공통 데이터 케이블 인터페이스 비교 : USB 3 vs USB 4 vs Thunderbolt 3 vs Thunderbolt 4

이러한 인터페이스 및 포트 유형은 데이터, 비디오, 전원, 기능 및 지원에 따라 다릅니다. 이 문서에서는 데이터 케이블 인터페이스 유형을 살펴봅니다. 포트, 인터페이스 및 프로토콜의 차이점을 명확히 합니다. 데이터 전송에 적합한 인터페이스를 선택하는 데 충분한 정보를 제공하는 것을 목표로 합니다.

데이터 케이블 인터페이스 개발

데이터 통신 포트와 인터페이스 기술은 컴퓨터가 등장한 이래로 빠르게 변화했습니다. 데이터 케이블 인터페이스는 직렬, PS/2 및 병렬 포트에서 시작하여 모든 장치에서 작동하는 고급 Type-C 커넥터로 바뀌었습니다. USB 인터페이스의 배경과 이해하기 위한 약간의 역사를 살펴보겠습니다. USB 케이블 인터페이스.

USB 창립 회사

인텔은 1995년에 최초의 USB(Universal Serial Bus)를 선보였습니다. 이후 Compaq, Digital Equipment Corporation, IBM, Intel, Microsoft, NEC, Nortel 등의 회사가 협력하여 모든 컴퓨터에서 USB를 사용할 수 있도록 했습니다. 이 회사들은 USB Implementers Forum(USB-IF)의 창립 멤버이기도 했습니다.

USB-IF는 전 세계 전자 장비의 전송 절차 구현을 지정하고 보장하는 비영리 기관입니다. 주요 목적은 컴퓨터 및 전자 장치 제조업체가 동질적인 설계 방식을 사용할 수 있도록 USB 인터페이스를 표준화하는 것입니다. USB-IF는 또한 규정 준수 프로그램과 유지 관리 표준을 처리합니다.

USB 포트, 인터페이스 및 프로토콜의 역사

단방향 USB-A 포트 설계 이후, Type-C 포트가 출시될 때까지 USB-IF에서 일부 대화형 포트 설계 변경이 이루어졌습니다. 데이터 케이블 인터페이스가 무엇을 의미하는지 이해하려면 포트, 인터페이스, 프로토콜의 차이점을 알아야 합니다.

USB 포트란?

USB 포트는 장치를 연결하는 커넥터의 물리적 모양입니다. USB-A 이후로 물리적 형태에 여러 가지 변화가 있었습니다. 세부 사항을 살펴보겠습니다.

• USB-A: USB-A는 USB 인터페이스에 도입된 최초의 커넥터 모양입니다. 컴퓨터, 노트북, TV 및 기타 전자 제품에서 발견되는 비가역 직사각형 모양의 커넥터입니다. 지금까지 가장 인기 있는 USB 형태입니다.
• USB-C: 모든 USB 포트 중에서 Type-C 모양은 미니멀한 디자인과 포괄적인 기능 덕분에 10년 이상 지속되었습니다. 스마트폰, 태블릿, 노트북, 컴퓨터, IoT 기기 및 데이터 또는 충전 연결이 필요한 모든 기기에서 Type-C 포트를 볼 수 있습니다. 가장 중요한 하이라이트는 양면 디자인의 편리한 타원형 커넥터입니다.
• 마이크로 USB: 비가역적이지만 비대칭적인 디자인으로 인해 널리 채택된 포트 커넥터입니다. 사용자는 둥근 상단과 평평한 하단으로 인해 올바른 삽입 방향을 쉽게 볼 수 있습니다.
• USB-B: USB-B 포트는 연결성과 특성 면에서 USB-A와 유사합니다. 유일한 차이점은 포트의 모양입니다. 모서리가 경사진 정사각형 모양입니다.모서리가 경사진 덕분에 커넥터를 뒤집는 것이 불가능합니다.
• 미니 USB: 비가역 커넥터의 문제점은 사용자가 올바른 삽입 방향을 찾기 어렵다는 것입니다. Mini-USB는 사다리꼴 모양입니다.

USB 인터페이스란?

