1. 개요
USB의 통신 규격을 정리한 문서이다.2. 버전
| USB 버전 | |||||||
| {{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:calc(1.5em + 5px)" {{{#!folding USB 1.0 / 2.0 {{{#!wiki style="margin:-5px -1px -11px" | <tablebgcolor=#fff,#1c1d1f> 규격명 | 이전 규격명 | 레인 수 | 전송속도 | 마케팅명 | 이전 마케팅명 | 로고 |
| USB 1.0 USB 1.1 | 1 | 1.5Mbps | Basic-Speed USB | 파일:USB 1 로고.svg | |||
| 12Mbps | |||||||
| USB 2.0 | 1 | 480Mbps | Hi-Speed USB | | }}}}}}}}} | ||
| {{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:calc(1.5em + 5px)" {{{#!folding USB 3.2 {{{#!wiki style="margin:-5px -1px -11px" | 규격명 | 이전 규격명 | 레인 수 | 전송속도 | 마케팅명 | 이전 마케팅명 | 로고 |
| USB 3.2 Gen 1x1 | USB 3.0 USB 3.1 Gen1 | 1 | 5Gbps | USB 5Gbps | SuperSpeed USB SuperSpeed USB 5Gbps | ||
| USB 3.2 Gen 1x2 | 2 | 10Gbps | USB 10Gbps | SuperSpeed + USB SuperSpeed USB 10Gbps | |||
| USB 3.2 Gen 2x1 | USB 3.1 Gen 2 | 1 | |||||
| USB 3.2 Gen 2x2 | 2 | 20Gbps | USB 20Gbps | SuperSpeed USB 20Gbps | }}}}}}}}} | ||
| {{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:calc(1.5em + 5px)" {{{#!folding USB4 {{{#!wiki style="margin:-5px -1px -11px" | 규격명 | 이전 규격명 | 레인 수 | 전송속도 | 마케팅명 | 이전 마케팅명 | 로고 |
| USB4 Gen 2x1 | 1 | 10Gbps | USB 10Gbps | ||||
| USB4 Gen 2x2 | 2 | 20Gbps | USB 20Gbps | USB4 20Gbps | |||
| USB4 Gen 3x1 | 1 | 20Gbps | |||||
| USB4 Gen 3x2 | 2 | 40Gbps | USB 40Gbps | USB4 40Gbps | |||
| USB4 Gen 4 대칭 | USB4 Version 2.0 | 2 | 80Gbps | USB 80Gbps | |||
| USB4 Gen 4 비대칭 | 1 | 40Gbps | |||||
| 3 | 120Gbps | }}}}}}}}} |
2.1. USB 1.x
USB의 최초 버전. OHCI/UHCI 인터페이스를 사용한다.2.1.1. USB 1.0
1996년 1월, USB 1.0이 공개되었다.Microsoft Windows에서의 지원은 1997년, Windows 95 OSR 2.1(또는 OSR 2에 추가 패치)부터 공식적으로 지원하기 시작했다. USB의 규격 제정과 운영체제에서의 지원은 대중의 생각보다 훨씬 빠른 시점에 이루어졌다.
1.5 Mbps를 지원하는 Low Speed 규격과 12Mbps를 지원하는 Full Speed 규격으로 나뉘어 있다.
Low Speed 규격은 주로 키보드나 마우스 같이 데이터 전송량이 적은 장치에 사용되었다. 2010년대 USB 3.0이 보급된 이후로는 12 Mbps Full Speed를 넘어 480 Mbps High Speed 부품이 대량생산/박리다매/특허 만료로 저렴해지면서 Low Speed만 지원하는 제품은 찾아볼 수 없게 되었다.
2.1.2. USB 1.1
1998년 8월, USB 허브와 관련된 문제를 수정한 USB 1.1이 공개되었다.USB가 사실상으로 보급된 시점은 Windows 98(빌 게이츠의 굴욕[1])을 선보인 1998년부터고, 대중에게 USB가 당연히 있어야 한다고 받아들여진 시점은 USB 장치 드라이버를 기본으로 탑재하기 시작한 Windows 2000과 Windows XP부터로 봐도 무방하다. 소비자용 윈도우를 NT 커널 기반으로 만든 이후, 그리고 USB 드라이버 인증 과정 등을 거치며 USB 드라이버는 안정적으로 구동될 수 있게 되었고, 이후에 나온 후속 OS 버전에서는 더 많은 장치 드라이버를 윈도우 내에 기본으로 탑재하여 드라이버를 별도로 설치하는 번거로움이 줄었다.
2.2. USB 2.0
2000년 4월, USB 2.0이 공개되었다. High-Speed USB라고도 부른다. EHCI 인터페이스를 사용한다.
USB 1.1과 비교하면 여러 가지 개선 사항이 있지만 체감상으로는 전송 속도만 높아졌다고 봐도 무방하다. Windows XP는 2002년에 발표된 서비스 팩 1부터, Windows 2000은 2003년에 발표된 서비스 팩 4부터 기본 지원되었으며, 2003년에 들어서 USB 2.0을 지원하는 USB 메모리 제품이 출시된 이후로 외장 하드 디스크까지 활용하는 등 좀 더 빠른 전송 속도가 필요한 기기를 이용하기에 적합해졌다.
