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 USB 3.0, USB 2.0 호환과 10배 늘어난 대역폭 제공
USB 3.0은 기존 USB 2.0과 달라진 특징들을 갖고 있으며, 10배 늘어난 대역폭 확보가 가능해졌는데 여기에서는 USB 3.0이 기존 USB 2.0과 달라진 부분들을 살펴볼 것이다.
USB 3.0, 로고와 아이콘도 달라졌다.
[USB 1.x 버전 로고]
[USB 2.0 (Hi-Speed USB) 로고]
[USB 3.0 (SuperSpeed USB) 로고]
USB 3.0은 USB 2.0에서 성능 향상 등이 이루어지면서 기존 USB 방식과의 차이를 구분하기 위해 로고도 기존 USB 1.x/ USB 2.0과 달라졌다. 보통 위 이미지들은 USB 각 버전에 인증된 제품에 로고로 사용되고 있다.
USB 2.0이 USB 1.x보다 향상된 대역폭을 제공한다는 의미로 Hi-Speed가 추가된 것과 달리 USB 3.0은 양방향의 통신이 가능해졌다는 의미와 USB 2.0보다 크게 향상된 대역폭을 제공한다는 SuperSpeed가 추가되었다.
[USB 1.x와 USB 2.0 커넥터에 표시되는 아이콘]
[USB 3.0 커넥터에 표시되는 아이콘]
[USB 3.0 커넥터에 표기된 USB 3.0 아이콘]
USB 3.0은 로고의 변경과 함께 USB 2.0까지 사용되었던 아이콘에도 변화가 이루어졌다. USB 3.0은 로고처럼 고속 전송이 가능해졌다는 의미의 SS (SuperSpeed)가 추가되었다. USB 아이콘은 USB 커넥터 부분에서 어렵지 않게 찾아볼 수 있다.
USB 2.0의 10배에 이르는 대역폭을 제공하는 USB 3.0
최근 차세대 인터페이스로 주목받고 있는 2가지 기술은 SATA3와 USB 3.0인데 SATA3 인터페이스와 달리 USB 3.0에 주목하는 이유는 SATA3보다 실질적인 성능 향상을 기대할 수 있기 때문이다.
USB 2.0은 등장 당시 USB 1.x의 부족한 대역폭을 크게 늘려 주목받았지만, 최근 각종 장치들의 성능 향상이 이루어진 만큼 USB 2.0이 제공하는 480Mbps (60MB/s)의 대역폭도 부족한 상황에 이르렀다.
더군다나 USB 2.0은 다른 인터페이스들처럼 이론상 대역폭과 달리 실제로 활용 가능한 대역폭은 더 낮아지기 때문에 대역폭 확보를 위한 변화가 필요해졌다. 이에 따라 등장한 기술이 SuperSpeed로 불리는 USB 3.0의 등장이다.
USB 3.0은 USB 2.0의 480Mbps (60MB/s)보다 10배 늘어난 5Gbps (625MB/s)의 대역폭과 향상된 스펙을 제공한다. 하지만, 이론상의 대역폭은 실제 환경에서는 그대로 활용하지 못하는 것은 USB 2.0과 마찬가지로 USB 3.0은 이를 지원하는 장치들은 4Gbps의 대역폭을 할당받고 3.2Gbps (400MB/s) 수준의 실질적인 대역폭을 확보할 수 있을 것으로 알려지고 있다.
400MB/s의 대역폭만 하더라도 기존 USB 2.0보다 크게 늘어난 것이므로 그동안 USB 2.0의 부족한 대역폭으로 답답했던 사용자들이라면 기대해볼 만한 기술이다. 물론, 이를 위해 USB 3.0 지원 컨트롤러 및 장치들이 필요해졌으며, 등장 초기인 만큼 다양한 장치 지원 부족 및 외부 컨트롤러 적용에 따른 대역폭 확보 문제 등을 고려해야 한다.
USB 2.0 호환을 위한 USB 3.0 듀얼버스 아키텍처
[USB 3.0 Dual Bus Architecture : USB 3.0 지원과 2.0 호환]
USB 3.0으로 변화되면서 기존 USB 2.0과 크게 달라진 부분은 바로 듀얼버스 아키텍처 구조를 이용하고 있는 것으로 USB 3.0 허브나 USB 3.0 지원 주변기기들 역시 USB 3.0과 USB 1.x/ USB 2.0을 호환을 위한 기능이 함께 포함되어 있다.
USB 3.0의 듀얼버스 아키텍처는 쉽게 말해 기존 USB 1.x/ USB 2.0과의 호환을 위해 USB 3.0 (SuperSpeed)과 USB 1.x/ USB 2.0 (Non-SuperSpeed) 컨트롤러가 병렬로 함께 내장되고 있는 것이다. 하지만, USB 주변기기들은 USB 3.0과 USB 2.0 모드로 동시에 동작하지는 못하고 둘 중 하나만 선택하여 동작한다.