USB 포트는 모양이 비슷할 수 있지만 핀 수와 통신 속도가 다를 수 있습니다. 사용자로서 USB 인터페이스와 차별화 요소를 이해하는 것이 필수적입니다. 그래야 장치 간 통신 속도에 병목 현상이 발생하지 않습니다.

현재 입출력 설계자가 활용하는 USB 인터페이스는 10가지가 있습니다. 제조업체는 요구 사항에 따라 장치에서 이를 사용합니다. 일부 인터페이스는 고속 연결을 제공하지만 데이터 케이블과 포트는 제조 비용이 더 높습니다. 전력 전송을 위해 고속 데이터 전송이 필요하지 않은 장치는 데이터 전송 속도가 낮지만 제조 비용이 낮은 인터페이스를 사용할 수 있습니다. 다음은 특성이 있는 10가지 USB 인터페이스입니다.

인터페이스	출시일	최대 데이터 전송 속도	포트 PIN 수	특징
USB 1.0	5월 1996	12Mbps	4	첫 번째 USB 사양은 저속 및 최대 속도 장치를 모두 지원합니다.
USB 2.0	4월 2000	480Mbps	4	데이터 전송 속도 향상, 플러그 앤 플레이 장치 지원
USB 3.0	2008년 11월	5Gbps	9	데이터 전송 속도가 향상된 새로운 SuperSpeed ​​모드, 새로운 커넥터 디자인
USB 3.1 1세대	칠월 2013	5Gbps	9	USB 3.0 SuperSpeed라고도 함
USB 3.2 1세대	칠월 2017	5Gbps	9	USB 3.1 Gen 1과 USB 3.0을 단일 표준으로 결합
USB 3.2세대 2	칠월 2017	10Gbps	9	데이터 전송 속도가 향상된 새로운 SuperSpeed+ 모드
USB 4	3월 2019	40Gbps	24	USB 3.2 Gen 2의 데이터 전송 속도를 두 배로 높이고 Thunderbolt 3를 지원합니다.
썬더볼트 2	2월 2011	20Gbps	20	데이터 전송 속도 증가, 듀얼 4K 디스플레이 또는 싱글 5K 디스플레이 지원
썬더볼트 3	6월 2015	40Gbps	20	Thunderbolt 2의 데이터 전송 속도를 두 배로 높이고 60Hz에서 듀얼 4K 디스플레이 또는 60Hz에서 싱글 5K 디스플레이를 지원합니다.
벼락 4	3월 2020	40Gbps	20	최소 PCIe 대역폭을 두 배로 늘리고 Thunderbolt 3 도크 및 장치를 지원합니다.

USB 프로토콜이란 무엇인가요?

컨트롤러는 USB 포트에 연결된 장치 유형에 따라 특정 프로토콜을 활성화합니다. 각 프로토콜에는 장단점이 있을 수 있습니다. USB에서 사용하는 가장 인기 있는 프로토콜은 다음과 같습니다.

• 대량, 인터럽트, 제어 및 등시성 전송: 대량 전송은 USB 데이터 전송 장치가 연결되면 활성화됩니다. 대량 데이터 전송에 이상적이지만 응답 시간이 낮습니다. 키보드와 마우스의 경우 인터럽트 전송은 빠른 응답 시간을 제공하지만 데이터 전송 용량이 낮습니다. 설계자는 장치 열거 및 구성을 위해 제어 프로토콜을 사용합니다. 동기 전송은 가장 복잡한 유형의 USB 프로토콜이며 오디오 및 비디오와 같은 실시간 데이터를 전송할 수 있습니다.
• 디스플레이 포트: 오디오를 전송할 수 있는 비디오 전송 프로토콜입니다. 주요 목적은 고해상도, 재생률 및 색상 깊이를 지원하는 디스플레이를 위한 모니터 연결을 제공하는 것입니다.
• HDMI: TV, 게임 콘솔, 블루레이 플레이어와 같은 소비자 기기를 연결하기 위한 표준 프로토콜입니다. 비디오 전송과 함께 오디오를 사용하는 것이 가장 일반적인 용도입니다.
• MHL: 이 약어는 Mobile High-Definition Link입니다. 이 프로토콜은 스마트폰과 태블릿에서 모니터와 TV로 오디오/비디오를 출력하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 호환성과 작동을 위해 특수 케이블이 필요합니다.