이론상 최대 480Mbps의 대역폭을 갖는다. 따라서 방향당 최대 전송 속도는 60MB/s, 오버헤드를 고려하면 실질적인 최대 전송 속도는 약 42MB/s(70%)이다. 이것도 사실 최적의 조건에서나 가능한 수치고 일반적으로는 36MB/s(60%) 정도가 한계다. 그럼에도 불구하고 이 정도의 전송 속도로도 벡터, 텍스트 데이터 전달에는 차고 넘치는 속도이며 4K UHD 블루레이 재생은 물론 손실 압축 온라인 스트리밍 8K UHD 60p 영상 재생도 원활한 수준이다. 또한 키보드, 마우스, 헤드폰 등과 같은 단순 입출력 장치도 이 정도 대역폭으로도 충분하다.[2]
2010년대 USB 3.0이 보급되던 당시 무선 리시버와 USB 3.0의 무선간섭 문제도 있어서 USB 2.0은 USB 3.0을 능가하는 고속의 새 버전이 나오더라도 도태되지 않고 꽤 오랫동안 살아남을 가능성이 컸고 실제로도 그러했다.
2.3. USB 3.x
규격 명과 마케팅 명이 두 번씩 바뀌고 단자와 충전 규격까지 새로 생기며 혼란이 많은 규격. xHCI 인터페이스를 사용한다.USB 3.x와 USB PD, USB Type-C는 모두 별개의 규격이다.
2.3.1. USB 3.0 / Gen 1
2008년 11월에 발표된 5Gbps의 대역폭을 가지는 규격. 규격명이 USB 3.1 Gen 1으로 바뀌었다가 이제는 USB 3.2 Gen 1x1가 되었다.이론상 최고 전송 속도는 5Gbps(=625 MB/s)이지만 약 20%의 오버헤드 등을 감안하면 최대 500MB/s 정도의 속도를 낼 수 있다. USB 2.0까지는 7+1 Bit 인코딩으로 데이터를 전송하여 오버헤드가 30%를 넘겼으나, USB 3.0은 8b/10b 인코딩으로 실상 10bit에 1byte의 정보를 보내는 대신 오버헤드가 크게 줄었다. 패리티 비트를 추가하여 64/66b 인코딩으로 가면 오버헤드를 3%까지 줄일 수 있지만 그만큼 전송 속도는 무지막지하게 떨어지므로 오버헤드와 bit, 그리고 EMI 전자파 같은 변수를 감안하여 사양이 결정되었다.
| <rowcolor=white> Type-A 단자 평면도 비교 |
| <rowcolor=white> 정면도 비교[3] |
빨라진 속도 이외에도 공급할 수 있는 전력 또한 증가했다. 전압은 5V로 그대로지만 Unit Load가 100mA에서 150mA로 높아졌고 최대 Unit Load 개수도 5개에서 6개로 늘어나 500mA인 USB 2.0 보다 두 배 가까이 늘어난 900mA (4.5W) 전원 공급을 할 수 있다.
2010년부터 USB 메모리, 메인보드 후면 포트 및 헤더, 케이스 외부 전면 포트 등 USB 3.0이 적용된 제품이 등장하기 시작했다. 2010년 상반기까지는 후면 포트에만 탑재되었으나, 하반기부터는 헤더까지 장착된 제품도 등장하기 시작했다. 초기에는 별도의 컨트롤러가 탑재된 고가형 모델에 만 볼 수 있었으나, 2012년에 Windows 8부터 별도의 드라이버를 설치할 필요 없이 사용할 수 있게 되고, 인텔 7시리즈 칩셋부터 메인보드에도 네이티브로 지원하면서 USB 3.0의 비중이 점점 확대되었다. 이후 8시리즈 칩셋에서는 최하위 라인인 H81 칩셋에도 기본적으로 탑재되기 시작되면서 PC 주변기기 이외에 휴대용 기기 자체와 주변기기까지 확대되고 있다.
메인보드에 파란색 USB 포트가 없으면 대개 USB 3.0이 지원되지 않는 메인보드다. 다만 일부 메인보드는 USB 3.0을 지원하더라도 파란색이 아닌 다른 색을 이용하는 특이한 경우도 있다. 회사별 아이덴티티 컬러로 슬쩍 바꾸는 경우[4]도 은근히 잦고 가끔 이런 점을 노려 중국산 저렴한 전자기기의 USB 2.0의 단자가 파란색으로 된 경우가 있으며 USB 3.0 표준이 나오기 전에 만들어진 제품 사이에도 이런 게 종종 있으니 주의하자. 그래서 타입 A단자의 경우 단자 모양을 보는 것이 가장 확실한데, 수단자는 위 정면도에서 보이듯 바깥쪽 4개의 핀이 있고 안쪽에 5개의 핀이 더 있는 것으로 확인 가능하고, 암단자는 반대로 앞쪽에 5개의 단자가 따로 파져있는 것으로 구분 가능하다. 만약 파란색이라도 따로 5개의 핀이 없고 4개의 큰 단자들만 존재하는 경우엔 얄짤 없이 2.0 단자라고 보면 된다.
