최고의 데이터 전송 속도를 위한 필수 가이드: 버전별 USB, Thunderbolt, HDMI, DP 비교

최고의 데이터 전송 속도를 위해 알아야 할 사항

최고의 데이터 전송속도를 사용하기 위해서는 아래의 사항을 고려해서 제품들을 구매해서 연결해야합니다.

1. 3가지 제품이 모두 같은 규격과 속도를 지원해야합니다. 즉, 전송하고 이를 받는 전자제품와 그 둘을 연결하는 제품(케이블 또는 wifi)이 모두 같은 규격과 속도를 지원해야 합니다.
2. 이 3가지 제품 중 가장 낮은 속도를 지원하는 제품이 전체 속도를 결정합니다. 예를 들어, 6Gbps 속도의 SATA3로 연결한 외장 HDD를 480Mbps 속도의 USB 2.0으로 연결하면, 이 부품 간의 속도는 USB 2.0의 속도 이상 나올 수 없습니다.
3. 보통 하나의 규격은 하위 호환됩니다. USB 3.0은 USB 2.0을 지원합니다. 즉, USB 3.0 제품을 USB 2.0 제품에 연결하면 작동합니다. 하지만 속도는 USB 2.0의 속도가 나옵니다.

 

전송속도에 따른 파일의 실제 전송 시간

100Mbps, 480Mbps, 150MB/s, 5Gbps, 10Gbps, 20Gbps, 40Gbps의 속도를 정상적으로 지원한다면, 각각의 속도에서 100GB 파일을 전송하는 데 몇 초가 걸릴까요?

아래는 100GB 파일을 다양한 전송 속도에서 전송하는 데 걸리는 이론적 시간을 표로 정리한 것입니다.

전송속도 (Mbps)	전송속도 (MB/s)	전송할 파일크기	이 파일을 전송하는데 걸리는 시간
100 Mbps		100GB	2시간13분20초
480 Mbps	60 MB/s	100GB	1시간32분24초
	150 MB/s	100GB	11분7초
5 Gbps	625 MB/s	100GB	2분 40초
10 Gbps	1.25 GB/s	100GB	1분 20초
20 Gbps	2.5 GB/s	100GB	40초
40 Gbps	5 GB/s	100GB	20초

실제 전송 시간은 더 느릴 수 있지만 이 표가 어떤 연결 방식을 선택할지 비교하는 데 도움이 되길 바랍니다.

요즘 USB가 보통 5Gbps이고 조금 빠르면 10Gbps인 것 같습니다. 좀 더 빠르게 쓰려면 대안은 썬더볼트 뿐인듯합니다.

계산 과정:

먼저 비트(bit)와 바이트(byte)의 차이점을 이해해야 합니다. 간단히 설명하면:

• 비트(bit)는 정보의 가장 작은 단위로, 0과 1 두 가지 값을 가질 수 있습니다. 전송속도를 나타낼 때 주로 사용되며, Mbps(Megabits per second), Gbps(Gigabits per second) 등의 단위를 씁니다. data가 전송될 때, 0,1,1,1,0,... 이런식으로 전송되는거죠. 이렇게 어느정도 양이 되는 1메가비트, 1기가비트가 1초에 얼마나 전송되는지를 측정한 것이 Mbps, Gbps입니다.
• 바이트(byte)는 8개의 비트로 구성되며, 데이터를 저장하는 기본 단위입니다. 저장공간이나 파일 크기를 나타낼 때 주로 사용되며, MB(Megabyte), GB(Gigabyte) 등의 단위를 씁니다. 휴대폰, 컴퓨터의 파일탐색기 등에서 확인할 수 있는 파일용량이 바이트(byte)단위로 표현한 것입니다. 

네트워크 속도는 비트로 측정되지만, 파일 크기는 바이트로 측정되기 때문에 파일 전송 시간을 계산할 때는 속도를 바이트 단위로 변환해야 합니다.

이렇게 파일 전송 속도는 속도 단위를 바이트로 변환한 후, 파일 크기를 나누어 계산할 수 있습니다.