아래 표는 모든 USB 유형, 포트, 인터페이스, 프로토콜을 요약한 것입니다.

USB 포트 유형	포트 모양	사용 가능한 인터페이스	지원되는 프로토콜
USB-A 및 USB-B		USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1, USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps)	대량 전송, 인터럽트 전송, 제어 전송, 등시성 전송
미니 USB		USB 1.0, USB 2.0	주요 변경 사항 없음
마이크로 USB		USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0	주요 변경 사항 없음
USB-C		USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 1세대, USB 3.1 2세대, USB 3.2 1세대, USB 3.2 2세대, USB 4.0, 썬더볼트 3, 썬더볼트 4	DisplayPort, MHL, HDMI(Thunderbolt 3 및 Thunderbolt 4만 해당)에 대한 지원이 추가되었습니다.

주요 하드웨어 인터페이스 기능

현재 USB 인터페이스는 10개이며, 그 수는 계속 늘어나고 있습니다. 각 인터페이스는 데이터 케이블이 USB 포트 설계에 연결될 수 있는 경우 이전 버전과 호환됩니다. 사용자는 적절한 케이블로 올바른 포트를 확보하는 경우 최대 데이터, 비디오, 전원, 지원 및 기타 인터페이스 기능을 활용할 수 있습니다. 다음은 USB의 개별 기능에 대한 세부 정보입니다.

1. 데이터 전송 속도

데이터 전송 속도는 인터페이스에 따라 다릅니다. 일부 USB 포트는 다른 포트에 비해 데이터 전송 속도가 제한적입니다. 따라서 최대 데이터 전송 속도가 10Gbps인 USB-A 인터페이스가 있습니다. 반면 Thunderbolt 인터페이스가 있는 Type-C 포트는 최대 40Gbps 데이터 전송 속도에 도달할 수 있습니다. 전자 기기와 데이터 케이블을 구매할 때는 항상 필요한 전송 속도를 허용하는 올바른 인터페이스가 있는지 확인하십시오.

현재, 사용자에게 고속 데이터 전송을 지원하는 광 Thunderbolt 케이블이 있습니다. 케이블 내부의 도체 저항은 데이터 케이블을 제한합니다. 일반적으로 직경이 두껍고 길이가 짧습니다. 광 Thunderbolt 케이블은 확장된 거리에서 데이터를 전송하는 데 가장 좋습니다. 150인치의 확장된 길이에서 데이터를 전달할 수 있습니다.

2. 비디오 전송

USB 인터페이스의 비디오 전송 기능을 통해 노트북, 태블릿 및 스마트폰 제조업체는 기존 제품에 비해 작은 USB-C 포트 디자인을 활용할 수 있습니다. DisplayPort 또는 HDMI 케이블 더 큰 커넥터가 필요합니다.

3. 전력 전달

USB의 전력 전송 기능은 장치가 단일 케이블과 데이터 연결을 통해 전력을 수신할 수 있도록 합니다. 전력 전송 기능은 커넥터 유형과 기능에 따라 다릅니다.두 개의 포트와 전력 전송 기능은 다음과 같습니다.

• USB-A: 4개(4) 핀 인터페이스, USB 1.0 및 USB 2.0은 5W 전력 전송 용량을 가진 장치에 전원을 공급할 수 있습니다. 9개(9) 핀 커넥터 USB-A 인터페이스, 즉 USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1 및 USB 3.2 Gen 2는 4.5W 전력을 공급할 수 있습니다. 최신 장치 충전 및 전력 요구 사항을 고려할 때 USB-A 포트의 전송 용량은 낮습니다.
• C형: Type-C 디자인의 포트는 단일 커넥터에 최대 24핀을 제공할 수 있습니다. 우수한 데이터 전송 및 전력 공급 기능을 제공합니다. 단일 Type-C USB 포트는 최대 100W의 전력을 공급할 수 있습니다. 대부분의 최신 스마트폰, 태블릿, 노트북, IoT 및 기타 장치는 다재다능함을 활용하여 Type-C 포트로 전환하고 있습니다.

