USB 생태계는 노트북, 데스크톱, 저장 장치, 디스플레이 및 주변 기기가 이 10년의 후반기에 어떻게 연결될지에 영향을 미칠 또 다른 전환의 중심에 있습니다.

USB4 Version 2.0, Thunderbolt 5, 그리고 새롭게 단장된 인증 프로그램은 더 높은 처리량 (throughput), 확장된 전력 공급 (power delivery), 그리고 지난 30년 가까이 선택 사항이 겹겹이 쌓여온 표준을 단순화하려는 시도를 중심으로 수렴하고 있습니다. 이에 대해서는 당사의 USB 해독 설명 가이드에서 설명한 바 있습니다.

그렇다면 다음은 무엇일까요? 2026년 현재, USB4 Version 2.0과 Thunderbolt 5는 프리미엄 노트북 및 데스크톱 부문에서 활발히 구현되고 있으며, 오랫동안 지속되었던 20 Gbps 및 40 Gbps 시대를 지나, 80 Gbps 양방향 대역폭과 디스플레이 중심의 워크로드를 위한 120 Gbps 비대칭 모드를 제공할 수 있는 링크로 전환되고 있습니다.

12 Mbps에서 80 Gbps까지

USB는 1990년대 중반, 시리얼 (serial), 패러럴 (parallel), PS/2와 같이 난립하던 레거시 커넥터들을 단일한 자가 구성 인터페이스로 대체하기 위해 시작되었습니다. USB 1.0은 1996년에 단 12 Mbps로 출시되었으며, 키보드, 마우스, 초기 웹캠을 사용하기에 충분히 빠른 속도였습니다.

2000년에 출시된 USB 2.0은 이를 480 Mbps로 높여 외장 광학 드라이브와 첫 번째 소비자용 플래시 저장 장치의 등장을 가능하게 했습니다. 하지만 고대역폭의 범용 주변 기기 버스로의 전환을 알린 것은 2008년의 USB 3.0이었으며, 이는 새로운 SuperSpeed 신호 계층을 통해 5 Gbps를 밀어붙였습니다. 이어 USB 3.1과 3.2가 등장하여 대역폭을 10 Gbps로, 이후 듀얼 레인 (dual-lane) 신호 방식을 통해 20 Gbps로 확장했지만, 동시에 사용자가 포트나 케이블이 실제로 무엇을 할 수 있는지 식별하기 어렵게 만드는 복잡한 명명 규칙들을 도입하기도 했습니다.

이러한 진화 과정 전반에 걸쳐, USB는 설계 단계부터 하위 호환성 (backward compatibility)을 유지해 왔습니다. USB 2.0 플래시 드라이브는 USB 3.2 Gen 2x2 포트에 연결해도 여전히 작동할 수 있으며, 최신 USB-C 충전기는 오래된 USB 3.0 하드 드라이브에 전원을 공급할 수 있습니다. 이러한 상호 운용성 (interoperability) 덕분에 USB는 소비자 컴퓨팅의 기본 커넥터로 자리 잡을 수 있었습니다. 하지만 이는 이면에서 표준을 파편화시키는 결과도 초래했습니다. 전력 공급 (power delivery), 비디오 출력을 위한 대체 모드 (alternate modes), PCIe 터널링 (PCIe tunneling)과 같은 기능들이 점진적으로 추가되었으며, 모든 장치가 이를 균일하게 구현하지는 않았기 때문입니다.

2014년 USB-C의 도입은 물리적 커넥터를 통합하기 시작했고, 2019년 USB4의 데뷔는 통합된 고속 전송에 초점을 맞춘 새로운 아키텍처의 시작을 알렸습니다. 그러나 40 Gbps 처리량 (throughput) 및 범용 전력과 같은 USB4의 많은 약속들은 특정 장치가 해당 사양을 얼마나 철저하게 구현했는지에 달려 있었습니다. USB4 v2와 Thunderbolt 5가 대역폭과 성능을 USB 3.x가 시도했던 것보다 훨씬 더 높은 수준으로 밀어붙이고 있음에도 불구하고, 이러한 복잡성은 여전히 해결해 나가야 할 과제로 남아 있습니다.

