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전송 2016-12-02 12:00
[테크닉]

더 빠르고 안전하며 높은 효율을 위해
PC 인터페이스 어떤게 있었나

올 해 IT 시장의 이슈 중 하나는 인텔의 외면, 혹은 왕따 사건을 들 수 있다.

 

인공지능, 사물 인터넷, VR, 커넥티드 디바이스니 뭐니하면서 새로운 영역이 개척되면서 예상된 데이터 폭증이 현실로 다가오면서, 이들 데이터를 처리하기 위한 고성능 인터커넥트 개발을 위한 컨소시엄이 세 곳이나 설립되었다.

메모리 및 데이터 전송과 관련된 Gen-Z와 OpenCAPI, 칩과 칩 간의 인터커넥션 규격인 CCIX(Cache Coherent Interconnect for Accelerators) 컨소시엄이 출범했지만 거기에 아직 인텔의 이름은 보이지 않는다.

 

독자 규격을 추구했던 썬더볼트 3와 같이 또 다른 독자 규격을 내세우기 위해서인지는 모르겠지만 커넥티드 디바이스/ 사물 인터넷 중심으로 사업을 재편하고 있는 인텔 역시 나름의 솔루션을 계획하고 있을 것으로 예상된다.

이들 컨소시엄이 출범한지 1년도 되지 않았고, 그 시작이 엔터프라이즈 영역인 만큼 일반 사용자 영역에까지 적용될지는 미지수지만, 일반 소비자를 대상의 PC 영역에도 새로운 인터페이스에 대한 요구는 높아지고 있는데, 이번 기사에서는 이렇게 발전해온 PC 인터페이스에 대한 이야기를 해볼까 한다.

 

PCIe 전에 AGP, PCI가 있었더라

 

요즘 어지간한 기능은 다 메인보드에 통합되면서 보통 그래픽 카드 하나만 꽂는 경우가 많이 늘고 있는데, 이때 사용되는 인터페이스가 바로 PCI Express(PCIe) 규격이다. 현재 PCIe 규격의 주력은 3.0 버전이지만, 아직 일부 메인보드 칩셋 환경에서는 PCIe 2.0 규격도 사용되고 있으며, PCIe 3.0보다 두 배의 대역폭과 확장 슬롯 자체의 전력 공급 규격이 300W로 네 배 확장된 4.0 규격이 2017년 발표될 예정이다.

PCIe 슬롯은 그래픽 카드 외에도 SSD나 USB, TV 튜너, WiFi 모듈 등 다양한 확장 카드 장착이 가능한 범용 인터페이스로 사용될 수 있으며, 일반 확장 카드 연결용 방식 외에 미니PCIe 같이 WIFi용 소형화된 모듈을 연결 가능한 또 다른 슬롯 형태도 선보였고, 이제는 SSD 성능 한계 돌파를 위한 M.2 인터페이스도 PCIe 기반으로 동작한다.

PCIe 등장 전에는 한동안 이름부터 그래픽 카드 전용인 AGP(Accelerated Graphics Port) 슬롯이 그래픽 카드 장착을 위해 사용되었다.

기존에 쓰이던 PCI 인터페이스와 분리, CPU와 전용 통로로 연결된 AGP는 처음 등장시 PCI 인터페이스의 133MB/s 대비 두 배인 266MB/s 대역폭을 구현하였으며, 이후 3.0 규격에서 16배인 2133MB/s까지 대역폭을 확장했다. 등장 초기에는 PCI 버스를 AGP 호환으로 개조한 경우도 있었고, PCIe로 대체되면서 지포스 6000과 7000 시리즈 일부 모델에서는 HSI 브릿지 칩을 이용해 서로 호환되는 모델이 출시되기도 했다.

한편, 인텔 PC 플랫폼에서는 완전 퇴출되었지만 레거시 장비 호환을 위해 브릿지 칩셋 기반으로 일부 메인보드에 추가되어 지금도 간간히 보이는 32bit PCI 슬롯은 성능 개선을 위한 64bit PCI-X이라는 변형 규격도 있었지만 일반 소비자용 보드에는 드물었고, XT/ AT 시절 도입되었지만 AGP처럼 지금은 찾아볼 수 없지만 굳이 따지자면 PCI에 대응하던 ISA 규격도 있었다.

