LCD 모니터를 위한 고화질의 디지털 인터페이스 - DVI(Digital Visual Interface)

컴퓨터는 여러 가지 장치가 유기적으로 연결, 서로 데이터를 주고받으며 하나의 개체를 이룬다. 따라서 각 장치의 개별적인 성능이 향상되더라도 장치간을 연결하는 이어주는 부분, 즉 인터페이스(interface)에서 원활한 데이터 전달이 이루어지지 않는다면 장치가 가진 본연의 성능을 발휘하기 힘들다. 특히, 동작 원리가 다른 두 개 이상의 장치를 연동시키기 위해 서로 인식 가능한 신호구조로 데이터를 변환시킬 때 데이터의 품질 저하가 일어나는 경우가 많다.

대표적인 것이 컴퓨터 본체와 모니터를 연결하는 경우다. 1990년대 까지만 해도 대부분의 컴퓨터는 CRT(브라운관) 기반의 모니터를 사용하고 있었는데, CRT는 근본적으로 아날로그 방식의 영상 데이터만을 표시할 수 있다. 때문에 모든 데이터를 디지털 처리하는 컴퓨터에서 CRT 모니터로 영상을 출력하기 위해서는 본래의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 과정이 필요했다. 이 과정에서 원본의 화질이 손상되기 마련이었다.

그리고 아날로그 신호는 디지털 신호화 달리, 전달되는 과정에서 데이터 품질이 저하되는 경우도 많다. 특히 주변의 노이즈나 전압의 변화, 혹은 케이블의 길이나 굵기, 재질 등에 따라 민감하게 반응한다. 더욱이 아날로그 신호는 비슷한 품질의 디지털 신호에 비해 훨씬 넓은 대역폭(데이터가 지나가는 통로)을 요구하기 때문에 고품질의 데이터를 전달하는데 한계가 있다. 때문에 CRT 방식 모니터는 컴퓨터에서 전달되는 영상을 화질 저하 없이 표시하기가 힘들었다.

LCD 모니터의 시대, 그리고 DVI의 등장

1990년대 후반부터 LCD(액정) 방식 모니터의 보급이 본격화되면서 아날로그 영상 인터페이스의 한계가 한층 분명하게 드러나기 시작했다. LCD는 디지털 방식으로 영상 데이터를 처리하므로 컴퓨터에서 전달되는 디지털 신호를 품질 저하 없이 그대로 표시할 수 있다. 다만, CRT 모니터 시절부터 오랫동안 써온 D-Sub(VGA, 15핀) 포트 규격의 인터페이스로는 디지털 영상 신호를 출력할 수 없다는 점이 문제였다.

당시의 그래픽카드(컴퓨터 화면을 모니터로 출력하는 장치)는 대부분 D-Sub 포트만 갖추고 있었기 때문에 디지털 영상을 모니터로 그대로 전달할 방법이 없었다. 그래서 초기의 LCD 모니터는 여전히 D-Sub 인터페이스만 가지고 있는 경우가 많았다. 일부 고가 모니터는 D-Sub보다 화질 저하가 적은 BNC(Bayonet Neill-Concelman) 규격의 인터페이스를 지원하기도 했지만 이 역시 아날로그 방식이기 때문에 근본적인 해결책은 되지 못했다.

그래서 등장한 것이 바로 ‘DVI(Digital Visual Interface)’다. DVI는 이름 그대로 디지털 방식의 영상 신호를 전달할 수 있는 인터페이스를 뜻한다. DVI는 인텔, 실리콘이미지, HP, 컴팩, NEC 등의 업체들이 연합해 결성한 ‘디지털 디스플레이 워킹 그룹(Digital Display Working Group, 이하 DDWG)’에서 개발하여 1999년에 처음 발표되었다. DDWG에는 컴퓨터 업계를 주도적으로 이끄는 업체들이 다수 포함되어 있어 DVI는 생각 이상으로 빠르게 보급될 수 있었는데, 이로 인해 2005년 즈음부터 출시되는 LCD 모니터나 그래픽카드는 대부분 DVI 포트가 달려 나오기 시작했다.

싱글 링크 DVI와 듀얼 링크 DVI의 차이

기본적으로 많이 사용하는 ‘싱글 링크(Single Link)’ 규격의 DVI는 기본적으로 4쌍의 연선(2개의 선을 꼬아 만든 케이블)으로 영상 데이터를 전달하도록 구성되어 있으며, 각 연선은 적색, 녹색, 청색의 3원색 및 클럭(clock: 주파수) 정보를 담은 디지털 데이터를 전달한다. DVI는 하나의 화소(화면을 구성하는 점)당 24비트 컬러(16,777,216색)을 구현할 수 있으며, 60Hz 화면 주파수(1초당 화면이 깜박이는 빈도, 주사율이라고도 한다) 환경에서 최대 1,920 x 1,200 해상도(화면의 정밀도)의 화면을 전달할 수 있다(주파수를 낮추면 보다 높은 해상도도 구현 가능하지만 눈이 쉽게 피로해지므로 거의 쓰이지 않는다). 이러한 DVI의 등장으로 인해 LCD 모니터 본래의 디지털 화질을 쉽게 구현할 수 있게 되었다.

