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아날로그


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1. 개요2. 디지털과의 비교
2.1. 단점2.2. 장점
3. 논란
3.1. 아날로그가 보존에 유리한가3.2. 아날로그의 품질이 더 좋은가3.3. 자연은 정말로 아날로그인가?3.4. 기계식 조작계면 아날로그?3.5. 테이프, 디스크형이면 아날로그 매체?
4. 사용처5. 관련 문서

1. 개요

Analog () / Analogue ()

어원은 외래어 표기법을 잘 따르면 애널로그(/ˈæ.nə.lɔɡ/)가 맞으나, 한국에서는 아날로그라고 말하는데 일본식 표현인 아나로그(アナログ, Anarogu)를 중역하였거나 영국식 영어[1]를 따른 것으로 보인다.

신호와 자료를 연속적인 물리량으로 나타낸 것. 디지털에 대비되어 쓰인다.

또한 흔히 컴퓨터화되지 않은 것, 즉 VCR, 카세트 테이프, LP 같은 고전적인 기술이나 미디어를 뜻하는 용어로 사용되기도 한다. 예를 들면 전자책이나 PDF 등과 대비되는 종이 출판물 등을 아날로그라 부르기도 한다.[2] 진정한 의미의 아날로그 매체가 완전히 과거의 유물로 잊혀진 바람에, '아날로그'를 방식을 불문하고 단순히 구식의 무언가라는 어감을 주는 단어로 남용하는 사례가 증가하고 있다. 예를 들어서 아날로그를 '오프라인 매체'의 의미로 혼용해서 사용하는 사례[3]가 그러하다.


'비례하다'라는 뜻의 고전 그리스어 ἀνάλογος에서 왔다.

아날로그는 연속적인 신호이다. 우리가 거시적인 자연에서 얻는 신호는 대개 아날로그이다. 이를테면, 의 밝기, 소리의 높낮이나 크기, 굴러가는 공의 속력, 바람의 세기 등이 있다.

2. 디지털과의 비교

1980년대 이후 음악, 영상 등 많은 매체에서 카세트 테이프, LP, LD판이 혼용되어 널리 사용되어 왔다.

하지만 아날로그 방식은 태생적인 몇가지 단점을 가지고 있었다.

카세트테이프는 신호 대역폭이 낮고 여러번 재생하면 테이프가 늘어나는 등 음질과 수명의 문제를 해결하지 못했다. LP도 신호 해상도에 한계가 있을 뿐만 아니라 저음역을 효과적으로 저장하지 못했고 LP 표면의 손상에 민감했으며 연속재생하면 LP의 그루브가 닳아서 정보가 손실되었다. 그래서 이 시기에는 LP의 수명 문제 때문에 음반사들은 발매한 지 오래 된 음반을 주기적으로 복각했다. [4]

60년대말부터 순수한 아날로그 녹음 방식의 한계를 극복하기 위해 편집작업의 자유도가 높고 음질 개선의 여지가 큰 디지털 녹음 방식이 음반 스튜디오에서 활용되기 시작했으나, 기록매체의 한계로 인해 일반 소비자용으로 판매되기에 실용성이 낮았다.

70년대말에 처음 발표되어 80년대에 시장에 소개된 CD는 컴퓨터 외의 분야에서 컨텐츠를 디지털적으로 기록하는 최초의 매체였다. CD는 알루미늄 증착막의 반사율 차이로 구분되는 0과 1로 디지털 정보를 기록했으며 이를 레이저 픽업으로 읽어들였으므로 사용에 따른 음질의 열화가 발생하지 않았다. 또한 CD는 디지털 정보를 기록했으므로 물리적 오염이나 손상에 의한 에러에도 덜 민감했으며 에러 검출과 보간도 가능했다.[5]

CD에 이어 DVD와 블루레이 디스크가 등장하여 대중매체는 대부분 디지털 방식으로 통일됐고 2010년대 이후 인터넷을 통한 미디어 재생이 보편화되고, 휴대용 미디어에서도 플래시메모리를 활용하는 USB메모리/디지털 녹음기/휴대전화기와 같은 장치들의 활용이 보편화되면서, 카세트나 LP와 같은 아날로그 매체는 아날로그 방식의 기록과 재생에서 발생하는 특유의 효과를 선호하는 특정 취미가 집단의 전유물이 되거나, 단지 수집[6]의 대상으로서 명맥을 이어가고 있다.