1. 파일 크기 변환: $$ 100\, \text{GB} = 100,000,000,000 \, \text{byte} $$
2. 속도 변환: $$ ☐\, \text{Gbps} $$를 byte/초로 변환하려면 $$ ☐\times \frac{1,000,000,000}{8} \, \text{(byte/초)} $$
3. 전송 시간 계산: $$ \frac{\text{파일 크기(byte)}}{\text{속도(bytes/초)}} = ⦿ \text{초}$$

예시 계산:

속도: 10 Gbps에서 바이트/초로 변환:

$$ 10\, \text{Gbps} = \frac{10,000,000,000 \, \text{bits/s}}{8} $$

$$ \phantom{10\, \text{Gbps}} = 1,250,000,000 \, \text{bytes/s} $$

전송 시간: $$ \frac{100,000,000,000 \, \text{bytes}}{1,250,000,000 \, \text{bytes/s}} = 80 \, \text{초} $$

 

버전별 USB와 Thunderbolt의 이론적 속도 비교 정리

USB 버전은 마케팅명과 규격명이 다르고, 규격명도 변경되어 사용자가 혼동할 수 있습니다. 이를 표로 정리했습니다. 아래 표에는 각 버전의 USB의 마케팅명, 이전 규격명, 현재 규격명과 그 버전이 지원하는 속도를 정리했습니다. 또한 Type별 USB가 어느 버전의 USB를 지원하는지도 보여줍니다.

표의 내용을 간단히 설명하겠습니다.

• 흰색의 USB-A 형태의 USB는 초창기의 USB로 USB 1.0 또는 USB 1.1의 속도를 지원합니다.
• 검정색 USB-A 형태의 USB는 Hi-Speed USB란 마케팅명으로 불리며, 규격명은 USB 2.0으로 480Mbps의 속도를 지원합니다.
• 파란색 USB Type-A형태 또는 일부 USB Type-C형태의 USB 3.0은 5Gbps의 속도를 지원하며, 마케팅명은 USB 5Gbps입니다. 이전 규격명은 USB 3.0, USB 3.1 Gen1이었으나 현재는 USB 3.2 Gen 1×1로 변경되었습니다.
• 보기 힘들지만 파랑, 청록색, 보라색 USB Type-A형태 또는 보기 쉬운 USB Type-C 형태의 USB 3.1은 10Gbps의 속도를 지원하며, 마케팅명은 USB 10Gbps입니다. 이전 규격명은 USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2였지만 현재는 USB 3.2 Gen 1×2, USB 3.2 Gen 2×1로 변경되었습니다.
• 20Gbps 이상의 속도는 Type-C 형태로만 지원합니다. 즉, Type-A 형태를 가진 제품 중 20Gbps의 속도를 내는 제품은 없습니다.
• USB 3.2는 20Gbps의 속도를 지원하며, 마케팅명은 USB 20Gbps입니다. 이전 규격명은 USB 3.2 Gen2였지만 현재는 USB 3.2 Gen2×2로 변경되었습니다.
• USB4는 보통 20Gbps의 속도를 내지만, 간혹 40Gbps의 속도를 내는 제품도 있습니다. 이는 20Gbps는 필수 지원이지만 40Gbps는 선택적 지원이기 때문입니다. 디스플레이는 지원하는 것도 선택적이기 때문에 꼭 제품 설명을 확인해야합니다.

• Thunderbolt 3와 Thunderbolt 4는 40Gbps의 속도를 필수적으로 지원합니다. Thunderbolt 3의 경우 케이블의 종류와 길이에 따라 성능이 달라질 수 있습니다.

  • Thunderbolt 3는 패시브 케이블의 경우 0.5미터 이하에서만 최대 40Gbps를 지원하며, 그 이상 보통 2미터까지 20Gbps로 정상작동합니다. 일부 패시브케이블은 2미터가 넘으면 작동하지 않을 수 있습니다. 액티브 케이블을 사용하면 길이에 상관없이 최대 40Gbps를 유지할 수 있습니다.
  • Thunderbolt 4는 모든 케이블이 길이에 상관없이 최대 40Gbps를 지원합니다.

• Thunderbolt 4 케이블을 Thunderbolt3 장치에 사용할 경우,

  • 0.8미터 이하의 썬더볼트4 패시브 케이블은 Thunderbolt 3에서 최대 40Gbps를 지원합니다. (0.5미터에서 0.8미터로 길이가 늘어났습니다)
  • 액티브 케이블은 2미터 이상의 길이에서도 최대 40Gbps 속도를 지원합니다.

외부 저장장치와 케이블 선택 방법

한 가정에서 100GB 이상의 대용량 영상 파일을 자주 저장할 외장 HDD, 외장 SSD, NAS, 웹하드(클라우드)를 고려하고 있습니다. 이 집의 하드웨어 구성을 가정해보겠습니다.

• 컴퓨터: USB 3.0 5Gbps, 유선랜 1Gbps, 무선 모뎀 연결 속도 1.2Gbps, Thunderbolt 4 지원
• 유무선 공유기: 유선 1Gbps, 무선 600Mbps 지원
• 인터넷: LG U+ 100Mbps (기본적인 가정용 인터넷 속도)

최고의 데이터 전송속도를 사용하기 위해서는 어떤 규격을 지원하는 외부 저장장치나 케이블을 구매해야 할까요?

