USB(Universal Serial Bus, 범용 직렬 버스)는 컴퓨터와 외부 장치를 물리적으로 연결하기 위한 인터페이스입니다. 키보드, 마우스, 스캐너, 프린터, 디지털 카메라는 물론 스마트폰까지 다양한 기기를 연결할 수 있습니다.
USB 연결은 크게 두 가지 목적, 즉 충전과 통신을 위해 사용됩니다. 컴퓨터는 USB를 통해 연결된 기기에 전력을 공급해 충전할 수 있고, 동시에 양방향 데이터 교환도 가능합니다. 프린터로 문서를 출력하거나, 스캐너에서 문서를 읽어들이거나, 스마트폰과 파일을 주고받는 것 모두 데이터 교환의 일종입니다.
USB의 종류는 어떻게 될까?
지금까지 수많은 USB 규격이 등장했으며, 그중 상당수는 이전 세대보다 향상된 성능을 자랑합니다. 하지만 규격이 워낙 많다 보니 어떤 규격이 필요한지, 어떤 용도로 쓰이는지 헷갈리기 쉽습니다. 아래 표에서 USB 종류를 한눈에 정리했습니다.
| 1 | USB Type A | USB의 원조 격인 최초의 형태 | 컴퓨터, 모바일 충전기, USB 메모리 등 지금도 거의 모든 곳에서 사용 중 |
| 2 | USB Type B | 주변기기 쪽 인터페이스 크기를 줄이기 위해 개발됨 | 주로 프린터와 스캐너에 사용 |
| 3 | 미니 USB(Mini-B) | Type A가 휴대용 기기에는 너무 커서 이를 보완하기 위해 등장 | 주로 디지털 카메라 등 휴대용 기기에 사용 |
| 4 | 마이크로 USB(Micro USB) | 기기 충전에 특화되어 등장한 규격 | 주로 스마트폰 충전에 사용되었으며, 게임 컨트롤러 등에도 활용 |
| 5 | 라이트닝(Lightning) | 방향에 구애받지 않고 양쪽 어느 쪽으로든 꽂을 수 있는 마이크로 USB 대비 장점 | Apple 아이폰에 사용 |
| 6 | USB Type C | 충전과 통신을 겸하면서 방향에 상관없이 꽂을 수 있는(리버서블) 소형 인터페이스의 필요성에서 탄생 | 거의 모든 신형 기기에서 마이크로 USB를 대체하는 중 |
| 7 | 썬더볼트(Thunderbolt) | Intel이 개발했으며 데이터 전송 속도에 집중한 기술 | 디스플레이 연결, 네트워킹, 스토리지 장치 연결에 활용 |
USB 전송 속도의 발전 과정
USB는 외형적인 변화뿐 아니라 전송 속도 면에서도 끊임없는 진화를 거쳐왔습니다. 지금까지 등장한 속도 규격을 살펴보겠습니다.
USB 1.x
최초의 USB 속도 규격으로, 12Mbps의 전송률을 지원하며 최대 127개의 외부 장치를 연결할 수 있었습니다.
USB 2.0
초당 60MB의 데이터 전송이 가능해 'Hi-Speed'라는 별명으로 불렸습니다.
참고: USB 1.x는 초당 12메가비트(Mbps), USB 2.0은 초당 60메가바이트(MBps)를 의미합니다. Mbps와 MBps는 전혀 다른 단위이므로 주의하세요.
USB 3.0
'SuperSpeed USB'라고도 불리는 USB 3.0은 속도와 성능이 크게 향상되었을 뿐 아니라 전력 공급과 대역폭도 개선되었습니다. 특히 양방향 동시 데이터 전송이 가능하며, USB 2.0보다 약 10배 빠른 640MBps(5Gbps)의 속도를 자랑합니다.
USB 3.1
5Gbps의 속도가 여전히 부족하다고 판단한 개발진은 이를 두 배로 늘렸습니다. USB 3.0과 거의 동일한 기능을 유지하면서 10Gbps의 전송 속도를 제공하는 USB 3.1이 탄생한 것입니다. 속도 차이만 있었기 때문에 별도의 이름인 USB4가 붙지 않았습니다.
썬더볼트(Thunderbolt)란?
“필요는 발명의 어머니”라는 말이 꼭 들어맞는 사례입니다. USB 3.1은 10Gbps의 뛰어난 전송률에도 불구하고 4K 영상 스트리밍이나 외장 그래픽카드 지원에는 역부족이었습니다. 더 많은 장치를 연결하려면 그만큼 더 큰 전력과 대역폭이 필요했기 때문입니다.
이런 수요를 충족시키기 위해 IT 업계의 거물인 Intel은 최신 USB Type C 인터페이스와 초당 40Gbps의 데이터 전송을 지원하는 새로운 표준을 결합한 신기술을 선보였습니다. 이것이 바로 썬더볼트로, USB 3.1보다 4배나 빠른 속도를 제공합니다. 여기에 100W의 전력 공급과 내장형 10GbE 네트워킹까지 지원합니다.
