USB의 등장이 오히려 나쁜 영향을 끼쳤다고 주장할 사람은 아무도 없을 것입니다. 지금은 상징이 된 USB 포트가 처음 등장하기 전만 해도, 컴퓨터 세계는 서로 호환되지 않는 복잡한 연결 규격들로 가득했으니까요.
1990년대 초반의 전형적인 PC에는 LPT(프린터 포트), 시리얼 포트, PS/2, SCSI, MIDI 포트 등이 즐비했습니다. 그렇게 파편화되어 있던 연결 방식을 하나로 통합한 것이 바로 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus), 즉 USB입니다. 하지만 이름처럼 '완전히 범용적'이지는 않다는 점이 문제입니다!
USB 버전과 속도
먼저 알아야 할 중요한 사실이 있습니다. 두 개의 USB 포트와 케이블이 겉보기에 똑같아 보여도, 반드시 같은 성능을 가진 것은 아니라는 점입니다. USB 표준은 수년간 꾸준히 발전해 왔으며, 데이터를 주고받는 하드웨어의 처리 속도가 빨라졌고 내부 배선 구조도 크게 달라졌기 때문입니다.
그럼에도 USB의 핵심은 '범용성'입니다. 실제로는 케이블이 포트에 물리적으로 맞으면 작동합니다. 최악의 경우라도 양쪽 기기가 모두 이해할 수 있는 가장 오래되고 느린 표준으로 자동 전환될 뿐입니다. 다만 이 때문에 어떤 기기들은 케이블을 통해 데이터를 충분히 빠르게 전송하지 못해 정상적으로 작동하지 않을 수 있습니다.
USB 주변기기를 구매할 때는 해당 기기가 지원하는 최상위 표준, 경우에 따라서는 '요구'하는 표준이 명시되어 있습니다. 최상의 성능을 위해서는 컴퓨터, 케이블, 기기 세 가지 모두가 해당 USB 표준을 준수해야 합니다.
현재 시중에는 세 세대의 USB가 보급되어 있으며, 네 번째 세대도 곧 출시를 앞두고 있습니다. 최소한 알아야 할 내용은 다음과 같습니다.
- USB 1: 최대 이론 속도 12Mbps(메가비트/초). 이런 구형 기기도 최신 USB 환경에서 작동하지만, 속도는 이 이상 올라가지 못하며 대개 더 낮은 속도로 동작합니다. '풀 스피드(Full Speed)'라고도 불려 혼란을 주곤 합니다.
- USB 2: 훨씬 빨라진 세대로, 최대 이론 속도는 480Mbps입니다. 마케팅 명칭은 '하이 스피드(High Speed)'입니다.
- USB 3: 글 작성 시점 기준 최신 표준으로, 놀랍게도 최대 5Gbps(기가비트/초)의 이론 속도를 자랑합니다. 마케팅 명칭은 '슈퍼스피드(SuperSpeed)'입니다.
참고로 USB 1 세대 중 실제로 널리 보급된 것은 USB 1.1이며, USB 1.0 기기를 사용자가 접한 경우는 거의 없습니다. USB 2.0은 한 차례 개정을 거쳤고, USB 3는 3.1과 3.2로 이어지며 가장 많은 개정을 거쳤습니다.
그리고 이들 버전은 다시 세대(Gen)로 세분화됩니다. USB 3.1은 Gen 1과 Gen 2로 나뉘고, USB 3.2는 Gen 1, Gen 2, 그리고 2×2로 구분됩니다.
세부 세대 간 성능 차이도 상당합니다. USB 3.1 Gen 1은 5Gbps로 동작하지만, Gen 2는 그 두 배인 10Gbps입니다. USB 3.2 세대는 각각 5Gbps, 10Gbps, 20Gbps로 동작합니다.
USB-C 포트의 썬더볼트 3에 대한 참고 사항
썬더볼트 3(Thunderbolt 3)는 USB와는 완전히 별개의 데이터 전송 표준입니다. 그런데도 USB-C와 동일한 포트를 사용합니다! 생각보다 복잡하지 않으니, 꼭 알아야 할 핵심만 정리해 보겠습니다.
- 모든 USB-C 기기는 썬더볼트 3 포트에서 정상 작동합니다.
- 반면 썬더볼트 기기는 썬더볼트를 지원하지 않는 일반 USB-C 포트에서는 작동하지 않습니다.
