는 UHQ라고 표시되며 UHQ 음원은 음원 정보를 보여줍니다.

측정 장비 및 조건

이번 갤럭시 S8 플러스 리뷰에는 오디오 프리시전(AP)사 APX-555 장비를 사용했습니다. APX-555는 Residual THD+N 특성이 -117dB로, 525나 585에 비해 성능이 좋습니다. 측정 조건은 기본적으로 AES17-2015에 기반을 두어 측정합니다. 또한, 스마트폰은 저장된 음원을 재생하면서 나타나는 성능을 검증하기 위해, 측정 항목별 프로그래밍 소스를  갤럭시 S8 플러스에 넣고 재생된 사운드를 APX-555에서 테스트하는 방식입니다. 이어폰이나 헤드폰 측정 방법보다는 라인 구성이 매우 간편합니다.

1. SUMMARY

SAMSUNG GALAXY S8+

DAP - Smartphone

24bit 192kHz

전체 측정 데이터를 정리하여 보여 드립니다. Line Out은 부하가 걸리지 않는 상태로 Line Out 혹은 Aux로 작동할 때의 성능을 측정한 데이터입니다. 300Ω은 고 임피던스 헤드폰을 연결한 것을 감안하여 측정한 데이터이고, 32Ω은 일반적인 저 임피던스의 이어폰 혹은 헤드폰을 연결한 것을 고려하여 측정한 데이터입니다. 

번들 이어폰이 32Ω인 만큼, 실제 사용 조건인 32Ω에서 어느 정도의 성능을 나타내주는지 확인해 보는 것이 중요합니다.

최대 출력은 라인아웃 상태에서 0.76Vrms, 300Ω 상태에서 0.95Vrms, 32Ω 상태에서 0.42Vrms로 측정되었습니다.
최근 스마트폰은 임피던스를 자동으로 감지해서 최대 출력값을 다르게 하는 방법을 많이 사용하는데, 이는 유럽에서 시행하고 있는 BS EN 50332 규격 때문입니다. 스마트폰과 번들 이어폰을 함께 제공하는 경우 최대 음량이 일정 레벨 이상 올라가지 못하도록 규정하고 있는데, 규정상 이어폰의 기준이 32Ω이므로 32Ω 연결 시 규격에 들어가도록 볼륨을 제한하도록 만든 것입니다. 그래서 300Ω과 32Ω의 최대 출력 레벨이 다른 것입니다. (일종의 치트키랄까?)

한가지 문제로 보이는 것이 있습니다. 예전에 시코에서도 문제가 됐던 출력 임피던스이며, 출력 임피던스 측정값이 무려 460Ω으로 확인되었습니다. 이 부분은 아래 출력 임피던스 항목에서 다시 설명해 드리겠습니다.

사진 출처 = iFixit, 노란색 박스가 WDC9341

* DAC 칩셋 정보 - @매피스토님 조언에 따라 수정 *

이전에 많은 정보들이 시러스 로직 CS43130일 것으로 추측했으나, iFixit 분해도를 보니 퀄컴의 WDC9341(노란색 박스)로 확인되었습니다. 이 WDC9341은 스냅드래곤 835의 옵션으로 확인되며, 32-bit 384kHz와 DSD128 재생을 지원하며 SNR 115dB, THD+N -105dB의 성능을 탑재했습니다. 그리고 퀄컴의 aptX와 aptX HD를 탑재했습니다.
또한, 본 리뷰에 측정된 제품은 한국판 엑시노스 8895가 탑재된 갤럭시 S8이고, DAC는 시러스 로직 CS47L93으로 확인되었습니다. 자세한 내용은 아래에 있습니다.

2. Frequency Response

주파수 응답 특성(Frequency Response) 측정 데이터로 20~80kHz까지 측정 데이터입니다. AP에서 80kHz 이상을 측정하기엔 불안정하므로 80kHz까지만 측정을 하였고, 1/12 Oct 해상도로 측정하였습니다. 디지털 제품 측정의 기준값은 997Hz로서, 997Hz를 0dB로 놓고 노멀라이즈드한 특성 데이터입니다. 

