USB 3.0, 멀티 기가비트 스피드의 플러그 앤 플레이 디스플레이 시대를 열다
  • 2011-02-09
  • 편집부

전 세계적으로 가장 중요한 또는 유일한 인터페이스로서 USB 커넥터를 활용하는 PC주변 장치와 가전제품이 100억 개를 넘어선 것을 감안할 때, 논쟁의 여지가 있긴 하지만 USB는 과거 전 세계의 어떤 제품보다도 가장 성공적인 커넥티비티 테크놀로지다. 보다 놀라운 점은 USB 에코시스템이 연간 30억 단위로 확대되고 있다는 사실이며 이로 인해 실제로 사용자에게 특별한 경험을 전달하고자 하는 모든 전자 장비의 플러그 앤 플레이가 더욱 간단해졌다. 전 세계적으로 식별 가능한 USB 커넥터와 케이블은 호환성의 대명사로 알려져 있기 때문에 사용자는 자연스럽게 전 세계 어디서나 연결할 수 있다고 느낄 수 있다.
마크푸(Mark Fu)/SMSC 커넥티비티 솔루션 그룹 마케팅 이사


전 세계적으로 가장 중요한 또는 유일한 인터페이스로서 USB 커넥터를 활용하는 PC주변 장치와 가전제품이 100억 개를 넘어선 것을 감안할 때, 논쟁의 여지가 있긴 하지만 USB는 과거 전 세계의 어떤 제품보다도 가장 성공적인 커넥티비티 테크놀로지다. 보다 놀라운 점은 USB 에코시스템이 연간 30억 단위로 확대되고 있다는 사실이며 이로 인해 실제로 사용자에게 특별한 경험을 전달하고자 하는 모든 전자 장비의 플러그 앤 플레이(plug-and-play)가 더욱 간단해졌다.
전 세계적으로 식별 가능한 USB 커넥터와 케이블은 호환성의 대명사로 알려져 있기 때문에 사용자는 자연스럽게 전 세계 어디서나 연결할 수 있다고 느낄 수 있다.
호환성 없는 레거시 IO 포트의 표준화를 통해 15년 전부터 혁명을 불러 일으켰던 최초 사양인 USB 1.1은 개인용 컴퓨터와 휴먼 인터페이스 주변장치의 교류 방식을 근본적으로 바꿔놓았다.
480Mbps까지 속도가 40배 업그레이드된 USB 2.0은 사실상 디지털 사진과 소비자용 오디오의 대중화에 기여한 개인용 스토리지 인터페이스가 됐다. 멀티미디어 콘텐츠의 저장 용량과 풍부한 기능의 지속적인 개선에 고무된 소비자들은 다양한 장치의 신속한 동기화, 공유 및 저장을 위해 콘텐츠에 보다 빠르게 접속하기를 원했다.
차세대 USB 기술인 USB 3.0이나 슈퍼스피드 USB는 속도와 관련해서 소비자의 식을 줄 모르는 요구의 부응하는 새로운 차원의 성능을 제공한다. USB 3.0은 USB 2.0 데이터 속도의 10배인 5Gbps에서 신속한 싱크 앤 고(sync-and-go) 라이프 스타일을 뒷받침 할 수 있도록 소비자가 선호하는 저장 인터페이스로서 USB의 인기를 더욱 높여줄 것이다.
USB 3.0과 관련해서 흥분되는 점은 미래의 저장 장치를 지원하는 성능 헤드룸 뿐만 아니라 현재의 USB가 도달할 수 없었던 새로운 어플리케이션을 가능하게 해 주는 잠재력이라고 할 수 있다. 이 새로운 사례의 예가 바로 USB 디스플레이다. PC 모니터가 VGA부터 XGA, UXGA, WUXGA까지 디스플레이 해상도 개선의 측면에서 비약적인 발전을 지속하는 동안, 픽셀 카운트를 유지하는 인터페이스 기술은 DVI, HDMI, Display Port로 바뀌고 있다.