일각에서는 테이프, LP, CD, DVD, BD와 같은 물리적 매체로 컨텐츠를 저장하는 것을 싸잡아 '아날로그'라고 칭하는 경우[7]가 있으나, 이는 용어의 정의와는 동떨어진 사용법이며 혼동을 줄 수 있으므로 피해야 한다.

2.1. 단점

2.2. 장점

3. 논란

3.1. 아날로그가 보존에 유리한가

보존성 면에서 아날로그가 디지털보다 유리하다고 생각하는 경우가 있다. 보통 아날로그는 잡음 등 데이터에 일부 변형이 생겨도 기본적인 재생이 가능한 경우가 많지만, 디지털은 아예 파일 인식이 불가능하여 그렇다고 생각한다.

하지만 지학사 물리 교과서에 CD를 자르는 실험이 있고, 결론이 '재생은 잘 된다!'인 것에서 보듯이 디지털이라고 해서 정보의 조그마한 손실이 있이라도 있으면 무조건 사용할 수 없게 되는 것이 아니다.

보통 컴퓨터에서 손상된 파일이 열리지 않는 것은 작은 손상으로도 파일 전체를 못쓰게 되어버리기 때문이 아니라, 파일의 헤더가 손상되었거나 파일의 무결성 검증에 실패하였기 때문이다. 그리고 압축과 인코딩 방식에 따라 작은 데이터의 유실로도 파일 전체가 인식 불가능하게 되는 경우가 많기 때문이다.

하지만 이 경우에도 유실된 부분을 적절하게 처리하여 주면 손상되지 않은 부분에 한해서 문제없이 읽을 수 있다. 디지털 포렌식을 하는 것을 보면 지워진 파일을 복구하는 과정을 볼 수 있는데, 파일의 데이터 일부가 유실되어도 그 부분을 무시하거나 적당히 처리하여 인식 가능하게 만들면 유실되지 않는 부분은 문제없이 열리는 것을 볼 수 있다. 또한 재생의 관점에서도 음악 CD는 보정 불가능한 에러가 발생할 때 이를 보간법으로 때워서 멈춤 없이 계속 재생할 수 있도록 레드북 표준에 규정되어 있다. 즉, 부분적 손상에 취약한 것은 절대적 완전무결성을 요구하는 규격의 문제이고, 그정도의 완전무결성을 요구하지 않는다면 디지털 매체도 얼마든지 손상에 관대하게 만들 수 있다.

보통 디지털 매체가 아날로그 매체보다 보존성이 떨어진다고 하는 것은 디지털 저장매체는 주로 정보를 압축하여 기록하며, 아날로그 매체보다 정밀한 저장장치를 사용하여 정보를 기록하기 때문에 정보의 밀도가 아날로그 방식보다 높아져서 같은 크기의 손상으로도 많은 정보가 유실될 가능성이 높기 때문에 그렇다. 같은 저장 방식과 같은 밀도로 저장된 데이터의 경우 별 차이가 없다.

아날로그 방식이라고 할지라도 기록매체의 물리적 한계로 인해 대역폭과 해상도에 제한이 있으므로 밀도를 매우 낮게 기록하면 아날로그 기록물도 디지털 기록물과 비슷한 특징을 나타낸다.

데이터 압축 기술과 컴퓨터 메모리 기술이 고도로 발달한 현대에 들어서는 디지털 방식이 아날로그 방식보다 데이터 밀도를 높이기 훨씬 유리하며, 보통 디지털 기기들이 아날로그 기기보다 극한 외부환경에 취약한 경우가 많아 이러한 오해가 생긴 것이다.