USB 2.0보다 높은 대역폭 확보를 위한 USB 3.0 케이블 구성
[USB 3.0과 USB 2.0 케이블]
USB 3.0 케이블 구조는 앞서 언급되었던 것처럼 데이터를 전송하기 위한 부분은 기존 USB 2.0 크게 바뀌지 않았지만, 고속의 데이터 전송과 대역폭 향상을 위한 트랜스미터와 리시버 SSTX (SuperSpeed Transmitter differential pair)/ SSRX (SuperSpeed receiver differential pair) 가 더 추가된 것을 볼 수 있다. USB 커넥터의 VBus는 +5V가 인가되며, 고속 전송을 위한 2개의 추가 케이블에는 실링처리를 통해 데이터 전송에서 발생될 수 있는 노이즈나 간섭 등을 최소화할 수 있도록 하고 있다.
[USB 3.0 케이블 (파란색)은 USB 2.0보다 굵다.]
외장 HDD 케이스 등과 샘플로 제공되 USB 3.0 케이블은 기존 USB 2.0 케이블과 비교하여 상당부분 두꺼워졌는데 이는 앞서 언급한 것처럼 USB 3.0 고속 데이터 전송을 위한 케이블이 추가되었기 때문이다.
USB 3.0 케이블 : 표준/ 미니 케이블, 블루 커넥터가 특징
USB 3.0 커넥터는 Standard-A/ B, Powered-B, Micro-AB/ A/ B의 표준과 마이크로 커넥터들로 구성된다.
[USB 3.0 Standard-A 플러그 (Plug)/ 소켓 (Receptacle)]
[USB 3.0 Standard-B 플러그 (Plug)/ 소켓 (Receptacle)]
[USB 2.0 시리즈 A/ B 플러그 및 소켓]
[USB 2.0 A/B (좌, 하얀색), USB 3.0 표준-A/B (우, 파란색) 플러그]
USB 3.0 표준-A/ B 커넥터는 일반적으로 PC 메인보드와 외장 HDD 케이스 등에서 쉽게 볼 수 있는 커넥터 구성 방식이다. 포트 구성 역시 기존 USB 2.0과 호환을 염두에 두고 설계되며, USB 2.0과 달리 5개의 접점이 추가로 제공된다.
USB 3.0 포트에 추가된 5개의 접점 중 4개는 리시버와 트랜스미터 쌍으로 USB 2.0과 달리 양방향 (Dual-Simplex, Full-Duplex) 전송을 지원하며, 이를 통해 USB 3.0의 고속 전송과 대역폭 향상이 가능해진다. 따라서, USB 3.0은 USB 2.0의 기본라인과 5개의 추가 접점이 제공되며, USB 2.0 포트에는 포함되지 않으므로 USB 2.0 주변기기가 장착되면 추가 5개 접점과 연결되지 않고 USB 2.0 기본라인만 활용하여 USB 2.0 호환이 가능하게 설계되었다.
USB 3.0의 또다른 특징은 USB 2.0과 달리 소켓과 플러그에 파란색 (Blue)을 적용하여 기존 USB 2.0과 시각적인 차이를 두고 있다는 점이며, USB 2.0 커넥터부는 보통 하얀색을 사용하고 있으므로 그 차이를 쉽게 구분할 수 있게 되었다.
[USB 3.0 Powered-B 플러그 및 소켓]
USB 3.0 Powered-B 커넥터는 외부 파워 서플라이 없이 USB 어댑터에 전력을 공급할 수 있도록 설계된 방식이다. USB 3.0 Standard-B 커넥터와 기본적으로 유사하나 파워 공급을 위한 핀 (DPWR)과 그라운드 (DGND)를 위한 2개의 추가 핀이 제공된다.
[USB 3.0 Micro-B/ AB 소켓 (상)/ Micro-A/ B Plug (하)]
[USB 2.0 Micro-A/ B 플러그, Micro-A/ AB/ B/ Mini-B 소켓]
USB 3.0 커넥터는 표준외에 USB 2.0처럼 Micro 방식 커넥터를 지원하는데 Micro 커넥터는 Micro-A/ B 플러그와 Micro-B/ AB 소켓 방식을 지원한다. Micro-A/ B 플로그는 Micro-AB 소켓에 장착가능 하도록 설계되었고 Micro-B 플러그는 Micro-B 소켓에 장착 가능하다. USB 3.0의 Micro 방식 커넥터는 USB 표준 커넥터처럼 고속 및 대역폭 확보를 위한 라인이 늘어난 만큼 크기도 더 커졌고 USB 2.0 커넥터의 Micro 방식과 같이 주로 소형 장치들에 사용될 것으로 예상된다.
USB 2.0을 개선한 USB 3.0의 특징 정리
[USB 3.0 (SuperSpeed USB)와 USB 2.0의 차이]
USB 3.0의 가장 큰 특징은 USB 2.0의 10배 늘어난 대역폭 (데이터 전송속도)이다. 하지만, 대역폭 향상 외에도 다양한 개선이 이루어졌다.
USB 2.0이 단방향 (Half-Duplex) 데이터 전송만 사용하고 있는 것과 달리 USB 3.0은 양방향 (Dual-simplx, Full-Duplex) 데이터 전송을 지원하며, 이와함께 고속의 성능과 대역폭 구현을 위한 케이블 신호 핀 증가도 이루어졌다.
또한, 강화된 전력관리 기술과 전력공급 면에서도 USB 2.0보다 크게 개선되었다. USB 2.0은 500mA의 전력공급이 가능한데 USB 3.0은 80% 향상된 900mA를 공급하며, 유닛 당 공급 가능한 전력도 USB 2.0보다 50% 향상된 150mA를 제공한다.
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