기존장치와 호환성 유지함과 동시에 새로운 인터페이스 표준의 도입을 위해, 기존 커넥터를 버리지 않고도 새로운 커넥터가 추가되었다. 최신 PC에서 호환성 없이 공존하는 디스플레이 커넥터가 설계 부분에서 도전 과제로 부각되고 있으며 사용자 혼동의 원인이 되고 있다.
최소의 디자인과 최고의 이식성이 개인용 컴퓨터와 가전제품의 주요 설계 언어가 되고 있는 지금의 시대에 동일한 용도에 작동하는 커넥터의 복제는 사용상의 심각한 문제를 야기 시키고 있다. 사실 USB는 사용자가 데스크 탑에서, 거실에서, 셔츠 주머니에서, 심지어 자동차에 갖고 있는 거의 모든 가전제품과의 연결이 가능하기 때문에 새로운 용도로 활용하기 위해 기존 USB 커넥터를 강화하는 것이 훨씬 경제적이다.
아울러 전 세계적으로 모든 레벨을 경험한 사용자는 이미 USB가 익숙해 있으며 모니터에 연결한 USB를 활용하는 것은 USB 마우스, 키보드, 프린터 또는 플래시 드라이브를 사용하는 것만큼이나 자연스러워졌다. 그러나, USB에서 그래픽 재현에 필요한 절대 대역폭 때문에 USB 2.0은 픽셀이 480Mbps 링크로 전송되기 전까지 압축하지 않는 한 작업에 한계가 있었다. 하지만, USB 3.0은 이 한계를 넘어섰다.
5Gbps 가능한 대역폭 때문에 USB 연결 디스플레이가 기술적, 실용적으로 가능해졌다. 속도의 개선 이외에도 USB 3.0은 물리적 계층, 링크 계층 및 프로토콜 계층에서 다양한 장점이 있기 때문에 디스플레이 어플리케이션의 훌륭한 후보가 될 수 있다.
물리적 계층에서 슈퍼스피드 USB는 USB 2.0보다 비트 당 저 전력으로 작동하기 때문에 속도가 10배 증가해도 전력 소비는 상대적으로 적게 증가한다. 슈퍼 스피드 신호는 전용 TX와 RX 신호 페어가 포함된 듀얼 심플렉스(dual simplex)이기 때문에 양방향 트래픽을 처리하기 위해 버스를 회전시킬 필요가 없다.

모니터는 전적으로 데이터 싱크이기 때문에 USB 3.0 호스트에서 슈퍼스피드 USB 모니터로 이동하는 대용량의 디스플레이 데이터는 반대편으로 비트를 전송하는 다른 데이터 소스의 성능에 영향을 끼치지 않는다.
링크 계층에서 USB 3.0은 고급 인코딩 기술을 활용해 10-20의 비트 에러율을 자랑하기 때문에 비디오 전송에 있어서 강력하고 신뢰할 수 있는 버스가 될 수 있다. 네 개 링크 파워 상태로 확장된 효과적인 파워 매니지먼트는 비트 당 파워 효율성을 최대화할 수 있는 기초가 된다. 
링크 계층을 넘어서 USB 3.0은 파워 매니지먼트에 글로벌 방식을 수용함으로써 더욱 진화했다. 전력 절감 기술은 물리적, 링크, 프로토콜, 호스트, 허브 및 장치와 같은 모든 레벨에 적용할 수 있기 때문에 전체 시스템의 전력 효율성이 향상된다.
가능한 한 전력 소비가 최소화될 경우, USB 3.0 케이블은 포트 당 기준에서 최대 4.5와트 (900 mA @ 5V)까지 얻을 수 있으며 이는 USB 2.0의 2.5와트의 두 배에 육박하는 수치다. 이로써 단일 USB 케이블로 데스크탑만한 크기의 모니터에 전원 공급이 가능한 전원 사용 어플리케이션이라는 새로운 시대가 열렸다.