4. 장비 지원성

USB 인터페이스와 포트는 어디에나 있습니다. 아침 일과에서 사용하는 전기 면도기, 칫솔, 우유 거품기이든, 하루 중 어느 때나 사용하는 스마트폰, 노트북, 태블릿, 컴퓨터이든 말입니다. 다재다능하고 표준화된 디자인 덕분에 전자 제조업체는 거의 모든 기기에서 이를 사용할 수 있습니다.

노트북을 게임 스테이션으로 사용하는 게이머는 Thunderbolt 4 인터페이스와 USB-C 인터페이스를 사용하여 PCIe 연결이 필요한 외부 그래픽 카드와 장치를 연결할 수 있습니다. 최신 컴퓨터는 빠른 데이터 전송 속도를 위해 CPU 또는 마더보드의 PCIe 레인을 포트와 공유합니다. 사용자는 BIOS 설정을 통해 포트가 사용하는 레인 수를 조정할 수 있습니다. USB-C 포트는 설계자와 제조업체의 혁신을 위한 새로운 지평을 열었습니다.

5. 기능 확장성

USB 연결은 다른 모든 통신 수단을 능가했습니다. TV, 오디오 시스템, 저장 장치, 그래픽 카드, 모니터, 키보드, 마우스, 웹캠 및 기타 장치는 모두 USB를 사용하여 전원, 비디오, 오디오 또는 데이터를 전송할 수 있습니다. 스마트폰은 USB-C 포트를 빠르게 채택하고 있으며 iPhone조차도 널리 사용되고 표준화된 디자인으로 인해 낭비를 줄이는 USB-C 포트로 전환하고 있습니다.

사용 시나리오

충전식 및 전원 공급형 전자 제품은 이제 설계에 USB 포트를 활용하고 있습니다. 컴퓨터에서 시작된 기술은 이제 그루밍 장치, 가전제품, 의료 장비, TV, 스피커 등에 사용되고 있습니다. 전원, 비디오, 오디오 및 데이터 전송을 지원하는 인터페이스의 사용 가능성은 사실상 무한합니다.작동을 위해 서로 다른 인터페이스를 사용하는 일부 장치는 다음과 같습니다.

USB A의 용도

• 키보드와 마우스
• 프린터 또는 스캐너
• 외장 하드 드라이브용 Male to Male USB A 케이블
• USB 플래시 드라이브
• USB 충전기를 사용하여 스마트폰 충전하기
• 의료기기

USB-C의 사용

• 노트북에서 모니터로
• 스마트폰에서 TV로
• 컴퓨터에 외장 하드 드라이브 연결
• USB-C 충전기를 사용하여 노트북 충전하기
• 노트북에 외장 그래픽 카드 사용하기

USB 4의 용도

• 노트북을 고해상도 모니터에 연결하기
• 외부 저장 장치를 컴퓨터에 연결하기
• 노트북에 외장 그래픽 카드 사용하기
• 노트북을 모니터, 키보드, 마우스 및 기타 장치에 도킹

Thunderbolt 3 또는 4의 사용

• 노트북을 고해상도 모니터에 연결하기
• 외부 저장 장치를 컴퓨터에 연결하기
• 노트북에 외장 그래픽 카드 사용하기
• 노트북을 모니터, 키보드, 마우스 및 기타 장치에 도킹
• 데이지 체인을 사용하여 노트북에 여러 장치 연결

요약

모든 USB 포트, 인터페이스 및 프로토콜은 고유하고 공통적인 용도가 있습니다. 사용자로서 우리는 USB 기반 장치나 데이터 케이블을 구매할 때 현명해야 합니다. 장치는 최신 기술을 지원하고 최대 성능을 위한 적절한 인터페이스/포트를 제공해야 합니다. 모든 유형을 살펴본 후, 다음과 같은 포트와 인터페이스를 요약할 수 있습니다.