 

고성능 SSD를 위한 M.2, 아직도 현역인 SATA와 그 옛날 E-IDE

요즘은 스토리지의  중심이 하드디스크에서 SSD로 넘어가며 성능 한계 돌파를 위한 규격이 새롭게 도입되고 있는데, 바로 윗 단락에서 짧게 언급했던 PCIe 기반 M.2가 그것으로, 여기에 플래시 메모리를 위한 새로운 NVMe 프로토콜도 개발, PCIe 3.0 x4Lane 기반 시스템의 경우 최대 3.94GB/s에 가까운 성능 구현이 가능해졌다.

 

M.2에 밀려 특별히 주목받고 있진 못하지만 SATA Express와 그 뒤를 이은 U.2 규격이 이야기되고 있는데, SATA Express는 물리적 한계로 제대로 꽃을 피우지 못하고 U.2에 자리를 내주게 될 전망이며, 아직 이들은 도입 초기인 만큼 개인용 스토리지는 SATA 인터페이스가 대세를 차지하고 있다.

 

현재 SATA 인터페이스는 6Gbps의 대역폭을 제공하지만 초기 인터페이스는 E-IDE의 133MB/s 보다 조금 높은 150MB/s의 대역폭을 제공하는데 그쳤지만, 직렬 연결 특성으로 케이블 순서나 우선 순위 등을 따질 필요도 없고, 케이블 크기도 소형화되어 높은 편의성을 내세워 빠르게 대채해 갔다.

이제는 일부 구형/ 특수 시스템을 제외하고는 찾아보기 어려워졌지만 기껏해야 1.44MB 용량에 불과한 플로피 드라이브도 드라이브도 있었고, 플로피 드라이브의 불안정성과 용량 문제를 해결하기 위한 ZIP 드라이브류의 플로피 호환 제품도 탄생했지만 USB 메모리에 밀려 이제는 추억 속의 그대가 되었다.

 

지금은 USB가 대세, 각종 규격으로 혼란하던 I/O

애플과 협력해 썬더볼트라는 고성능 독자 인터페이스를 밀던 인텔 조차 USB를 수용한 것에서 볼 수 있듯 현재 각종 장치를 연겨랗기 위한 외부 인터페이스의 대세는 누가 뭐라해도 USB지만, 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus, USB)라는 이름에서 짐작할 수 있듯 USB 등장 전에는 각종 규격이 범람하고 있었다.

 

지금도 일부 메인보드에 레거시 장비 호환을 위한 핀 헤더 방식으로 지원되는 직렬(COM)/ 병렬 포트(LPT)는 일반 사용자에게 더 이상 소용없는 인터페이스지만 산업 현장에서는 아직도 레거시 장비 호환을 위해 현역 인터페이스이기도 하고, 관련 인터페이스가 없는 PC에는 확장 카드나 USB 방식으로 지원되고 있다.

 

또한, 최근 출시되는 조이스틱은 죄다 USB 포트를 쓰고 있지만 기자가 처음 조이스틱을 쓰던 2000년대 초기만 해도 사운드 카드에 게임 포트라는, COM 포트와 LPT 포트 사이의 중간 크기 쯤 되는 별도 포트를 흔히 볼 수 있었다. MIDI 인터페이스라고도 불리는 해당 포트는 후에 USB 포트가 대중화 되면서 차츰 사라져갔다.

 

USB와 시대를 함께 했던, 애플이 주창한 IEEE1394(파이어와이어) 규격은 USB에 비해 범용성과 비용면에서 약점이 있었으며, 고성능이 요구되는 영상/ 음향 장비쪽에서 주로 사용되었지만 USB 3.0이 등장하면서 성능 격차도 줄어들고, 특징 중 하나였던 데이지 체인 방식은 썬더볼트가 이어받으면서 이제 PC 환경에서는 찾아보기 어려운 인터페이스가 되었다.