더욱 고무적인 사실은 최근 LDC 패널 기술의 진보가 현격한 전력 절감에 초점을 두고 있다는 점이다. 전력 효율이 우수한 백라이트 LED, 휘도 향상 필름, 필드 순차 컬러 LCD 기술은 디스플레이의 전력 소비를 관리 가능한 수준까지 낮추고 궁극적으로 USB 케이블 자체만으로 전원을 공급할 수 있는 수준까지 낮출 것이다. 덕분에 USB 디스플레이는 USB 마우스나 플래시 드라이브만큼이나 보편화 될 것이다.
USB 디스플레이 어플리케이션은 무궁무진하다. USB는 단일 케이블에서 비디오, 그래픽, 관련 오디오 및 메가 데이터를 전송할 수 있다. 비디오와 오디오는 최적화된 활용 대역폭에서 어플리케이션에 맞게 압축 또는 무 압축 포맷으로 전송할 수 있다.
계층 스타(tier-star) USB 트리를 만드는 허브를 활용한다면 여러 대의 디스플레이가 주 화면의 복제 이미지를 재생하도록 추가하거나 전체 디스플레이 표면을 넓히기 위해 확장 스크린으로서 완전히 다른 이미지를 구현하도록 편성될 수 있다.
내장 스피커, 카메라, 마이크로폰, 터치스크린 기능이 포함된 다기능 모니터는 동일한 USB 케이블에 추가 제어, 대용량, 중단 및 동시 데이터를 모을 수 있기 때문에 데스크 탑의 케이블 잡음을 줄일 수 있다. 케이블 잡음 감소의 주요 용도는 USB 도킹 스테이션이다. 노트북 PC가 점점 얇아지고 가벼워지기때문에 최고 성능의 모바일 폼펙터를 얻기 위해 다양한 커넥터가 활용되고 있다.
동시에 소비자들은 PC에서 더 많은 USB 포트가 필요한 개인용 스토리지와 멀티미디어 가젯을 점점 더 많이 구입하고 있다. USB 도킹 스테이션은 PC에 하나의 USB 연결만을 필요로 하는 모든 주변 장치의 커넥티비티 옵션을 복구하는 이상적인 모바일 PC 동반자다.
모바일 PC도 결국 집으로 가져오기 때문에 PC를 도킹 스테이션과 연결하는 것은 데스크탑에 필적하는 풍부한 USB 포트를 추가할 수 있을 뿐만 아니라 도킹 스테이션에서 USB 그래픽 기능이 가능하기 때문에 내장 디스플레이의 제한된 화면 크기를 보완할 수 있는 두 번째 대형 모니터를 추가하는데 도움이 된다.
휴대용 프런트, 태블릿, 노트북 심지어 스마트폰에서 USB의 모든 커넥티비티 수요를 감당할 수 있기 때문에 디자인 간소화를 위해 비디오 커넥터도 없앨 수 있다. 데이터 동기화, 오디오 헤드셋, 배터리 충전을 위해 공유 마이크로-USB 또는 미니-USB 커넥터가 이미 포함된 스마트폰의 경우, 비디오를 보다 재미있게 감상하고 어플리케이션의 생산성을 높일 수 있도록 동일한 USB 커넥터를 대형 디스플레이에 연결해서 사용할 수 있다.
오늘날 개인용 컴퓨터와 관련된 모든 문제를 감안할 때, USB는 저전력 휴먼 인터페이스 장치부터 개인 및 지역 네트워크의 중속 무선 라디오, 데이터 공유 및 백업용 초고속 하드디스크 드라이브와 플래시 드라이브까지 거의 모든 종류의 주변기기에 표준화된 인터페이스를 갖고 있다.
결국 디스플레이 산업에서 다양한 기능을 갖춘 유비쿼터스 커넥터를 활용하는 새로운 슈퍼스피드 USB의 시대가 도래 할 것이며 디스플레이 가능한 USB는 눈부시게 발전하고 있는 에코시스템의 선구자가 될 것이다.

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