• USB-C: USB에서 가장 오래 지속되는 포트 모양입니다. 가역적 디자인으로 인해 이 유형의 적용은 컴퓨터뿐만 아니라 IoT 기기, 태블릿, 스마트폰 및 가전제품에서 작은 포트 디자인과 100W 전력 공급 용량을 활용할 수 있습니다. Thunderbolt 4 인터페이스를 지원하는 기능을 통해 40Gbps로 데이터를 전송할 수 있습니다.
• USB-A: 가장 오래되고 최초의 포트 디자인은 USB-A였습니다. 간단한 디자인 덕분에 제조 비용이 낮습니다. 최대 10Gbps의 데이터 전송 지원과 4.5W의 전력 공급을 제공하는 가장 예산 친화적인 포트 디자인입니다.
• USB 4: USB 데이터 전송을 위한 최신 인터페이스입니다. 24핀 Type-C 커넥터를 활용하여 20Gbps 및 100W 전력을 제공할 수 있습니다.
• Thunderbolt 3 및 4: Thunderbolt는 비디오, 오디오, 전력 및 데이터를 전송할 수 있는 기능 덕분에 모든 사람이 선호하는 제품입니다. 100W의 전력을 공급하고 HDMI, DisplayPort, MHL과 같은 최신 디스플레이 프로토콜을 지원합니다. 사용자는 4K @ 120Hz의 화면 해상도, 4K @ 60Hz의 듀얼 화면 설정 또는 단일 화면 8K @ 60Hz를 높일 수 있습니다.

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자주 묻는 질문

1. USB C 인터페이스는 양면이 가능한가요?

네, USB-C 또는 Type-C 포트는 2014년에 출시된 가역 커넥터입니다. 그 이후로 모든 전자 기기의 최우선 순위가 되었습니다. USB-C 유형에는 여러 가지 인터페이스가 있습니다. 20 또는 24핀 커넥터를 사용하여 20Gbps 데이터 전송 속도를 최대 40Gbps까지 지원하는 것으로 시작할 수 있습니다. 최신 USB-C 포트 Thunderbolt 4 프로토콜은 비디오, 오디오, 데이터 및 전력 전송을 지원합니다. 포트를 통해 100W 전력을 증폭할 수 있습니다.

2. USB C 또는 Thunderbolt 3 연결을 사용할 때, 데이터 전송과 충전을 동시에 할 수 있나요?

네, 이 두 연결 모두 USB PD(Power Delivery)가 가능합니다. 데이터를 전송하고 동시에 연결하는 기기를 충전할 수 있습니다. 그러나 연결을 보장하려면 올바른 수의 연결 핀이 있는 호환 케이블이 필요합니다. Thunderbolt 3 USB-C 연결은 100W의 전력과 40Gbps의 데이터 전송 속도를 제공할 수 있습니다.

3. USB 4의 최대 전송 속도는 얼마입니까?

USB4는 USB-IF에서 표준화한 최신 인터페이스입니다. 최대 전송 속도가 40Gbps인 빠르고 안정적이며 다재다능한 연결 인터페이스입니다. USB 4는 인터페이스이며 이러한 고속 데이터 전송을 제공하려면 24핀 USB-C 커넥터가 필요하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 다음과 같은 고급 케이블을 선택하십시오. 케이블타임 최대 속도를 얻으려면 USB4 케이블을 사용하세요.

4. USB C는 데이터 전송 측면에서 얼마나 빠른 속도를 낼 수 있나요?

USB-C 포트는 비디오, 오디오, 데이터 및 전력 전송에 가장 널리 사용되는 포트 디자인입니다. USB C 디자인의 최신 인터페이스는 Thunderbolt 4입니다. Thunderbolt 4를 사용하면 사용자는 40Gbps의 데이터 전송 속도를 달성할 수 있습니다. 필요한 것은 24핀 커넥터가 있는 정확한 데이터 케이블뿐입니다.

5. USB C형 충전기는 모든 USB 충전 장치와 호환되나요?

네, 모든 USB-C 충전기는 Type-C 포트가 있는 기기를 충전할 수 있습니다. 그러나 노트북은 100W 충전 전력이 필요한 반면 혈압 측정기는 3.5W만 필요할 수 있습니다. 다양한 스마트폰에는 QC, AFC, SCP 등의 충전 표준이 있습니다. 구매하는 충전기가 가짜가 아닌 브랜드 제품인지 확인하세요.