USB 3.0이 메인보드에 기본으로 있어도 제 성능을 내지 못하는 경우, 확장 카드를 사서 장착하기도 한다. 대개 PCI Express를 이용하고 포트가 2개 있으며, 일부 제품은 확장 카드에 19핀 헤더가 달려있어 전면 또는 후면에 포트를 2개 더 확장하는 키트가 패키지에 있거나 별도로 구매할 수 있다.
USB 3.0 장치가 2.4GHz 대역을 간섭하는 문제가 있다. 하단의 문단 참고
2.3.2. USB 3.1 / Gen 2
| 2013년 발표 후 2015년 표기법이 바뀌었다.[5] - USB 3.0 → USB 3.1 Gen 1 - USB 3.1 → USB 3.1 Gen 2 |
2013년 7월에 발표된 10Gbps의 대역폭을 지원하는 규격. 원래 이름은 그냥 USB 3.1이었지만 2015년에 명칭 변경으로 USB 3.1 Gen 2가 되었고 지금은 USB 3.2 Gen 2x1로 바뀌었다.
이론상 최대 전송속도는 1.25 GB/s이지만 128b/132b 인코딩의 3% 오버헤드와 여러 현실적인 이유를 감안하면 0.9~1GB/s정도의 속도를 낼 수 있다.
USB 3.1의 단자는 외부 노이즈로 인한 신호 감쇠를 막고 안정성을 높이기 위해 EMI 차폐를 신경 썼지만, 단자 모양은 Type-A 그대로라 전에 사용하던 3.0 단자를 그대로 사용할 수 있어 제조사 마음대로다.
구형 메인보드용으로 Gen 1용 전면 헤더를 Gen 2가 쓰는 Type C용으로 변환해주는 컨버터가 보급되고 있다. 모양만 바꿔 주는 것이기 때문에 대역폭은 그대로 5Gbps이며 고속 충전을 지원하는 기기를 연결하면 회로 보호를 위해 컴퓨터가 셧다운될 수 있으므로 주의하자. USB Type-C 규격에서 지원하는 고속충전인 USB Type-C Current @ 3.0A가 활성화되면서 0.9A밖에 못주는 컴퓨터로부터 기기가 강제로 3A를 뽑아가려고 하기 때문이다.
2014년 1월에 USB 3.1의 프로토타입 데모가 시연되었고, 컴퓨텍스 타이베이 2014에서 USB 3.1 포트가 장착된 메인보드가 전시되었다.
2014년 9월경부터 USB 3.1 컨트롤러를 양산될 예정이고, 2014년 하반기부터 USB 3.1 Gen 2 지원 제품들이 등장할 것이라고 했다. 하지만 실제 판매가 늦어졌는지 2015년부터 등장했다.
2015년부터 후면 패널에 네이티브는 아니지만 USB 3.1 Gen 2 컨트롤러가 탑재된 메인보드와 USB 3.1 Gen 1 헤더 2개를 이용한 USB 3.1 Gen 2 전면 패널로 연결할 수 있는 메인보드,[6] PCI 카드 형태의 외부 컨트롤러가 하나둘씩 출시되었으나, 외부 전면 포트가 USB 3.1 Gen 2인 케이스와 메모리 제품은 한국 기준으로 확장용 베이 형태로만 구축할 수 있는 제품 말고는 USB 3.1 Gen 2 포트 자체가 탑재된 제품은 한동안 나오지 않아 보급 속도가 USB 3.1 Gen 1 시절보다 더디고 있다. 아예 존재 자체를 모르는 사람이 대다수. 그래서 이 헤더를 이용하려면 해외 직구를 할 수밖에 없다.
2016년 2월, USB 3.1 Gen 2를 지원하는 플래시 메모리가 개발되어 읽기, 쓰기 성능이 795MB/s, 807MB/s를 지원하지만 언제 상용화될지는 미지수.
2017년이 되어서야 USB 3.1 Gen 2를 네이티브로 지원하는 X370, B350, A320 칩셋 기반의 AMD 메인보드가 등장하기 시작했고, 네이티브 컨트롤러는 아니지만 인텔도 Z270 칩셋을 위주로 USB 3.1 Gen 2 헤더가 탑재된 메인보드가 등장하기 시작했으며, USB 3.1 Gen 2 규격과 Type C 포트 규격을 지원하는 WD의 첫 외장 SSD 제품군인 WD My Passport SSD를 발표하였다. USB 3.1 Gen 2 규격의 외부 전면 포트가 탑재된 케이스도 그제야 등장했지만, USB 3.1 Gen 2 메모리는 아직 나오지 않았고, USB 3.1 Gen 2를 지원하는 외장 SSD와 메모리 카드 리더기까지만 등장한 상황.