한편, 보존의 정의를 보다 엄격하게 내릴 경우, 즉 보존하려는 자료의 무결성을 중시할 경우 아날로그는 오히려 디지털에 비해 불리하다. 어느 매체를 사용하든 수명이라는 것이 존재하고 결국 복제해서 옮겨 담아야 하는 순간이 오는데 이때 아날로그는 ECC와 같은 것을 적용하기가 난해하거나 불가능하기 때문이다. LD와 DVD를 비교할 경우 이는 명백한데 LD의 경우 설령 Domesday Duplicator와 같은 장비를 사용해서 디스크 기록층의 RF 시그널을 있는 그대로 캡쳐하더라도 항상 어느 정도의 왜곡과 변조가 발생하며 그러한 현상이 발생했는지 아닌지를 감지하는 것조차 불가능할 수 있다[12]. 반면 DVD는 오류가[13] 없는 한 같은 마스터에서 비롯한 모든 디스크의 내용이 동일함을 보증할 수 있다. 만약 LD->LD, DVD->DVD 복제를 반복할 경우 LD는 복제시 변조나 왜곡을 감지할 뾰족한 수단이 없기 때문에 최초의 원본을 완벽한 상태로 보존하지 못하면 세대를 거칠수록 오류가 누적된다. DVD는 복제 과정에서 극히 낮은 확률로 ECC로 보정할 수 없을 정도의 치명적인 오류가 발생했을 때를 제외하면 변조나 왜곡의 여지가 없으며 설령 그러한 오류가 발생하더라도 즉각 감지하고 대처[14]할 수 있다.

3.2. 아날로그의 품질이 더 좋은가

대역폭의 경우 디지털은 샘플링 주파수의 1/2이하의 주파수만 샘플링 할 수 있다. 그리고 아날로그 기기도 무작정 주파수를 높일 수 없고 대역제한이 있다. 디지털이 매우 정확하게 대역폭을 자르고 아날로그는 좀 더 관용성이 있다는 것 말고는 품질에 있어서 차이가 없다.

해상도의 경우 디지털 샘플링이 근삿값을 사용하기 때문에 원본 신호와 진폭에 차이가 생긴다면[15], 아날로그에는 노이즈플로어가 있어 그 이하의 미세한 변화는 저장할 수 없음으로 원본과 차이가 생기게 된다. 때문에 디지털이 근사치를 사용한다고 해서 디지털 정보가 아날로그 정보보다 해상도가 떨어진다고 할 수 없다.

따라서 디지털과 현실의 아날로그 신호는 근본적으로는 크게 다르지 않으며, 당연히 품질에도 차이가 없다. 다만 디지털 방식에서 발생하는 에러는 품질에 영향을 줄 수 있다. 디지털 기기는 아날로그와는 다르게 관용성이 거의 없기 때문에 에러가 발생하지 않도록 주의해야 한다.

3.3. 자연은 정말로 아날로그인가?

흔히 자연 현상은 아날로그라고 생각하지만, 실은 디지털인 것들이 많다. 예를 들면 의 밝기는 예전에는 다들 연속적인 양이라고 생각했지만 광전효과를 연구하면서 사실은 광자의 개수에 따라 결정되는 양이라는 것이 밝혀졌다. 더 이전으로 거슬러 올라가면 이나 공기를 비롯한 물질들도 연속적이라고 생각하는 사람들이 대부분이었으나 과학의 발전에 따라 원자론이 더 알맞는 것으로 밝혀졌다. 현대의 양자역학이 말하는 대로, 에너지, 물질들을 비롯한 자연의 많은 부분은 우리의 직관과는 달리 양자화 되어 있다.
반면 양자역학에서도 아날로그로 취급되는 것들도 분명히 있다. 빛은 광자로 양자화되지만 주파수(또는 파장)는 아날로그다. 따라서 광자 1개가 가질 수 있는 에너지의 양도 아날로그로 볼 수 있다. 시공간도 연속적인 것으로 취급된다. 여러모로 자연을 디지털 또는 아날로그, 이렇게 이분법적인 분류에 우겨넣는 것은 별 의미가 없다.