USB4의 현황

Club 3D

(이미지 출처: Club 3D)

USB4는 파편화된 USB 3.x 제품군을 통합하는 후계자로 자리매김해 왔으나, 그 실상은 더 미묘합니다. USB4는 Intel이 USB Promoter Group에 기여한 Thunderbolt 3 전송 사양을 기반으로 구축된 모듈형 아키텍처입니다. 이 표준은 DisplayPort, PCI Express, 그리고 USB 패킷을 동시에 운반할 수 있는 터널 (tunnel)을 정의하며, 워크로드에 따라 대역폭을 동적으로 분배합니다. 모든 USB4 포트는 물리적 커넥터로 USB-C를 사용하며 협상을 위해 USB 전력 공급 (USB Power Delivery)을 필요로 하지만, 이러한 기본 사항을 넘어선 구현 방식은 매우 다양합니다.

대부분의 더 저렴한 노트북과 PC는 전체 40 Gbps 모드 대신 USB4 20 Gbps로 출시됩니다. 많은 제품이 PCIe 터널링 (PCIe tunneling)을 생략하는데, 이는 외장 NVMe 인클로저, 직접적인 PCIe 링크가 필요한 캡처 카드, 그리고 eGPU 하우징의 사용을 제한합니다. 다른 제품들은 싱글 레인 디스플레이포트 (single-lane DisplayPort) 터널링만을 지원하여, 전체 대역폭이 충분해 보임에도 불구하고 멀티 모니터 구성에 한계를 가집니다.

Thunderbolt 4는 USB4 Version 1.0의 가장 완전한 구현체로 남아 있습니다. 왜냐하면 Thunderbolt 4는 40 Gbps 동작, 최소 32 Gbps의 지속적인 처리량을 갖춘 PCIe 터널링, 듀얼 4K 디스플레이, DMA 보호, 그리고 최소 15W의 포트 전력을 의무화하기 때문입니다. Intel 플랫폼은 일관되게 이 기준을 충족합니다. 반면, AMD 시스템은 OEM과 칩셋에 따라 차이가 있으며, 설계 중 일부만이 PCIe 터널링을 포함한 완전한 USB4 40 Gbps를 제공합니다.

이러한 구현의 가변성은 USB4 아키텍처의 유연성을 반영합니다. 사양(specification)은 특히 얇고 가벼운 시스템에서 비용과 전력 제약에 따라 제조사가 기능을 조절할 수 있도록 허용합니다. 그러나 사용자 입장에서는 컨트롤러 문서나 인증 마크를 확인하지 않고 USB4 라벨만으로는 특정 성능 특성을 보장받을 수 없습니다.

이러한 전환과 함께 USB-C의 역할도 커졌습니다. 이제 커넥터는 전력, 데이터, 디스플레이 신호를 통합하며, USB4, Thunderbolt 3, Thunderbolt 4, 그리고 Thunderbolt 5를 위한 필수적인 물리 인터페이스가 되었습니다. Power Delivery 3.1을 통해 USB-C는 고정된 28V, 36V, 48V 전력 프로필에 걸쳐 48V 확장 전력 범위 (Extended Power Range) 모드를 통해 최대 240W까지 협상할 수 있습니다. 전력 협상은 고속 레인이 아닌 별도의 구성 채널 (Configuration Channel)에서 이루어지기 때문에, 단일 케이블로 고사양 노트북에 전원을 공급하고, 고해상도 디스플레이를 구동하며, 동시에 여러 데이터 장치를 호스트할 수 있습니다.