2018년 H370, B360, H310 칩셋 기반의 인텔 메인보드도 USB 3.1 Gen 2를 네이티브로 지원하기 시작했고, USB 3.1 Gen 2 메모리 제품도 그제서야 등장하기 시작했지만, 무늬만 USB 3.1 Gen 2일 뿐 실질적인 최대 전송 속도는 USB 3.1 Gen 1 범위 이내의 수준이라 제대로 된 USB 3.1 Gen 2 메모리가 나오기까지는 좀 더 기다려야 할 것으로 보인다. 뽑을 수 있는 USB 3.1 Gen 1의 최고 전송 속도는 오버헤드를 감안하면 499MB/s까지 낼 수 있지만, 시중의 USB 플래시 메모리 제품들은 평균 200MB/s 내외, 빨라야 300~400MB/s 수준이지 500MB/s 근처에도 도달하지 못했으며, 100MB/s조차 안 되는 저가형 제품들도 있다.
하지만 같은 해, NVME SSD를 지원하는 외장 SSD 케이스가 출시됨으로써 드디어 10Gbps 대역폭을 온전히 쓸 수 있게 되었다. 결국 저장장치 성능만 보장되면 이제 USB 3.1만으로도 SATA 3는 아득히 뛰어넘고 썬더볼트 1에 근접하는 대역폭을 합리적인 가격으로 쓸 수 있는 시대에 도래한 셈이다.
2.3.3. USB 3.2 / x2
| 표기법이 또 바뀌었다. x1 x2 가 등장하였다. - USB 3.2 Gen 1x1: 8b / 10b 인코딩을 사용하는 기존 (구 USB 3.0 = USB 3.1 Gen 1)과 동일한 전송 속도(최대 5 Gbps). - USB 3.2 Gen 1x2: 8b / 10b 인코딩을 사용하는 상위 USB 3.2 Gen 1x1의 2배 수준(최대 10 Gbps)의 전송 속도. 다중레인.[7] - USB 3.2 Gen 2x1: 128b / 132b 인코딩을 사용하는 기존 (구 USB 3.1 = USB 3.1 Gen 2)와 동일한 전송 속도(최대 10 Gbps). - USB 3.2 Gen 2x2: 128b / 132b 인코딩을 사용하는 상위 USB 3.2 Gen 2x1의 2배 수준(최대 20 Gbps)의 전송 속도. 다중레인.[8] |
2017년 9월, 'USB 개발자의 날 2017' 행사에서 USB 3.2 사양이 발표되었다.
USB 3.2에서 중요한 특징은 다중 레인이다. USB는 본래 단일 레인으로 설계되었지만 USB Type-C는 성능을 확장할 수 있는 경로를 확보하고자 다중 레인 운용을 지원하도록 설계하였다. 새로운 USB 3.2는 두 개의 5Gbps 레인으로 10Gbps의 속도를, 두 개의 10Gbps 레인으로 20Gbps의 속도를 낼 수 있으며 기존에 10Gbps용으로 인증된 USB Type-C 케이블을 그대로 쓸 수 있다
새롭게 공개된 USB 3.2 Gen 2x2의 이론상 최대 전송속도는 2.5GB/s이지만 오버헤드 3%와 여러 현실적인 이유를 감만 하면 1.9~2GB/s 정도의 속도를 낼 수 있다.
2020년부터 전문가용과 고급형 메인보드에 하나씩 탑재되던 USB 3.2 Gen 2x2는 2022년에 들어서 중급형 메인보드에도 들어가기 시작했다. 거의 유일하게 대역폭을 다 쓸 수 있는 SSD도 비슷하게 출시되고 있지만 대중화, 가격, 전송속도 모두 썬더볼트와 USB 3.2 Gen 1x1에 밀려서 아직 출시된 제품이 적다.
2.4. USB4
3.x처럼 xHCI 인터페이스를 사용한다.2.4.1. USB4 Version 1.0
| USB 4.0이 아니라 USB4 이다. 영문자와 숫자를 붙여서 표기한다. 4는 버전이 아니었다.[9] |
2019년 2월 26일, USB Promoter Group은 USB4 규격이 Thunderbolt를 기반으로 하여 제정될 것이라고 발표했다. (PDF) 그보다 조금 뒤인 3월 4일에는 인텔에서 로열티를 청구하지 않는 Thunderbolt 규격을 USB Promoter Group에 제공했다고 발표했다. (기사 참조) 대역폭은 40 Gbps로 크게 향상되었다.
스펙 최종 발표는 2019년 여름에 마무리 될 예정으로 적용된 제품은 2020년 말에 출시될 것이라고 한다. (참조)
2019년 9월 3일, USB4 최종 사양이 발표되었으며 주요 특징은 다음과 같다.
- 기존의 USB Type-C 케이블에서 두 개의 레인으로 작동하며 40Gbps 인증 케이블을 통해 최대 40Gbps의 속도를 낼 수 있다.
- 최대 대역폭을 효율적으로 공유하는 여러 데이터와 디스플레이 프로토콜
- USB 2.0, USB 3.2 그리고 썬더볼트 3와의 하위 호환성
Gen 2[10]는 레인당 10 Gbps [USB4] / 10.3125 Gbps[TBT3]를 낼 수 있고 Gen 3는 레인당 20 Gbps [USB4] / 20.625 Gbps[TBT3]를 낼 수 있다. 두 규격 모두 듀얼레인으로 작동할 수 있다.