1. 웹하드(클라우드)서비스

아이클라우드, 드롭박스, 원드라이브, 구글드라이브, 네이버마이박스(네이버클라우드) 등의 클라우드 서비스를 사용하면 편리합니다. 케이블이 필요 없습니다.

하지만, 대용량의 영상 파일을 전송하려면 속도가 문제가 됩니다. 이 집의 외부 인터넷 속도는 100Mbps (12MB/s)이므로 100GB 파일을 컴퓨터에 다운로드하는 데 133분 20초가 걸립니다.

2. 외장HDD

외장 HDD는 저렴하지만, 속도 제한이 있습니다. 보통 HDD의 속도는 100MB/s ~ 150MB/s입니다. USB 3.0으로 연결하건 Thunderbolt 4로 연결하건 속도는 HDD의 제한 속도에 의해 전체 전송속도는 100MB/s~150MB/s 정도가 됩니다.

외장 HDD를 구매할 때는 USB 3.0 이상을 지원하는 제품을 선택하고, USB 3.0 케이블로 연결해야 합니다. 100GB파일을 150MB/s로 전송시 11분 6.67초 걸립니다.

만약, USB 2.0 단자에 연결하거나 USB 2.0 케이블로 연결하면 전송 속도는 480Mbps (60MB/s)로 떨어집니다.

3. NAS (Network Attached Storage)

필요에 따라 Synology 등의 NAS를 고려할 수 있습니다. 보통 1Gbps를 지원하지만, 10Gbps를 지원하는 제품도 있습니다. 이 집의 경우, 유무선 공유기가 유선 1Gbps, 무선 600Mbps를 지원하므로, 핸드폰과 공유기간의 무선 전송 속도가 1Gbps 이상 나올 때 컴퓨터와 유선으로 연결하면 1Gbps (125MB/s)의 전송 속도를 기대할 수 있습니다. NAS에 HDD를 넣었다면 100MB/s ~ 125MB/s 정도의 속도로 파일을 전송할 수 있습니다. 다만, 연결 상태와 네트워크 환경에 따라 속도가 달라질 수 있습니다.

혹시라도 핸드폰과 유무선공유기간 전송속도가 낮다거나 유무선공유기와 컴퓨터를 연결한 인터넷선에 문제가 있는 경우엔 전송속도가 낮아질 수 있습니다. 또한, 요즘 유무선공유기에 연결하는 전자제품의 수가 늘어나는 경향이 있습니다. 이 경우 저가의 유무선공유기를 사용하는 경우 공유기에 과부하가 걸려서 전송속도가 낮아질 수도 있습니다.

속도를 빠르게 하려면 10Gbps를 지원하는 NAS, 유무선공유기, 컴퓨터를 Cat6이상의 랜선으로 연결해서 사용하면 됩니다. 핸드폰이 내부네트워크에 연결된 속도에 따라서 최대 10Gbps의 전송속도를 사용할 수 있습니다. wifi6E로 연결하면 가능하겠습니다.

4. 외장SSD

외장 SSD는 HDD보다 가격이 비싸지만, 속도가 훨씬 빠릅니다. 일반적인 외장 SSD는 500MB/s에서 1000MB/s 이상의 속도를 지원합니다. 현재 사용 중인 컴퓨터가 지원하는 USB나 Thunderbolt 인터페이스에 맞는 제품을 선택해야 합니다.

가격을 신경 쓰지 않는다면 Thunderbolt 4를 지원하는 외장 SSD와 Thunderbolt 4 인증 케이블을 구매하여 40Gbps(5GB/s)의 속도로 사용할 수 있습니다.

그렇지 않다면 USB 3.0 5Gbps를 기준으로 외장 SSD를 선택해야 합니다. 컴퓨터가 10Gbps를 지원한다면 1.25GB/s의 속도를 지원하는 외장 SSD를 고려해야 합니다. SSD도 SATA 방식, NVMe 방식 등 여러 가지가 있으며, 인터페이스의 속도에 따라 전송 속도가 결정되므로 적절한 제품을 선택하는 것이 중요합니다.

적절한 외장 SSD를 구매했다면, USB 케이블도 신중하게 선택해야 합니다. USB-IF 인증을 받은 케이블을 구매하는 것이 가장 확실하지만, 5Gbps 정도의 속도를 위해 굳이 인증받은 케이블을 구매할 필요는 없을 수도 있습니다. 이 경우 제조사와 사용자 리뷰를 참고하여 신뢰할 수 있는 제품을 선택하는 것이 좋습니다.

 

결론.

이러한 정보를 바탕으로 외부 저장장치와 케이블을 선택하면 됩니다. 웹하드는 편리하지만 외부인터넷 속도가 느리고, 외장 HDD는 저렴하지만 속도가 제한적입니다. NAS는 네트워크 환경에 따라 성능이 달라지며, 외장 SSD는 빠르지만 가격이 비쌉니다. 사용 용도와 환경에 맞는 최적의 선택을 해야겠습니다.