USB4 Version 2.0의 등장과 80 Gbps로의 전환

USB4 v2

(이미지 출처: USB-IF)

USB4 Version 2.0은 USB 2.0에서 USB 3.0으로의 전환 이후 USB 신호 전송(signaling) 분야에서 가장 큰 기술적 도약을 나타냅니다. 새로운 규격은 더 많은 레인(lane)을 추가하는 대신, NRZ 신호 전송을 PAM3 변조(modulation)로 교체함으로써 처리량(throughput)을 두 배로 늘립니다. PAM3는 심볼당 세 가지 진폭 레벨을 인코딩하여, 이전 세대에서 20 Gbps를 전송하던 동일한 물리적 배선을 통해 레인당 40 Gbps를 가능하게 합니다. 양방향에 두 개의 결합된 레인(bonded lanes)을 사용하여, USB4 v2는 80 Gbps의 대칭형 대역폭(symmetrical bandwidth)에 도달합니다. 비대칭 모드(asymmetric mode)는 디스플레이 중심의 워크로드를 위해 한쪽 방향의 대역폭을 120 Gbps로 증가시키며, 반대 방향의 대역폭은 줄어들 수 있습니다.

전송 계층(transport layer)에도 여러 업그레이드가 적용되었습니다. PCIe 터널링(tunneling)은 이제 PCIe Gen4를 지원하며, 이는 USB4 v1의 Gen3 터널링과 비교했을 때 외장 SSD 및 eGPU 박스의 레인당 처리량을 두 배로 높여줍니다. DisplayPort 터널링은 UHBR20 신호 전송을 지원하는 DisplayPort 2.1로 발전하여, 풀 크로마(full chroma) 및 높은 주사율과 함께 듀얼 8K 또는 단일 12K 디스플레이를 구현할 수 있게 합니다. USB4 v1, Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 장치와의 하위 호환성(backward compatibility)은 유지되지만, 해당 장치들을 연결할 때는 이전의 신호 전송 모드로 전환됩니다.

1미터 이하의 많은 인증된 패시브(passive) USB-C 케이블은 80 Gbps를 지원하겠지만, 그보다 긴 케이블은 일반적으로 액티브 리타이머(active retimers)가 필요합니다. 이러한 액티브 케이블에는 신호 처리 기능이 내장되어 있으며 때로는 방향성을 띠기도 하는데, 이는 허브 및 모니터와 같은 제품의 설계 고려 사항을 유발합니다. USB-IF의 새로운 라벨링 체계는 이전 USB 3.x 명칭에서 나타났던 고질적인 모호함을 완화하기 위해 케이블을 USB 40 Gbps, USB 80 Gbps 또는 USB 240W로 명확하게 식별합니다.

Thunderbolt 5는 USB4 v2의 가장 높은 충실도(high-fidelity) 구현체로서 함께 등장하며, Intel의 사양(specification)은 USB4 v2에서 선택 사항(optional)으로만 정의된 기능들을 보장합니다. 여기에는 필수적인 80 Gbps 대칭 동작(symmetrical operation), 120 Gbps 비대칭 디스플레이 모드(asymmetric display mode), 최소 32 Gbps의 지속적인 처리량(throughput)을 갖춘 PCIe Gen4 터널링(tunneling), 그리고 240W 충전 지원이 포함됩니다. 또한 Thunderbolt 5는 외장 GPU(eGPU), 도킹 스테이션 워크스테이션, 멀티 디스플레이 게이밍 설정과 같은 고대역폭, 저지터(low-jitter) 주변 기기를 지원하기 위해 레인 대칭성(lane symmetry)과 엄격한 지연 시간(latency) 목표를 의무화합니다. 우리는 2026년 중반의 하이엔드 시스템에서 완전한 Thunderbolt 5 사양이 출시되는 것을 볼 수 있으며, 최근 리뷰한 Razer Blade 16 (2026) 모델이 이 포트를 완벽하게 갖추고 출시되었습니다.

