USB 3.1로 대동단결!

지난 1일 USB 단자(Universal Serial Bus, 범용 직렬 단자)의 규격을 결정하는 USB 프로모터 그룹이 USB 3.0의 후속인 USB 3.1의 성능을 확정하고, 새로운 연결방식인 'USB 3.1 C 타입' 규격을 공개했다. 지난 2008년 USB 3.0을 공개한 이래 6년만에 등장한 신 규격이다. 이름만 보면 소소한 업데이트 같지만, 지금까지의 USB 역사에서 가장 큰 혁신이다. 뭐가 어떻게 변하는지 한번 자세히 알아보자.

2배 더 빠르고 10배 더 강하다

USB 3.1의 전송속도는 기존 USB 3.0보다 2배 더 빠르다. USB 3.0의 초당 데이터 전송속도는 최대 5Gbps(1초 당 625MB)였으나, USB 3.1은 최대 10Gbps(1초 당 1.25GB)로 강화된다. 가장 빠른 저장장치인 SSD가 1초 당 500MB 내외를 기록할 수 있는 점을 감안하면 저장장치의 속도마저 초월한 셈. 이제 저장장치가 PC 내부에 있든 외부에 있든 동일한 속도로 데이터를 기록할 수 있다.

이를 단순히 전송속도가 2배 빨라진 것으로 봐서는 곤란하다. 주변기기나 외부 저장장치 연결용이라는 기존의 편견을 벗고, 디스플레이 연결까지 감당할 수 있는 규격으로 거듭난 것이다. 기존 USB 단자는 전송속도(대역폭)의 한계 탓에 HD 해상도의 소형 보조 디스플레이(USB 모니터) 정도만 연결할 수 있었다. 풀HD 이상의 고해상도 모니터를 연결하는 것은 엄두도 못 냈다.

하지만 USB 3.1은 다르다. 현재 가장 널리 사용되는 영상 전송 규격 HDMI 1.4의 경우 10.2Gbps의 속도로 데이터를 주고 받을 수 있다. USB 3.1의 전송속도도 이와 같다. 때문에 USB 3.1은 풀HD나 QHD 모니터 연결용 단자로 활약할 수 있을 전망이다.

연결된 기기에 전달할 수 있는 전압(V)의 최대치도 4배 증가한다. USB 3.0은 5V가 한계였으나, USB 3.1은 12V 또는 20V를 전달할 수 있다. 전류의 세기도 2A에서 5A로 확장된다.

덕분에 USB 3.1은 최대 100W의 전력을 송신할 수 있다. 기존 USB 3.0은 10W밖에 감당하지 못했다. 때문에 3.5인치 외장하드, NAS 등을 PC와 연결하려면 외부 전력이 반드시 필요했다. 이제 달라진다. USB 3.1은 외부 전력이 없어도 3.5인치 외장하드와 NAS를 감당할 수 있다. NAS는 보통 36W(12V, 3A)의 전력을 요구한다. 3.5인치 외장하드는 이보다 더 적다.

이는 디스플레이에도 해당된다. 24인치 모니터 역시 평균 36W의 전력을 필요로 한다. USB 3.1로 화면을 출력할 경우 모니터에 별도의 전력을 공급하지 않아도 된다. 노트북의 전력 요구량도 NAS나 모니터와 비슷하다. 지금은 마이크로 USB 단자를 통해 스마트폰이나 태블릿PC를 충전하는게 고작이지만, USB 3.1이 상용화될 경우 USB 단자로 노트북을 충전하는 모습도 쉽게 볼 수 있을 것으로 보인다.

왜 이렇게 데이터와 전력 전송량을 강화한 걸까. '올인원(All-in-One) 단자'가 되기 위해서다. 마우스, 외장하드 등 일반 주변기기뿐만 아니라 모니터나 노트북처럼 독립된 제품과의 연결마저 모두 감당하려는 것이다. PS/2, 패러렐 포트, IEEE 1394 등이 사라진 덕분에 과거에 비하면 많이 간단해졌지만, 여전히 PC와 노트북에는 HDMI, LAN, 전원 등 다양한 단자가 붙어있다. USB 단자의 궁극적인 진화 방향은 이렇게 다양한 단자를 모두 대체하려는 것에 있다.

앞과 뒤의 구분이 사라지다

USB 3.1은 A 타입, B 타입, C 타입 등 세 가지 형태의 커넥터(Connector)와 마운트(Mount)를 제공한다. A 타입과 B 타입은 USB 3.0과 함께 등장한 규격이다. A 타입은 우리가 가장 널리 사용하는 USB 형태 그대로다. 커넥터와 마운트의 색상만 USB 3.0처럼 파랄 뿐이다. USB 1.1 및 2.0과 고스란히 호환된다. PC, 노트북, 모니터, TV 등 우리 주변 어디서나 흔히 찾아볼 수 있다. B 타입은 USB 2.0 마이크로 B 타입과 호환성을 유지하면서 속도를 향상시키기 위해 등장한 규격이다. 외장하드나 갤럭시노트3 등 일부 스마트폰에 채택된 바 있다.

USB 3.1 C 타입은 이번에 새롭게 등장한 규격이다. 앞과 뒤의 구분이 없는 것이 특징이다. 애플 아이폰, 아이패드 등에 도입된 라이트닝 단자처럼 방향을 마음대로 바꿔가며 꽂아도 된다. 게다가 연결 부위가 외부에 노출돼 사용자가 감전될 위험이 있는 라이트닝 단자와 달리 연결 부위가 커넥터 속에 감춰져 있다. 편리하면서 안전하다. 크기도 스마트폰 등에 널리 사용되는 USB 2.0 마이크로 B 타입과 유사하다.