빨라진 속도와 썬더볼트 이외에, USB4에서 중요한 포인트는 DisplayPort 터널링을 지원한다는 점이다. 여기서 터널링이란 다른 프로토콜 패킷이 USB4 프로토콜 패킷으로 변환되어 같이 전송된다는 것을 의미한다. 기존의 DP Alt mode로 영상신호를 전송하려면 레인 자체를 해당 모드에 넘겨줘야 했고[15] 대역폭의 낭비도 심하다는[16] 문제가 있었는데 DP 터널링 덕분에 이제 효율적으로 대역폭을 활용할 수 있게 되었다.
PCIe 터널링도 매우 중요한데 PCIe와 직결로 연결되면 NVMe SSD의 성능을 모조리 낼 수 있어 매우 빠른 저장장치를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 eGPU를 비롯한 여러 PCIe 장치들을 이용할 수 있게 된다.
다른 특징으로는 USB PD와 USB Type-C에서 정의하는 충전규격에 따라 전원을 공급하며 이전까지 사용해왔던 Unit Load 개념을 사용하지 않는다.
Thunderbolt가 하위호환으로 지원될 것으로 보였지만, 이는 필수가 아니라 선택이라고 한다. 즉 기존과 같이 인증된 제품만 사용이 가능하다. #
2020년 11월 11일 오전 3시 Apple 이벤트에서 공개된 MacBook Air, 13형 MacBook Pro, Mac mini에서 M1 칩 적용과 함께 이를 지원하기 시작했다.
2.4.2. USB4 Version 2.0
| USB 4.1이 아니다. 그렇다고 80Gbps를 내는 규격의 이름을 USB4 Version 2.0이라 부르지도 않는다(...) - 문서명: Version 2.0은 USB4 사양서(문서)의 버전이 업데이트 되었음을 의미한다. 1.0에서 2.0이 되었다고 Version 2.0이라 쓴다. - 기술명: 기술 기반으로 대화를 나누고자 할 땐 Gen, 레인 수에 따라 x2을 쓰며, USB4 Gen 4x2[17] 명명법을 쓴다. - 마케팅명: 대중들에게 사용하는 마케팅 명은 USB 80Gbps 방식을 쓴다. 기술명은 매우 복잡하기 때문이다. |
2022년 9월 1일 USB-IF는 USB4 Version 2.0 사양서의 출시를 보류하고 있다고 발표했다. 자세한 사양 업데이트는 11월로 계획된 USB DevDays 개발자 이벤트 이전에 공개될 것으로 예상된다.
2022년 10월 18일 USB4 Version 2.0 사양서가 최종 공개되었다. 레인당 40Gbps의 대역폭을 가지는 Gen 4가 추가되고 이전의 Gen 2와 Gen 3의 작동방식이 일부 변경되었으며 여러가지가 개선되었다.
업데이트된 주요 특징은 다음과 같다.
- PAM3 신호 인코딩을 기반으로 한 새로운 물리 계층 아키텍처를 활용하여 기존의 40Gbps USB Type-C 패시브 케이블과 새로 정의된 80Gbps USB Type-C 액티브 케이블에서 최대 80Gbps로 작동.
- 선택적으로 USB4 기반 디스플레이 구동 같은 특정 애플리케이션에서 USB Type-C 신호 인터페이스를 비대칭으로 구성하여 한 방향으로 최대 120Gbps를 전달하고 다른 방향에서는 40Gbps를 유지 가능.
- 늘어난 가용 대역폭을 더 잘 활용하기 위한 데이터 및 디스플레이 프로토콜 업데이트
- USB 데이터 아키텍처 업데이트를 통해 USB 3.2 데이터 터널링이 20Gbps를 초과 가능
- DisplayPort 2.1 및 PCI Express 4.0과 결합
- 이전의 모든 USB 버전과 하위 호환
이번에 등장한 Gen 4 규격은 전이중 통신만 허용한다. 즉 대칭/비대칭의 양방향 통신 구성만 가능하며, Gen 2나 Gen 3의 싱글레인과 같은 구성은 할 수 없다.
2023년 9월 13일, USB4 V2와 매우 유사하고 상호호환이 가능한 Thunderbolt 5가 공개되었다. 공개되고 아무 소식도 없던 USB4 V2의 보급에 가속이 붙을 것으로 보인다.
3. 이슈
3.1. USB 3.x의 2.4GHz 무선통신 간섭
전송속도가 5Gbps라는 것은 2.5GHz의 클럭으로 데이터를 주고받는다는 뜻이다. 모든 문제는 여기서 시작된다. 만약 단자나 장치, 케이블의 차폐가 좋지 않다면 이 2.5GHz의 전자파가 사방으로 뿜어져 나오게 된다. 인텔의 실험 결과[18] USB 3.0 장치가 연결될 경우 2.4~2.5GHz에서 노이즈가 20dB 가까이 상승하며 무선 장치의 감도에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 결과가 나왔다.즉 USB 3.x 장치의 무선 간섭으로 인해 2.4GHz 무선장치[19]에 통신 지연, 끊김, 오작동 등이 발생할 수 있다는 것이다. 가까이 있으면 괜찮지만 거리가 멀어질 수록 통신지연이 빈번해진다. 하지만 적절한 전자파 차폐만 이루어진다면 장치의 노이즈를 15dB, 단자의 노이즈를 10dB 가까이 줄일 수 있기 때문에 제조사에서 신경만 쓴다면 해결될 수 있는 문제이다.