3.4. 기계식 조작계면 아날로그?

디지털과 아날로그의 개념을 제대로 이해하지 못하는 사람들은 흔히 '기계식 조작계로 되어 있으면 아날로그'라고 생각하는 경향이 있다. 그 예는 다음과 같다.

이들에 대해서 아날로그 조작계라고 말하는 글을 인터넷상에서 수도 없이 찾을 수 있는데, 이들은 모두 아날로그가 아니라 디지털이다. 디지털 카메라의 셔터 다이얼, 조리개 다이얼, 노출보정 다이얼이나 공조장치의 온도조절기는 대부분 디지털 조작계이며[16], 촛점 조절 다이얼만이 아날로그 조작계이다.[17] 바늘식 쿼츠 시계의 경우도 초와 초 사이의 순간을 표시하지 못하고 건너뛰므로 그것은 디지털 표시 방식이다. 심지어 시계바늘이 물흐르듯 끊임없이 움직이는 것처럼 보이는 태엽 작동식(수동 또는 오토매틱) 시계 역시 엄밀히 따지면 1초가 몇 단계로 나누어져 있어서 그 단계 사이를 건너뛰므로 디지털이지만 '비교적 아날로그에 가깝게 보이는' 것이므로 유사 아날로그로 인정해 줄 수는 있다. 단지 사용자가 익숙한 인터페이스를 채용하다 보니 버튼과 터치스크린, 숫자로 구성된 디지털 인터페이스가 아닌 아날로그 다이얼이나 미터기 모양을 채택한 것. 또 다른 예시는 자동차 계기판인데, 대부분의 자동차 계기판은 트립 컴퓨터와 ECU에서 보내주는 신호로 동작하는 디지털 방식이지만, 인터페이스는 사용자에게 익숙한 아날로그 바늘을 사용하고 있다.

사실 아날로그 조작계(특히 가변저항)의 경우 일반적으로 디지털 조작계보다 내구성이 낮아 선호되지 않는다. 특히 전자식 오디오 등에서 가변저항 같은 아날로그 조작계는 구동 장치나 접점부의 노후로 인해 잡음이 발생하는 품질 문제가 있다. 오래된 라디오나 앰프가 잘 작동하지 않을 때 볼륨 부분을 수리해주면 잘 작동하는 경우도 많다.

그래서 음악 감상용 오디오같이 잡음에 민감한 기기에는 아날로그 조작계가 잘 적용되지 않는 경우가 많은데, 저가형 오디오의 경우 디지털 어테뉴에이터나 소프트웨어로 볼륨을 조절하는 DSP 볼륨을 주로 사용하고 고급 오디오의 경우에는 노브계전기를 사용하는 어테뉴에이터[18] 볼륨을 사용한다. 일부 하이엔드 오디오는 계전기에서 발생하는 잡음까지 피하기 위해 반도체 소자를 사용하기도 한다.

3.5. 테이프, 디스크형이면 아날로그 매체?

솔리드 스테이트(Sold-state)형[19]을 디지털이고 그 것이 아니면 아날로그라는 고정관념이 대중들 사이에서 있다. 아날로그와 디지털의 차이는 매체 모양이 아닌 매체 저장 신호의 연속성을 의미하기 때문에 모양과 관계가 없다.

그 원인은 2000년대에 플래시 메모리 가격 하락에 따라 메모리 카드, USB 메모리의 대중화가 가능해졌고 그 것을 대부분 기업들이 "디지털 매체"라고 홍보하고 있기 때문이다. 테이프형인 DAT, DCC, DV, MicroMV는 디지털 매체라는 것이 사실인데 불구하고 2010년대에 들어서 아날로그 매체로 취급당하는 해프닝이 일어나고 있다. 심지어 디스크형인 CD, DVD, 하드 디스크, 플로피 디스크도 2000년대 이전에 발명되었다는 이유로 아날로그 매체 취급당하고 있다.