DVI는 싱글 링크 규격 외에도 영상 데이터를 전달하는 내부 연선 및 접속 핀의 수를 2배로 늘린 ‘듀얼 링크(Dual Link)’ 규격도 있다. 듀얼 링크 DVI는 싱글 링크 DVI 보다 대역폭이 넓기 때문에 1,920 x 1,200 해상도에서 120Hz까지 화면 주파수를 높일 수 있으며, 60Hz 주파수 환경에서는 2,560 x 1,600의 고해상도 화면도 구현할 수 있다. 듀얼 링크 DVI 기능을 사용하려면 이를 지원하는 케이블 및 그래픽카드를 사용해야 한다.

2011년 현재 사용하는 대부분의 LCD 모니터는 1,920 x 1,200 이하의 해상도를 사용하므로 싱글 링크 DVI 규격의 케이블 및 그래픽카드를 사용해도 큰 문제가 없다. 하지만 화면 크기가 27인치(68.58cm)를 넘는 대형 모니터 중에는 2,560 x 1,400이나 2,560 x 1,600 등의 높은 해상도로 표시되는 제품이 종종 출시되므로, 이런 모니터를 제대로 쓰려면 듀얼 링크 DVI 출력을 지원하는 그래픽카드가 필요하다.

D-Sub 포트와 호환이 가능한 DVI 포트

DVI 포트를 갖춘 그래픽카드의 보급률이 높아진 것은 사실이지만 아직도 CRT 모니터를 쓰는 사용자도 적지 않으며, 일부 LCD 모니터 중에서 D-Sub 포트만 갖춘 경우도 있다. 이러한 경우를 대비해 DVI 포트 중에는 디지털 신호뿐 아니라 아날로그 신호도 전달할 수 있는 기능을 함께 갖춘 경우도 있다. 이러한 DVI 포트를 DVI-I 규격 포트라고 하며, 포트의 모양을 바꾸는 젠더(gender)를 꽂아 D-Sub 케이블을 연결해 화면을 출력할 수 있다. 시중에 판매중인 PC용 그래픽카드는 대부분 DVI-I 규격 포트를 갖추고 있다.

DVI-I와 달리 아날로그 신호 출력 기능이 없이 디지털 신호만 출력 가능한 DVI 포트는 또한 DVI-D 규격 포트라고 한다. DVI-D 포트는 핀의 다소 배열이 달라서 D-Sub 변환 젠더를 꽂을 수 없으며, 억지로 꽂는다 해도 화면이 나오지 않는다. 그리고 DVI 포트 중에는 디지털 신호 출력 기능이 없이 아날로그 신호 출력 기능만 가진 DVI-A 규격 포트도 있으나 현재는 거의 쓰이지 않는다.

참고로 DVI 중에는 일반 DVI 보다 포트의 크기가 작은 ‘미니 DVI’와 ‘마이크로 DVI’ 규격도 있다. 이는 애플사의 일부 컴퓨터 기종에만 쓰여서 그다지 알려지지 않았다.

DVI와 HDMI의 관계

DVI와 비교되는 인터페이스로는 ‘HDMI’가 있다. DVI는 컴퓨터에 주로 쓰이지만 HDMI는 TV나 블루레이 플레이어와 같은 A/V기기에 주로 쓰인다. 그리고 영상 신호만을 전달할 수 있는 DVI와 달리 HDMI는 음성 신호까지 동시에 하나의 케이블로 전달할 수 있다는 점이 다르다. 하지만 내부적으로 같은 형식의 디지털 영상 데이터를 사용하므로 DVI – HDMI 전환 젠더나 케이블을 사용하면 서로 연결해 영상의 출력이 가능하다(음성은 출력되지 않는다).

다만, 일부 HDMI 모니터는 HDCP(High-bandwidth Digital Content Protectio)라고 하는 저작권 보호용 암호화 규격을 준수하지 않는 기기에서 출력되는 영상 신호는 표시되지 않는 경우도 있다. 때문에 DVI - HDMI 전환 젠더나 케이블을 사용해 PC와 모니터를 연결할 때는 현재 사용중인 컴퓨터의 그래픽카드가 HDCP 규격을 준수하는지 확인하는 것이 좋다.

글 / IT동아 김영우(pengo@itdonga.com)