그럼에도 문제가 발생한다면 해결책은 다음과 같다.
- 무선 장치와 멀리 떨어진 단자에 USB 3.x 장치를 연결한다.
실험결과 3.x 장치가 연결된곳 옆에있는 단자에 연결했을 때 정상작동하던 무선 마우스도 수직으로 쌓여있는 2층짜리 단자에 3.x장치와 같이 연결하면 먹통이 돼버렸다.
무선 동글을 연장 케이블을 이용해 멀리 떨어트리는것도 방법이다. - 무선 동글과 무선 장치 사이에 장애물이 없게 하고 최대한 가까이에 둔다.
무선 동글과 60cm 안에서 정상 작동하는 무선 마우스들이 있었지만 어디까지나 둘 사이에 장애물이 없는 환경에서 실험한 것이다. 안그래도 무선 통신이 방해받는 상황인데 거리가 멀어지고 장애물로 전파가 막히면 좋을게 없다. - USB 3.x 장치를 알루미늄 호일로 감싸 차폐한다.
장치와 케이블이 연결된 부근을 중심으로 차폐를 해야된다. - 2.4GHz 를 피해 5GHz의 무선장비를 사용한다.
적어도 Wi-Fi는 정상적으로 쓸 수 있을 것이다.
3.2. USB 3.0 ITM 지원 논란
USB 3.0 포트 장착 노트북이나 데스크톱이 많아지면서 USB-IF 인증을 받지 않은 칩셋, 특히 Etron이나 ASMedia사 칩셋에 연결된 장비의 손상이나 오작동이 많이 보고되었다. 특히 USB 전송 규격 중 Isochronous Transfer Mode에서 인텔 칩셋의 전송 블럭 중 블럭 끝의 몇 비트가 손실되는 심각한 오작동이 발견되었다. 그래서 해당 전송모드를 가장 많이 사용하는 오디오 인터페이스/비디오 인터페이스 시장이 뒤집어진 적이 있다. 문제는 대부분의 워크스테이션이 인텔 칩셋을 사용하여 제작된다는 점이다. 온보드 USB XHCI 컨트롤러상의 하드웨어 결함이어서 정작 구입하고서 정상적인 작동이 되지 않아 제조사/소비자 모두가 곤란한 상황에 처한 적이 있다. TI나 NEC/Renesas 사의 USB 컨트롤러 칩셋을 사용하면 장애가 거의 사라진다.인텔에서는 이 문제를 정확하게 인식하고 있음에도 불구하고 No Plan To Fix를 박아버렸다. 저 전송모드로 돌아가는 장비는 매우 한정되어 있고, USB 2.0 EHCI 컨트롤러에다가 물리면 잘 되기 때문.[20]
급기야 이 사태가 특정 분야에서만 심각하게 나타나자 리셀러들은 USB 3.0에서 작동 중 장비 손상에 대해서 책임지지 않는다는 문구를 내걸었고 TASCOM, NI, YAMAHA사 등에서는 드라이버 개발을 포기해버렸다. 게다가 스카이레이크 이후부터는 칩셋에서 USB 2.0 EHCI 컨트롤러를 별도로 탑재하지 않고 XHCI 컨트롤러가 USB 모든 버전을 처리하게 되었기 때문에 문제 우회도 불가능하다. 크리에이티브의 경우도 드라이버 차원으로 해결을 보려고 여러 시도를 해보았지만 해결 하지 못하였고 USB 2.0 연결을 권장하며 부득이 하게 3.0을 사용해야 할 경우 인증된 Ti , NEC/Renesas , VIA의 후기형 칩셋을 사용한 USB 확장 카드를 장착해야 한다고 언급하였다.
마찬가지로 다른 오디오 인터페이스들도 해당 문제가 발생하는 경우 해당되는 확장 카드를 따로 구매하여 장착 하여야 한다.