 

USB, 인터넷, SATA, PCIe, Thunderbolt, NVMe, HDMI, Displayport 속도와 (대역폭을 기준으로) 비교

전자기기를 케이블로 연결할 때 '전송 속도'를 고려해야 하는 경우가 많습니다. 속도에 따라 연결 방식을 선택해야 할 때도 있습니다.

외부 저장장치를 구매할 때도 그렇지만 모니터나 도킹스테이션 같은 것들을 구매할 때에도 잘못 선택하면 파일 전송 속도를 최대한 활용할 수 없기 때문입니다.

USB, 인터넷 연결 속도, SATA3, HDMI, DisplayPort, Thunderbolt 등을 버전별로 비교해 대역폭이 얼마나 필요한지 아래 표에 정리했습니다.

기술이름	최대대역폭	유효대역폭
100메가 인터넷	100Mbps	-
USB 2.0	480Mbps	-
500메가 인터넷	500Mbps	-
1기가 인터넷 또는 1기가 내부네트워크	1Gbps	-
USB 3.0	5Gbps	-
SATA3(보통 HDD, 일부SSD)	6Gbps	-
10기가 인터넷 USB 3.1	10Gbps	-
HDMI 1.3 HDMI 1.4	10.2Gbps	8.2 Gbps
4K 60Hz 8비트 RGB색상,  크로마서브샘플링4:4:4 (TV, 모니터)	11.94 Gbps	-
4K 60Hz 10비트 HDR색상,  크로마서브샘플링4:4:4 (TV, 모니터)	14.93 Gbps	-
DisplayPort 1.2	17.28Gbps	13.9 Gbps
4K 60Hz 12비트 돌비비전색상,  크로마서브샘플링4:4:4 (TV, 모니터)	17.92Gbps	-
HDMI 2.0	18Gbps	14.4 Gbps
USB 3.2 USB 4 (필수) Thunderbolt3(케이블제한)	20Gbps	-
Displayport 1.3 Displayport 1.4	32.4Gbps	25.9 Gbps
Thunderbolt3, USB 4 (선택), DP2.0(UHBR 10), Thunderbolt4	40Gbps	-
HDMI 2.1 (eARC포함)	48Gbps	42.6 Gbps
DisplayPort 2.0 (UHBR 13.5)	54Gbps	-
Displayport 2.0 (UHBR 20)	80Gbps	77.4 Gbps

주의해야할 점..
대역폭은 최댓값을 의미하므로 실제 제품이 얼마까지 지원하는지는 반드시 제품 설명을 확인해야 합니다. 특히 중국 등 많은 브랜드의 제품에 스펙이 좋게 적혀있지만 실제 사용 시 속도가 나오지 않는 경우가 많습니다. 꼭 후기를 잘 살펴보고 문제는 없는지 확인한 후에 제품을 구매하세요.

4K 60Hz 8비트 RGB색상으로 TV를 시청한다면 HDMI 2.0이상, DP1.2이상의 단자와 케이블을 사용하면 되겠습니다. 만약, 화면의 색상은 이렇더라도 음질을 높인다면 즉, 고해상도의 오디오포맷을 사용하거나 홈씨어터를 구성해 리시버를 사용하는 경우엔 HDMI의 eARC기능을 사용해야합니다. 이 경우는 무조건 HDMI 2.1단자와 케이블을 사용해야합니다.

4K 60Hz 12비트 돌비비전 색상으로 TV나 모니터를 시청하려면 DP(Displayport) 1.3이상, HDMI 2.0의 최대대역폭은 만족하나 이 기술의 유효대역폭이 낮아서 HDMI 2.1이상의 단자와 케이블을 사용하는 것이 좋겠습니다. 

특히 특정 해상도와 Hz를 가진 모니터를 사용하는 경우 그 모니터의 대역폭을 고려해서 적당한 단자와 케이블을 사용해야 좋을 것 같습니다. 이 경우 상품설명서를 잘 읽어서 어느 단자를 사용할지를 잘 선택해보세요.

요즘 모니터 등을 Type-C USB케이블로 연결해서 사용할 수 있는 경우가 많이 생깁니다. USB-C형태의 케이블은 USB3.0부터 USB4, Thunderbolt4까지 다양한 기술이 적용될 수 있습니다. 각 기술이 지원하는 대역폭이 다양하니 모니터가 요구하는 대역폭을 잘 고려해서 적당한 케이블을 구매해서 사용해야할 것입니다. 만약, 모니터는 20Gbps이상의 속도를 요구하는데 5Gbps까지만 지원하는 USB케이블을 구매해서 연결한다면 문제가 생길 것입니다.