80kHz까지 플랫에 가까운 매우 좋은 성능을 보여줍니다. 특이하게 저 임피던스일수록 고음이나 저음 구동이 힘든데 32Ω으로 측정한 특성이 가장 좋게 나왔습니다. 그다음이 Line Out과 300Ω 순서입니다.

3. Signal to Noise Ratio

잘못 측정된 SNR 예

스마트폰에서 SNR 측정은 불가능합니다. 스마트폰은 신호가 없으면 앰프를 분리하기 때문에 잡음이 사라져서 SNR값이 매우 좋게 나옵니다. 그래서 위 Summary에는 SNR 데이터가 없습니다. 자세한 설명은 다음 다이나믹 레인지에서 확인해 보세요.

4. Dynamic Range (AES17)

Line Out 모드

AES17-2015에서 측정 방법을 제시한 다이나믹 레인지 특성입니다. 이 다이나믹 레인지 특성이 SNR이라고 규정하고 있습니다. SNR 측정과는 두 가지 차이가 있는데, 첫 번째 SNR에는 무음에서 신호가 없는 반면 DNR에는 최저 레벨(-60dB)의 무음 신호가 있습니다. 두 번째 SNR은 A-weighting 필터를 적용하고 DNR은 CCIR 필터를 적용합니다. 두 필터의 차이는 3~4dB 정도의 차이가 있습니다. 위 SNR 값은 119dB로 9dB정도 차이가 나는 것은 앰프 신호가 꺼져서 노이즈 레벨이 더 낮아졌기 때문에 발생한 현상입니다.

갤럭시 S8 플러스의 다이나믹 레인지는 110dB로 상당히 좋은 특성입니다.

300Ω 부하 시, 다이나믹 레인지가 112dB로 더 높게 나왔다.

32Ω 부하 시, 다이나믹 레인지가 105dB로 좋은 편

5. THD+N

THD+N을 주파수 별로 본 데이터입니다.

무부하 시 1kHz에서 THD+N 측정값은 -94dB이며, 이를 비율로 환산하면 0.0019%입니다. 300Ω 부하 입력 시 비슷한 수준이지만, 32Ω 부하 입력 시 -73dB, 0.022%까지 올라갑니다.

-90dB 이상이면 좋은 편에 속합니다. 

6. Intermodulation Distortion

Line Out 상태 IMD FFT 

혼변조 디스토션(Intermodulation Distortion)은 두 개의 사인파를 하나의 신호로 넣어 주고 발생하는 왜율을 측정하는 방법입니다. 주로 7kHz와 4:1 비율인 60Hz 신호를 입력해서 측정하는 SMPTE-DIN 방식을 사용합니다. 두 개의 신호를 사용하면 하모닉스 성분 외에 두 개의 신호에서 만들어지는 별도의 왜율까지 측정해 볼 수 있으므로 실제 음악에서 발생하는 왜율로 볼 수 있다고 합니다.

무부하 시 -86dB, 300Ω 부하 시 -94dB로 가장 높고, 32Ω 부하 시 -77dB로 가장 낮습니다.

7. Stereo Crosstalk

스테레오 크로스토크는 한쪽 채널에만 사인 신호를 입력하고 다른 쪽 채널에 얼마나 신호가 넘어오는지를 확인하는 특성입니다. AP에서 크로스토크 값이 50dB 이상이면 충분히 좋은 값이지만, Mono가 아닌 Stereo로 신호를 사용한다면 60~70dB은 되어야 좋다고 합니다. 또한, 고주파일수록 크로스토크가 많이 발생하여, 1kHz에서 특성보다 10kHz에서 특성이 더 안 좋게 나오는 경우가 많습니다. 