- 썬더볼트를 지원하는 USB-C 포트 옆에는 작은 번개(⚡) 아이콘이 표시된 경우가 많습니다.
- USB-C 케이블은 썬더볼트 케이블로도 사용할 수 있지만, 저가형 제품은 썬더볼트 속도를 온전히 유지하지 못할 수 있습니다.
- 썬더볼트 케이블 역시 USB-C 케이블로 사용할 수 있습니다.
썬더볼트는 훌륭한 기술이지만, 이 글의 주제는 USB이므로 여기까지만 살펴보겠습니다.
USB 포트 유형
USB 세대별 차이를 살펴봤으니, 이제 실제 물리적 포트에 대해 알아보겠습니다. 그 전에 유용한 팁 하나! USB 3 포트는 관례적으로 내부가 파란색입니다. 덕분에 구형 USB 포트와 쉽게 구별할 수 있습니다.
Type-A 포트
가장 원조 격인 USB 포트는 Type-A입니다. 평판 TV부터 시계 라디오까지 어디에나 있는, 우리 모두에게 익숙한 포트입니다. USB 1과 USB 2의 Type-A 포트는 내부에 핀이 4개뿐입니다. 데이터용 2개, 전원용 2개입니다. 반면 USB 3 Type-A 포트는 총 9개의 핀을 가지면서도 완벽하게 하위 호환성을 유지합니다.
Type-B 포트
다음은 비교적 드물게 볼 수 있는 Type-B 포트입니다. 주로 프린터나 외장 하드드라이브 같은 기기에 달려 있습니다. 컴퓨터 같은 '호스트(host)'가 아닌 기기를 위한 암컷 포트입니다. 주의할 점은 USB 1·2 Type-B 포트는 USB 3 Type-B 포트와 물리적으로 호환되지 않는다는 것입니다.
Type-C 포트
마지막으로 최신 규격인 Type-C 포트입니다. 작지만 촘촘히 배선된 이 포트는 방향이 없는 리버서블(reversible) 구조입니다. Type-A나 Type-B와 달리 어느 방향으로든 꽂을 수 있다는 뜻입니다. 어댑터를 사용하면 USB 1을 제외한 모든 USB 규격과 호환되며, USB 3.2부터는 다른 연결 방식들을 대체하고 있습니다.
미니(Mini)와 마이크로(Micro) 포트
표준 포트 외에도, 크기가 작아 일반 USB-A 포트를 장착하기 어려운 기기를 위해 '미니'와 '마이크로' 버전도 존재합니다. 게임 컨트롤러, 스마트폰 등 소형 기기에는 Type-A와 Type-B의 미니·마이크로 버전이 탑재되기도 하며, 호스트와 주변기기 역할을 동시에 수행하는 기기를 위한 Type-AB 포트도 있습니다.
USB-C가 등장하기 전에는 스마트폰에 Micro-B 포트가 가장 널리 사용되었고, Mini-B 포트는 플레이스테이션 3 컨트롤러 같은 기기에서 찾아볼 수 있었습니다.
Micro-B 포트는 여전히 스마트폰, 보조배터리, 각종 소형 전자기기에 폭넓게 쓰이고 있지만, USB-C는 크기와 무관하게 모든 USB 기기의 새로운 표준으로 빠르게 자리 잡고 있습니다.
USB 전력 표준
USB는 단순히 기기 간 데이터를 전송하는 통로가 아니라, 전력을 공급하는 수단이기도 합니다. 애플의 모바일 기기를 제외하면 사실상 모든 최신 스마트폰이 충전과 데이터 전송을 위해 어떤 형태로든 USB 포트를 사용합니다.
실제로 데이터를 전혀 주고받지 않는 기기들도 충전을 위해 USB를 활용합니다. 보조배터리부터 소형 드론 장난감까지가 그 예입니다. 일부 USB 케이블은 데이터 전송용 배선이 빠진 '전원 전용' 케이블이기도 한데, 보조배터리에 동봉되는 케이블이 이런 유형인 경우가 많습니다.
이런 전원 전용 케이블은 모바일 기기의 바이러스 감염을 예방하는 데 의외로 유용합니다. 예를 들어 공항에서 무료 충전기를 제공할 때, 해커가 이를 멀웨어에 감염된 기기로 몰래 교체하는 수법이 있습니다. 이른바 '데이터 블로커(data blocker)' USB 케이블은 바로 이런 공격을 차단해 줍니다.