플래시 메모리에도 이론적으로 아날로그 신호를 저장할 수 있다. 셀의 전하량이 디지털처럼 두 가지 경우가 아닌 아날로그 신호 규격에 맞게 연속적인 크기의 전하량으로 축전되어야한다. 실제로 전자기타이펙터 프로세서에 주로 쓰이는 반도체 기반 아날로그 기억장치인 버킷 브리게이드라는 소자가 있다. 그러나 플래시 메모리는 시간이 지날수록 셀에 있는 전하량이 점점 줄어들기 때문에 아날로그 신호가 하루라도 지나도 손실될 수가 있다.[20] 게다가 플래시 메모리가 대중화된 시기인 2000년대엔 아날로그 신호는 보존성, 유연성, 편집성이 떨어진다고 판단되었기 때문에 그런 연구도 없었다.

4. 사용처

최근 시청각 미디어의 경우 대부분 취급과 배포가 용이한 디지털 형태로 유통되지만, 이를 인간의 눈과 귀로 직접 보거나 들으려면 아날로그 형태로 변환해야 한다. 그래서 모니터, 텔레비전, 음향기기 같은 시청각 기기들에는 DAC의 역할을 하는 장치가 내장되어 있다. LCDOLED같은 디지털 디스플레이라도 최종 출력시 밝기를 인간이 인식할 수 있는 아날로그 형태로 변환시켜야 한다.

무선 통신에서는 복잡한 신호처리 과정이 들어가는 변복조에는 유연성과 개발 편의성이 높은 DSP 수신기SDR같은 디지털 처리 기술을 응용하는 경우가 많다. 하지만 그 외의 고주파를 다루는 RF 프론트엔드 부분은 현재 디지털 회로의 성능으로는 구현이 어려워 대부분 아날로그 회로로 구성된다.

증폭기와 저항기, 축전기, 코일과 같은 아날로그 회로를 이용하여 값을 계산하는 방법을 아날로그 컴퓨터라고 부른다. 최근 인공지능 분야에서 아날로그 컴퓨팅이 각광을 받고 있다. 인공지능은 작동과정에서 많은 곱셈연산을 수행하는데, 이 과정에서 디지털의 경우 여러번의 덧셈을 수행하는 방식으로 작동하지만, 아날로그 회로의 경우 곧바로 곱셈연산을 수행할 수 있기 때문에 작동과정에서 더 적은 에너지를 소비한다.