USB 3.1 C 타입은 USB 3.0 B 타입의 실패를 반성하는 의미에서 나온 규격이다. 원래 USB 프로모터 그룹은 대형 제품에는 A 타입, 소형 제품에는 B 타입이 채택되길 기대했다. A 타입은 아무런 거부감 없이 받아들여졌다. 반면 B 타입은 소형 제품에 사용하기엔 쓸데없이 길었다. 호환성을 유지하기 위해 형태도 매우 괴상했다. USB 2.0 마이크로 B 타입 옆에 혹을 하나 붙여 놓은 생김새였다. 이를 깨달은 USB 프로모터 그룹은 B 타입보다 작으면서, 라이트닝 단자만큼 편리한 규격을 연구했다. 그 결과가 USB 3.1 C 타입이다.

B 타입을 폐기하겠단 얘기는 아니다. A, B, C 세 가지 타입은 계속 공존한다. 기존 제품과 호환성을 유지하기 위해서다. 다만 크기와 편리성 덕분에 C 타입이 향후 대세로 떠오를 가능성이 높다.

언제쯤 만나 볼 수 있나요?

USB 3.1의 규격은 확정됐지만, 바로 만나볼 수 는 없다. USB 3.1 규격을 채택한 제품 개발이 이제 막 시작됐기 때문. USB 프로모터 그룹은 빠르면 올해 말 USB 3.1을 채택한 시제품을 만나볼 수 있을 것이라고 밝혔다. 사용자들은 USB 3.1과 USB 3.1 C 타입 단자를 채택한 스마트폰, 노트북, 모니터 등을 내년 상반기는 돼야 만나 볼 수 있을 전망이다.

애플과 인텔의 도전에 직면한 USB

패러렐 포트나 IEEE1394 같은 쟁쟁한 경쟁자를 몰아내고 연결 단자 시장을 장악한 USB이지만, 모든 경쟁자를 물리친 것은 아니다. 애플과 인텔이 손잡고 '썬더볼트(Thunderbolt)'라는 강력한 경쟁상대를 PC 및 노트북 시장에 선보였고, 애플 홀로 '라이트닝(Lightning)'이라는 규격으로 마이크로 USB 단자와 모바일 시장에서 겨루고 있다. 둘 다 USB 단자의 자리를 호시탐탐 노리고 있다.

경쟁자를 통해 USB 3.1의 진화 방향을 이해할 수 있다. USB 3.1의 성능 강화는 썬더볼트와 경쟁하기 위해서고, USB 3.1 C 타입의 편의성 강화는 라이트닝을 시장에서 몰아내기 위해서다.

사실 성능만 놓고 보면 USB 3.1은 썬더볼트의 상대가 되지 못한다. USB 3.1은 이제서야 데이터 전송속도 10Gbps를 달성했지만, 썬더볼트는 1.0 버전부터 데이터 전송속도가 10Gbps였고, 2.0 버전에 이르러서는 20Gbps로 두 배 향상된 상태다. 내년 등장할 3.0 버전은 40Gbps가 목표라는 얘기도 흘러나온다. 가장 빠른 연결 방식인 PCI 익스프레스(X16) 못지 않다. 게다가 썬더볼트는 병렬(Parallel) 구성이라 데이터 읽기와 쓰기를 동시에 수행해도 속도가 떨어지지 않는다. 반면 USB는 직렬(Serial) 구성이라 데이터 읽기와 쓰기를 동시에 수행하면 속도가 현격하게 떨어진다. USB 3.0의 데이터 전송속도가 이론상으론 SSD의 기록속도보다 빠르지만, 실제론 병목현상이 발생했던 이유이기도 하다.

그럼에도 불구하고 USB는 썬더볼트와 라이트닝보다 압도적으로 점유율이 높다. 썬더볼트와 라이트닝은 애플의 제품과 일부 고급 메인보드에서나 찾아볼 수 있는 게 현실이다. 연결 단자 시장은 사용자에게 익숙한 것이 언제나 승리했다. 성능은 사실 그렇게 크게 중요한 것이 아니다. 과거 소니와 애플이 함께 선보인 IEEE 1394가 우월한 성능에도 불구하고 무참히 패배한 것이 그 증거다.

하지만 현재 시장상황은 USB에게 그리 낙관적이지 않다. USB 진영의 유일한 경쟁자이자 언제나 독자규격을 추구해온 아웃사이더 애플의 존재감이 만만찮고, USB 진영의 가장 큰 우군이었던 인텔이 썬더볼트에 힘을 실어주고 있기 때문이다. 예전에는 애플의 시장영향력이 미미했다. 지금은 아니다. 아이폰과 아이패드는 USB 진영의 우군 안드로이드 운영체제와 밀림 없이 경쟁하고 있고, 맥 역시 PC 시장을 야금야금 잠식하고 있다. 설상가상으로 인텔마저 PC나 노트북에 썬더볼트를 탑재하는 것을 권유하고 있다.

벼락(썬더볼트)과 번개(라이트닝)는 결국 하나로 합쳐질 것이고, USB 진영은 그들의 도전에 직면할 수 밖에 없다. 방심하면 순식간에 무너지는 것이 IT 업계의 불문율이다. 4~8년에 한번씩 업데이트를 선보이며 굼뜬 움직임을 보여줬던 USB 진영이 향후 어떻게 대처할지 몹시 궁금하다.

USB에 대한 보다 자세한 정보는 '컴퓨터 주변기기 연결을 위한 표준 규격, USB' 기사를 참고하세요.

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글 / IT동아 강일용(zero@itdonga.com)