USB가 공급하는 전력의 이해
USB 케이블을 통해 공급되는 실제 전력량은 편차가 큽니다. 다만 한 가지만 기억하면 됩니다. USB 규격을 준수하는 포트에 기기를 연결하면, 기기가 필요로 하는 전력과 포트가 공급할 수 있는 전력 중 더 낮은 쪽에 맞춰 전류가 흐른다는 점입니다.
따라서 스마트폰을 기본 제공 충전기보다 출력이 높은 충전기에 연결해도 걱정할 필요가 없습니다. 기기와 케이블이 모두 신뢰할 수 있는 제조사의 제품이라면 과전류 문제는 신경 쓰지 않아도 됩니다.
반대로 알아두어야 할 것은, 일부 USB 전원은 기기를 제대로 충전하지 못할 수 있다는 점입니다. USB는 하드웨어 세대에 따라 전력을 공급합니다. USB 1.0과 2.0은 500mA의 전류를, USB 3.0은 최대 900mA를, USB 3.1은 무려 3000mA(3A)까지 공급할 수 있습니다.
이 수치들은 어디까지나 인증을 받기 위해 제조사가 지켜야 하는 최소 기준입니다. 자동차 충전기나 애플 iPad 충전기가 2.1A로 표기되는 경우를 보셨을 텐데, 이는 어떤 USB 표준에도 포함되지 않는 값입니다. 추가 전력을 활용하려면 기기가 충전기와 직접 통신하여 필요한 전력량을 협상해야 합니다.
협상이 이루어지지 않으면 기기는 최소값인 500mA로만 충전됩니다. 결국 기억해야 할 것은, USB 규격을 초과하는 고속 충전을 위해서는 충전기와 기기가 동일한 '퀵 차징(quick charging)' 표준을 지원해야 한다는 점입니다.
최신 USB 3 세대의 고출력 전송을 제외하면, 그 밖의 모든 고속 충전 표준은 업계 표준이 아닙니다. 따라서 '고속 충전'을 지원하는 스마트폰이라도 서드파티 충전기에서 최대 속도로 충전된다는 보장은 없습니다.
예를 들어 안드로이드 폰에서는 충전 속도가 느린지 빠른지, 그리고 예상 완료 시간까지 알려주는 알림이 표시되곤 합니다.
맥(Mac)에서 USB 사용하기
USB는 USB 자체의 역사만큼이나 오랫동안 애플 컴퓨터의 일부였습니다. 1998년 첫 번째 iMac은 USB 포트 2개와 FireWire 포트 2개만 남기고 모든 포트를 과감히 제거했습니다. USB 대중화에 애플이 크게 기여했다고 해도 과언이 아닙니다.
현대의 맥은 USB 기술과 관련해 한층 더 급진적인 선택을 했습니다. 모든 포트를 없애고 USB-C 포트 한두 개만 남긴 것입니다. 따라서 USB-C를 기본으로 사용하지 않는 기기를 연결하려면 USB-C 허브가 유일한 해결책입니다.
다행히 USB-C는 대역폭과 전력 공급 능력이 뛰어나기 때문에, 저렴한 허브 하나만 추가해도 원하는 거의 모든 연결을 확보할 수 있습니다. 단, Mac 호환성을 명확히 검증한 제품인지 반드시 확인하세요. USB-C 포트가 두 개 달린 맥북은 두 포트에 동시에 꽂아 대역폭을 합산해 허브로 사용하는 '듀얼 허브(dual-hub)' 제품도 활용할 수 있습니다.
USB 4를 향한 마무리 노트
USB 이야기를 마무리하기 전에, 미래에 대해 짧게 짚고 넘어가겠습니다. USB 4가 머지않아 도래하고 있으므로 미리 준비해 두는 것이 좋습니다. 이 새로운 표준은 최대 40Gbps의 대역폭을 지원하지만, 하위 호환은 USB 3.2와 USB 2.0까지만 됩니다.
다만 실제로는 누구에게도 불편이 되지 않을 것입니다. USB 1 하드웨어는 이미 사실상 사라진 지 오래이기 때문입니다. 또한 USB 4의 주력 포트는 현재의 USB-C이므로, 모든 USB가 하나로 통합되어 '포트끼리 호환될까?' 하는 걱정은 과거의 일이 될 것입니다. 몇 년 후면 이 글에서 읽은 내용을 굳이 기억할 필요조차 없어질지도 모르겠네요.