3.3. USB 3.x 네이밍 혼란
| |
| USB 3.2의 명칭 변화 과정 |
사용자들은 지나친 이름 장난에 돈독이 올랐다며 비판하였다. 이런 신규 규격이 나오면 현재의 USB 기기 모델들은 구형이 되어 팔리지 않기 때문에 제조사들이 반발해서 구형 기기도 마치 신규규격 제품인 양 팔기 위한 것. 즉 고의적으로 소비자의 혼란을 유도하려는 것으로 이러한 네이밍은 철저하게 제조사 편의적인지라, 실제 제품들에서는 규격이 변경된 이후에도 표기가 쉬운 방법인 3.x로 표기하는 일이 자주 일어났다.[21]
USB 3.2 Gen 1x1같이 Gen과 레인 수로 구분하는 이름은 개발자들을 위한 규격 명이다. USB-IF은 규격 명이 아닌 마케팅 명으로 불러주길 원했지만, 인증 없이도 USB 제품을 출시할 수 있기 때문인지 제조사에게 마케팅 명을 강제하지 못했다. USB-IF는 USB 3.0과 USB 3.1에 각각 'SuperSpeed USB'와 'SuperSpeed + USB'라는 이름을 붙여줬지만 시장에 받아들여지지 않았고 USB 3.2가 발표된 이후에 또 한 번 마케팅 명을 각각 SuperSpeed USB 5Gbps, SuperSpeed USB 10Gbps, SuperSpeed USB 20Gbps로 바꿨지만 달라지는 것은 없었다.
USB4도 USB 3.2처럼 Gen과 레인 수로 규격을 구분하기 때문에 문제가 계속되는 것을 우려한 것인지 USB-IF는 2022년에 새로운 마케팅 명을 발표하였는데 이번에는 잘 받아들여질지 지켜봐야 할 것으로 보인다.
USB 3.2의 규격 명을 이해하기 위해서는 3.0, 3.1, 3.2가 아닌 그 뒤에 붙는 내용에 집중해야 한다.
- Gen 1과 Gen 2는 전송속도의 차이다.
Gen 1은 5Gbps, Gen 2는 10Gbps의 전송속도를 가진다. 전자파 차폐에 더 신경 쓰고 인코딩 방식이 바뀌는 등 여러 차이점이 있지만 기본적으로는 전송속도가 다르다. - x1과 x2는 전선 개수의 차이다.
x1는 레인이 한 개, x2는 레인이 두 개다. 도로에 차선이 하나일 때보다 둘일 때 더 많은 차량이 움직일 수 있는 것은 당연한 이치이다. 이런 이유로 Gen 1x2 같은 느리지만 많아서 Gen 2x1과 전송속도가 같은 규격이 생기기도 했다.
3.4. USB4의 파편화
||<table align=right><tablebordercolor=#555><tablebgcolor=#eee,#373737><rowbgcolor=#555><rowcolor=white><width=180px> 기능 ||<width=78px> 호스트 ||<width=78px> 허브 ||<width=78px><nopad> 주변장치 ||
USB-IF의 삽질은 끝나지 않는다. 그들이 그렇게 피하려고 했던 파편화를 자기 스스로 해 버렸다. 전송 속도는 구분하기 쉽고 DisplayPort와 Thunderbolt를 제외한 다른 Alt Mode들은 사실상 폐기된 거나 다름없기 때문에 그렇다 치더라도 가장 중요한 PCIe 터널링이 선택사항인 것은 매우 실망스러운 일이다. PCIe 터널링을 지원해야 eGPU를 사용할 수 있고 Thunderbolt Alt Mode를 통해 썬더볼트 주변기기를 이용할 수 있기 때문이다. 이 때문에 Microsoft는 윈도우 11 컴퓨터의 USB4가 PCIe 터널링을 지원해야 한다고 못 박았다.| USB4 20Gbps 전송 | 필수 | 필수 | 선택 |
| USB4 40Gbps 전송 | 선택 | 필수 | 선택 |
| USB4 80Gbps 전송 | 선택 | 선택 | 선택 |
| USB 2.0 | 필수 | 필수 | 선택 |
| 10Gbps USB 3.2 터널링 | 필수 | 필수 | 선택 |
| 20Gbps USB 3.2 터널링 | 선택 | 선택 | 선택 |
| DisplayPort 터널링 | 필수 | 필수 | 선택 |
| PCIe 터널링 | 선택 | 필수 | 선택 |
| 호스트 대 호스트 통신 | 필수 | 필수 | - |
| DisplayPort Alt Mode | 필수 | 필수 | 선택 |
| Thunderbolt Alt Mode | 선택 | 필수 | 선택 |
| 기타 USB-C Alt Mode | 선택 | 선택 | 선택 |
다만 USB가 데스크톱 컴퓨터, 노트북과 같은 PC 뿐만 아니라 스마트폰, 태블릿, TV 등 다양한 기기에서 이용되고 있는 것을 생각하면 꼭 나쁘다고만 볼 수는 없다. 이런 기기들은 USB의 기능 중 일부만을 필요로 하며, 모든 기능을 구현하기에는 성능적, 비용적 문제가 있을 수 있다. 만약 USB4를 이용하려면 PCIe 터널링도 무조건 지원해야 한다는 식이면, 더 빠른 단자가 필요한 제조사는 USB4 대신 다른 규격을 이용하거나 아예 자체 규격을 만들 것이고, 그러면 USB의 파편화 대신 단자의 파편화가 진행될 것이다. 현재의 USB 파편화는 타협의 산물이라 봐야 할 것이다.
[clearfix]
3.5. USB 리브랜딩
2022년 9월 30일, USB-IF는 USB 3.2와 USB4의 새로운 로고와 브랜드명을 발표했다.[22] 통일성이 없이 난잡했던 기존 명칭을 버리고 전송속도에 따른 새로운 명칭이 부여된다. 예를 들어 SuperSpeed USB 5Gbps는 USB 5Gbps로, USB4 40Gbps는 USB 40Gbps로 바뀌게 된다.