5. 관련 문서



[1] 사실 영국식으로 읽어도 ‘아널러그’ 정도가 된다.[2] 사실 문자는 신호를 기록하는 것이 아니므로 디지털이나 아날로그라고 분류할 수 없는 노릇이지만, 굳이 구분하자면 사람의 음성을 이산적인 부호인 문자로 기록한 것이므로 디지털에 더 가깝다.[3] 이를테면 대표적인 디지털 매체인 CD를 '아날로그'라고 지칭한다던가...[4] 현재는 단순히 '재발매'의 의미로 쓰이는 '복각'은, 원래 음반시장에서 마스터 녹음을 갖고 LP원판을 다시 컷팅해서 LP를 다시 찍어낸다는 의미로 사용되던 것이다. 음반 소비자는 LP가 닳았으니 새로 사야 했고, 음반사는 원래 LP를 찍던 원판도 계속 찍으면서 닳았으니 새로 원판을 깎아야 했던 것이다. 당연히, 꾸준히 팔리는 스테디셀러 음원을 보유한 음반사들은 음반을 샀던 구매자들에게 복각, 재복각을 하면서 계속(그 사람이 그 음악을 안 들을 때까지) 음반을 팔아 먹고살 수 있었고 이것이 일부 음반사가 CD 도입을 우려한 이유이기도 했다. 한편 복각을 하면서 새로운 녹음기술이나 믹싱기술로 원본 음반을 리마스터링하는 것이 보통이었고, CD와 같은 디지털 미디어 시대에는 LP시대와는 반대로 '복각'을 해야 할 주된 기술적인 이유가 리마스터링을 위해서가 되었다.[5] 음악 CD의 레드북 규격서에는 에러 검출용 코드와 검출된 에러를 보간으로 극복하는 알고리즘이 규정되어 있다.[6] 팬 앨범을 LP로 출시하는 등[7] 본 문서의 구버전이 이렇게 작성되어 있었다[8] 그러한 불편함을 해소하기 위해 나중에 가서는 원하는 트랙을 선택하면 자동으로 해당 트랙 시작전까지 고속으로 되감기나 빨리감기를 하는 기능이 추가되었다. 생각보다 크게 불편하지는 않았는데, 이건 웬만한 앨범이 30-60분 정도였던 때문이라 감는 시간이 고통스러울 정도로 길진 않았기 때문이다. 하지만 (특히 비디오테이프에서) 이 기능을 지나치게 자주 사용할 경우 테이프가 걸레가 된다!! 주의하자.그래서 탄생한 영혼을 갈아넣은 수록곡들[9] 자기테이프, LP 등[10] 오디오 이펙터를 예로 들면 아날로그 이펙터는 음색에 따라 수십 종류를 구비해야 하지만 DSP를 사용한 이펙터는 크기는 매우 작지만 그 하나로도 수십 가지의 음향효과를 줄 수 있는것이 있다. 무선통신 분야에서는 SDR이라는 것이 있는데 아날로그 회로로 처리하던 변조/복조 부분을 컴퓨터가 처리하게 하여 소프트웨어만 변경해주면 다양한 기능을 구현할수 있도록 한 장치이다.[11] 실제 데이터는 나이퀴스트 샘플링 정리에 의해 2배인 44.1 kHz로 샘플링된다.[12] 실제 Domesday Duplicator 개발팀은 파이오니어의 레퍼런스 디스크를 리핑하는데 마스터가 동일한 디스크 64장을 샘플링한 후 명백한 드롭아웃을 배제하고 각 샘플의 평균값을 내는 방식을 사용했다. 심지어 이런 방식을 써도 원본과 동일함을 보장할 수는 없다고 한다. 무한히 가까워질 수 있을 뿐.[13] 읽기 과정 중 발생한 오류를 사용자가 인지했다는 것은 ECC로 보정할 수 없을 정도로 손상이 심각하다는 것을 의미한다. 아날로그와 마찬가지로 사소한 오류나 노이즈는 읽기 과정 중 언제든 일어날 수 있으나 ECC가 보정하기 때문에 최종적인 결과물은 항상 같은 것이다.[14] 문제가 발생한 섹터 읽기를 재시도하거나 이전/병렬 세대의 다른 백업본을 사용하는 등.[15] 이를 양자화 노이즈라고 한다. 양자화 과정에서 진폭이 정수인 근삿값으로 저장되면서 진폭이 원래 신호와 달라지는 것이 아날로그의 노이즈와 비슷하다.[16] 로터리 엔코더에 의해 다이얼이 회전한 각도가 디지털 값으로 변환되어 제어장치에 입력된다.[17] 이마저도 최근에 새로 등장한 디지털 카메라 규격들(예를 들어서 마이크로포서드나 소니 E마운트)의 렌즈에 달린 촛점링은 태반이 전자식 다이얼이며, 카메라가 촛점링의 움직임에 맞춰 AF모터를 구동해서 수동초점처럼 동작시켜준다.[18] 가변저항의 경우에는 저항값의 변화가 연속적이지만 어테뉴에이터의 경우에는 여러개의 고정저항을 선택하는 방식으로 작동함으로 저항값의 변화가 불연속적이다.[19] 움직이는 부분이 없는 전자 부품을 의미한다. 예를 들면 반도체 소자나 부품인데 반도체 소자는 움직이는 부분이 없이 작동한다.[20] 버킷 브리게이드는 장기 기억 능력이 없고 신호처리를 위해 잠시 데이터를 기록해두는 주 기억 장치에 가까운 기능을 한다.

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