데이터 전송은 업스트림 20Gbps, 다운스트림 20Gbps로 분배되며, 비디오 대역폭은 두 배로 확장되었습니다. 또한 하나의 작은 포트만으로 최대 6개의 장치를 연결할 수 있습니다.
USB 4란?
USB 4는 USB 규격 분야의 최신 혁신으로, Intel의 기술을 기반으로 만들어졌습니다. 2017년 Intel은 자사의 썬더볼트 기술을 다른 칩 제조업체들에게 로열티 없이 공유하겠다고 발표했는데, 이것이 USB 4 탄생의 계기가 되었습니다.
USB 4는 Type C 인터페이스를 채택하고 최대 40Gbps의 속도를 제공합니다. 이 정도 속도면 하나의 포트만으로 두 대의 4K 디스플레이를 동시에 구동할 수 있습니다. 가격도 더 저렴해질 것이며, 시간이 지나면서 기존의 모든 USB 규격을 대체하게 될 것으로 전망됩니다. 또한 기기 제조업체가 해당 기능을 제공하고 적절한 케이블을 사용한다면 썬더볼트 장치도 지원할 수 있습니다.
왜 USB4인가?
USB는 장치 간 데이터와 전력 전송을 위한 세계 표준입니다. 그런데 지난 몇 년간, 특히 USB 3.0 이후 규격 체계가 다소 혼란스러워졌습니다. 기술적으로 큰 변화가 있으면 'USB 3.X'처럼 숫자를 올리고, 변화가 미미하면 'Gen'(세대)이라는 표현을 덧붙이는 식이었죠. 가장 최신 규격인 USB 3.2 Gen 2×2의 잠재 성능을 온전히 발휘하려면 통신에 참여하는 양쪽 장치의 포트와 데이터 케이블까지 모두 같은 버전이어야 합니다.
이런 혼란을 해소하고 최고 수준의 성능을 하나의 표준으로 제공하기 위해, USB Promoter Group은 Intel의 '썬더볼트' 기술과 협력해 단일 표준을 만들어냈습니다. 그 결과물이 바로 USB4입니다.
USB4는 기존 USB 규격 연구의 모든 장점에 썬더볼트 프로토콜을 더한 규격입니다. 이전 USB 규격과의 하위 호환성을 지원하며, 썬더볼트 장치와의 크로스 플랫폼 호환성도 갖추고 있습니다. 이제 모든 제조업체가 Intel에 로열티를 지불하지 않고도 USB4 관련 장치를 생산할 수 있게 되어, 이 기술의 전 세계적 확산이 한층 빨라질 전망입니다. Intel 입장에서도 USB4와 썬더볼트의 호환성 덕분에 이미 시장에 나와 있는 썬더볼트 기술 탑재 장치의 판매가 늘어나는 등 이득을 볼 수 있습니다.
이제 놀라운 속도의 충전과 데이터 전송, 모니터로의 빠른 영상 신호 전달, 그리고 단 하나의 포트로 여러 장치를 연결하는 기능을 기대해도 좋습니다.
USB4는 언제 만날 수 있을까?
첫 번째 제품들은 2020년 초부터 출시되기 시작했으며, 컴퓨터와 스마트폰을 아우르는 모든 기기 제조업체가 USB4 기술을 채택하기까지는 몇 년의 시간이 더 필요할 것으로 보입니다. 다행히 USB4는 하위 호환성을 지원하기 때문에, 적절한 USB 어댑터만 있다면 전환 과정에서 큰 문제는 없을 것입니다.
다만 이전 버전의 USB 규격을 사용하는 환경에서는 USB4의 이점을 온전히 누릴 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어, USB4 하드 드라이브 어댑터의 데이터를 USB 3.1 포트를 가진 노트북에 어댑터로 연결하면 실제 전송 속도는 10Gbps로 제한됩니다. USB4 하드 드라이브 어댑터에서는 40Gbps로 데이터가 출력되더라도, 어댑터와 컴퓨터의 USB 3.1 포트가 해당 규격의 한계에 맞춰 전송 속도를 낮추기 때문입니다. 따라서 이 강력한 기술의 혜택을 온전히 누리려면 USB4 포트, 케이블, 장치를 모두 갖추는 것이 필수입니다.
모든 기술 혁신이 그렇듯, USB4도 우리 일상에 완전히 자리 잡기까지는 시간이 걸릴 것입니다. 이전 세대와 경쟁 기술보다 우월하지만, 다른 USB 규격으로 운영되는 수천만 개의 기기를 당장 대체할 수는 없습니다. 각 제조업체는 기존 생산 방식을 변경하고 투자를 감수하면서 USB4를 자사 제품에 통합해야 합니다. 서로 다른 USB 규격의 장치를 연결할 수 있게 해주는 어댑터와 커넥터의 개발 역시 이 과정의 지연 요소로 작용합니다.
현재로서는 USB4가 더 빠르고 더 뛰어난 기술이라는 사실만 확인할 수 있지만, 실제로 널리 보급되면 아직 드러나지 않은 숨겨진 잠재력과 함께 이 새로운 기술로 전환이 왜 중요한지 더욱 명확해질 것입니다.