문제는 USB 3.2와 USB4에 같은 속도를 가진 사양이 존재한다는 것이다. SuperSpeed USB 20Gbps와 USB4 20Gbps는 같은 속도이므로 같은 이름인 USB 20Gbps로 바뀌게 되는데 USB 3.2와 USB4는 속도가 같다고 같은 취급을 해버리기에는 너무나도 많은 차이점이 존재한다.
또한 새로운 브랜드명은 오직 전송속도만 알 수 있을 뿐 Thunderbolt, ALT Mode나 USB ADC 등의 프로토콜, Pcie 터널링 등 여러 기능의 지원 여부도 알 수 없다.
아무리 대부분의 소비자가 가장 관심을 가지는 것이 속도라고는 하더라도 그 기능들이 왜 중요한지 소비자들에게 설명하고 이해시켜줘야지 그러지 않고 속도만 덩그러니 적어두는 것은 적절하지 않다.
[1] USB 초창기에 Plug & Play를 시연하다 발생한 사건. USB 보급 노력의 애환이었다. 문제점을 확인한 후 신형 NT 커널 윈도우(2000, XP 등)에서 본격적으로 USB가 급속도로 확산되기 시작한다.[2] 아무리 성능이 최상급인 게이밍 기어 등의 디바이스여도 USB 3.0까지 갈 이유는 없다. 최대 전송 속도가 3Mbps 밖에 안되는 블루투스로도 마우스, 헤드폰, 키보드를 잘만 사용하고 있다. 최대 전송 속도보다는 최소 지연 속도가 중요하지만 일단 본 문서에서는 논외로 한다.[3] 참고로 USB Type-C는 단자 자체에는 구분이 없다.[4] RAZER의 경우 녹색을 사용하는 식[5] USB 3.0은 2013년 USB 문서(명세서), USB 3.1은 2015년 USB 문서, Gen1은 2008년에 만든 기술, Gen2는 2013년에 만든 기술...로 이해할 수 있다. 아마도(...) 이후로 명명법이 계속 바뀌므로 이 기점부터 사람들은 많은 혼란을 겪기 시작하게 된다.[6] 8K 30Hz 또는 4K 120Hz 디스플레이 출력을 위해 4K 60Hz 출력까지 지원하는 HDMI 2.0 포트 2개를 이용하는 것과 비슷한 맥락이다.[7] Gen 3가 아니다. Gen 1의 기술을 두배로 사용한다.[8] Gen 3가 아니다. Gen 2의 기술을 두배로 사용한다.[9] 소수점이 없는 건 버전명이 개판이 되어버린 USB 3.0 때의 혼란을 반성하고 바로잡기 위함인 듯 하다라고 생각했으나, (이후 version 2.0이 나오고 gen3 gen4도 따로 나오는 것을 봐서) 아닌 것 같다.[10] USB 3.2의 Gen 2와는 인코딩 방식부터 다른 별개의 규격이다. USB 3.2 Gen 2는 128b/132b 인코딩을 사용하는 반면 USB4 Gen 2는 64b/66b 인코딩을 사용한다.[USB4] [TBT3] 썬더볼트 3 호환모드[USB4] [TBT3] [15] 영상신호에 필요한 대역폭이 커서 레인을 4개 전부 줘버리면 USB 2.0 연결만 가능하다[16] DP 1.4의 HBR3는 레인당 8.1Gbps으로 USB4 Gen 3 기준 11.9Gbps나 낭비된다.[17] 혹은 USB4 Gen 4 symmetric[18] USB 3.0* Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices 2012.4[19] Wi-Fi, 블루투스, 무선 마우스 등[20] 그 이외에 인텔 칩의 하드웨어 버그 중 하나는 호스트쪽은 USB 규격에 따라 각 포트별 장비 연결시 해당 장비의 특성에 맞추어 reinitialize 되도록 되어있다. 이는 장비 쪽에서 처음 보낼 때 USB 호스트 쪽으로 보내는 정보에 의한다. 저 reinitialize 가 시스템이 C3 이하일 때 절전모드 진입 후 다시 켜질 때 정상적으로 초기화가 안 되고 인터럽트를 때려 시스템이 정지되는 경우가 있었다. 이건 크리티컬 버그라 2013년 말에 소프트웨어 드라이버를 갈아엎어서 수정되었다.[21] 예를 들어, 기가바이트의 B660M AORUS PRO의 경우 Gen1 4개, Gen2 1개, Gen 2x2 1개가 있는데 프린팅된 문구는 모조리 'USB 3.2'로 끝이다. 속도를 온전히 누리려면 어느 포트를 사용할 지 매뉴얼을 참조해야만 한다.[22] USB 1.x는 더이상 사용하지 않아서, USB 2.0은 USB 480Mbps이 숫자가 크기 때문에 더 빠른 속도라고 오해할 것 같아서 변경하지 않았다고 한다.