무부하 시 1kHz에서 -88dB이 가장 좋은 값이며, 32Ω 부하 입력 10kHz에서 -64dB이 가장 낮은 값으로 나왔습니다. 스마트폰의 한계가 크로스토크에서 많이 나타나는데, 나쁘지 않은 정도입니다.

8. Noise Level

사일런스 톤을 입력한 상태에서 잡음 신호 레벨을 측정한 값으로 AES17에서 규정하는 CCIR 필터를 적용하여 10초간 측정한 데이터의 평균값을 기재합니다. 갤럭시 S8은 측정 불가합니다.

9. Output Impedance

이어폰 단의 출력 임피던스이며, 출력 임피던스는 0에 가까울수록 좋으며, 출력임피던스가 높은 경우 임피던스 곡선이 복잡한 이어폰/헤드폰의 소리가 많이 변할 수 있습니다. 

1kHz 기준 약 460Ω의 출력 임피던스가 측정되었습니다. 측정 조건에 문제가 있는지 검증을 하기 위해 가지고 있는 아이폰6와 플레뉴2를 같은 조건에서 측정했더니, 아이폰6는 3.6Ω, 플레뉴2는 0.8Ω으로 측정 조건에는 아무런 문제가 없었습니다. 자세히 보이진 않지만 0에 가까운 라인 2개가 있습니다.

이런 현상은 앰프를 보호하기 위해 출력 임피던스 측정을 막아놓는 경우도 있습니다. 그래서 분배 케이블에 이어폰을 연결해서 S8 플러스에 꽂아 32Ω 이어폰을 인식하게 한 다음 이어폰만 빼고 측정해도 460Ω으로 측정이 되었습니다. 

그리고 최후의 방법으로...

번들 이어폰을 분해했습니다. 한쪽은 정상 이어폰이고, 한쪽은 드라이버를 때서 연결해서 측정도 해봤지만, 460Ω으로 동일하게 나왔습니다. (어차피 번들은 분해해서 보여주기로 했잖아요~ ㅠㅠ)

삼성 관계자분 보시면, 보호회로는 어떤 목적으로 작동하며, 어떤 원리로 무슨 상황에서 작동하는지 알려주시면 매우 감사하겠습니다. 엘지 G6나 V20도 이정도 보호회로는 없거든요.

4월 20일 코멘트 추가 - 트리플파이를 공수해서 실제 청음테스트를 진행해본 결과 출력 임피던스가 460Ω으로 작동하진 않는 것으로 판단됩니다. 그렇다면 갤럭시 S8+는 실시간 임피던스 감지를 하는 것으로 보이며, 굉장히 강력한 보호회로가 탑재된 것으로 판단됩니다. 이런 경우 출력 임피던스 측정이 어떤 방법으로 가능한지 확인해 보고 추가로 결과를 알려드리도록 하겠습니다. 

출처 : IHS Market

4월 24일 코멘트 추가 - 국내판 엑시노스 8895 칩셋이 사용된 S8과 S8플러스에 사용된 DAC는 시러스 로직 CS47L93으로 IHS Market을 통해 확인됐으며, 갤럭시 S7에 사용된 CS47L91의 후속버전으로 추측됩니다. 성능은 예상했던 CS43130보단 낮은 것으로 측정 결과 확인 됐습니다.

Conclusion

성능 확인 결과 시러스 로직 CS43130 DAC가 아닌 별도의 낮은 스펙의 칩이 사용된것으로 보이며, 전작인 갤럭시 S7보다 좋은 음향 성능을 가진 제품임을 확인했습니다. 주파수 응답 특성은 역대급으로 좋아보이나, 최대 출력 전압을 낮게 설정한 부분이 약간은 아쉽습니다. 다이나믹 레인지는 좋은 편이나, THD+N와 크로스토크 성능은 무난한 것으로 결론이 났습니다.

다음번에는 엘지 G6와 간단한 비교를 통해 성능을 알려드리도록 하겠습니다.

* 본 데이터는 샘플 1개의 측정 데이터로 전체 제품 특성을 반영하지 않습니다. 

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