 

파이어와이어를 쓰기 위해서는 별도 컨트롤러가 필요했기 때문에 가격 상승 요인이 발생했는데, 성능이 낮은 USB를 대체하기 위해 쓰였던 스토리지 관련 또 다른 규격이 바로 eSATA다. 보통 메인보드 칩셋의 SATA 포트를 후면 백패널로 돌려 쓰기 때문에 추가 비용도 적고, 아예 내부 SATA 포트에 연결해 eSATA로 변환해주는 브라켓을 이용해 쓸 수 도 있었다. 하지만 포트 모양이 SATA와 달라 전용 케이블이 필요했고, 전력 공급을 지원하지 않아 USB를 대체하기는 어려웠으며, 지금은 USB 대역폭이 10Gbps까지 확장되면서 필요성도 낮아진 상황이다.

 

USB를 대체하기 위한 고속 범용 솔루션으로 개발되었던 인터페이스 중 하나가 바로 앞서 언급한 인텔의 썬더볼트인데, 당초 라이트 픽(light peak)라는 이름의 광통신 기반 인터페이스로 기획되었지만 비용 문제로 구리 기반 솔루션으로 방향을 틀었지만 여전히 높은 가격 때문에 고성능이 필요한 일부 환경을 제외하면 보급이 더뎠으며, 결국 썬더볼트 3에 와서는 USB 프로토콜과 함께 USB Type-C 호환 커넥터를 도입했다.

 

더욱 빠르고 편하게, IT 기기 인터페이스의 발전은 계속된다

인간을 정의내리는 말 중 하나가 바로 사회적 동물이다. 서로 교류하며 영향을 받아 살아간다는 뜻인데, 그런면에서 조금 억지를 부리자면 IT 기기역시 그 안에서 각 컴포넌트간에 교류가 이뤄지는 '사회적 디바이스'라 볼 수 있다. 그리고 그 디바이스간의 자료 공유 역시 또 다른 인터페이스 혹은 인터커넥트 기반으로 이뤄진다.

새로운 디바이스가 등장하면 여타 디바이스와 호환을 위해 기존 규격을 쓰는 경우가 대부분이지만, 성능 제약 때문에 독자적으로, 혹은 연합을 이뤄 새로운 규격을 만들어 가는데, 기사 초반에 언급한 Gen-Z와 OpenCAPI, CCIX는 연합의 형태로 새로운 규격을 개발하고 있는 예가 될 것이다.

 

새로운 규격은 기존 규격과 호환성을 유지하기도 하지만 호환성을 포기하기도 하지만, 보통은 하드디스크 시대의 E-IDE에서 SATA로, SSD 시대 SATA에서 M.2로의 변신과 같이 대대적인 개선이 뒷받침 되기에 기존 규격과 공존하며 자연스럽게 세대 교체가 이뤄진다.

사물 인터넷과 인공지능, 머신 러닝 등 데이터 폭증 시대를 맞아 엔터프라이즈 시장에 새로운 인터페이스/ 인터커넥트 규격의 필요성이 대두되는 상황에서 PC 시장에서는 어떤 변화가 일어날지 기대된다.

  태그(Tag)  : PCI-Express, M.2, SATA, USB
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태그(Tags) : PCI-Express, M.2, SATA, USB     관련기사 더보기

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2014년부터 어려운 이야기를 쉽게 하는 것으로 편집방침을 바꿉니다.

주동성 bsbday님의 미디어로그 가기  / 16-12-05 8:29/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
-On Mobile Mode -
m2 슬롯 제푼들 가격이 빨리 내려가야 할텐데.. ㅎㅎ

당신기억 bluemun님의 미디어로그 가기  / 16-12-06 14:14/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
축억의 인터페이스도 있군요.
축억이 방울방울!!

모래 / 17-01-14 13:09/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
그래픽카드 고를때 agp포트냐 pci냐 고민하던시절이있었는데 훗
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