Thunderbolt 5는 USB4 v2의 물리 계층(physical layer) 위에 직접 구축되었기 때문에, 그 케이블과 컨트롤러는 USB4 제품군 전체와 상호 운용(interoperable)이 가능하지만 더 엄격한 인증 기준을 따릅니다. 실제로 Thunderbolt 5는 Thunderbolt 4가 USB4 v1 시대의 기준점(reference point) 역할을 했던 것과 유사하게, 모든 기능 노출을 보장하는 USB4 v2의 버전으로서 기능합니다.

범용 연결성의 향후 10년

USB-C

(이미지 출처: Future)

USB의 미래가 어떤 모습일지에 대해 사용자들과 업계 분석가들 사이에서 논의가 있어 왔습니다. 만약 USB-C의 전기적 특성(electrical characteristics)이 더 높은 속도를 유지할 수 있음이 증명된다면, 향후 등장할 USB5 표준은 PAM3를 넘어서는 방식을 채택할 가능성이 있습니다. PAM4가 그 후보가 될 수 있습니다. 한편, 구리 링크(copper links)는 이러한 데이터 속도에서 실질적인 한계에 도달하고 있으며, 이는 표준 커넥터 내부에 광 트랜시버(fiber transceivers)를 내장한 광 USB-C 케이블의 활발한 상용화를 촉진하고 있습니다. 현재는 비용이 많이 들지만, 광 링크(optical links)는 전자기 간섭(electromagnetic interference)이나 구리의 감쇠(attenuation) 문제 없이 수십 미터에 걸쳐 미래의 USB4 v3 또는 USB5 신호를 전달할 수 있을 것입니다.

240W를 넘어서는 전력 공급(Power delivery)은 또 다른 미해결 과제입니다. 48V EPR(Extended Power Range) 상한선은 현재의 모바일 워크스테이션 및 대부분의 게이밍 노트북과 잘 맞지만, 휴대용 디스플레이, 데스크 도킹 하이브리드, 워크스테이션 대체품과 같은 더 무거운 카테고리는 더 높은 와트(wattage) 등급에 대한 압력을 높일 수 있습니다. USB-C가 이러한 확장의 장기적인 수단으로 남아 있을지, 아니면 후속 커넥터에게 자리를 내줄지는 열적 제약 조건과 고전압에서의 케이블 신뢰성에 달려있을 것입니다.

USB-IF(USB Implementers Forum)가 재차 강조하는 명확한 라벨링은 궁극적으로 전환이 얼마나 원활하게 이루어질지를 정의할 수 있습니다. 버전 기반 브랜딩에서 'USB 40 Gbps', 'USB 80 Gbps', '240W 인증 케이블'과 같은 명시적인 식별자로의 변화는 지난 10년 동안 표준을 특징지었던 모호성을 제거하는 것을 목표로 합니다. 물론 채택은 제조업체와 소매업체의 일관된 시행에 달려있을 것입니다.

USB는 주변기기 인터커넥트(peripheral interconnect)로서의 기원지를 훨씬 넘어섰습니다. USB4 v2, Thunderbolt 5, 그리고 확장된 전력 공급이 결합되면서 USB-C 포트는 현대 시스템을 위한 고대역폭, 다중 프로토콜 백플레인(backplane)으로 변모하고 있습니다.

이제 단일 커넥터가 워크스테이션급 PCIe 대역폭, 고해상도 비디오, 그리고 이전에 전용 전원 어댑터(power brick)가 필요했던 장치에 대한 지속적인 충전까지 공급할 수 있게 되었습니다. 로드맵의 다음 단계는 구리의 한계에 도전하는 신호 처리 영역으로 USB를 가져가면서도, USB 2.0 및 USB 3.x 주변에서 성장한 생태계와의 완전한 하위 호환성을 유지합니다.

80Gbps 시대가 확산됨에 따라, 사용자들은 단순한 주변기기 포트라기보다는 시스템 내부 패브릭(fabric)의 외부 확장처럼 작동하는 하드웨어를 접하게 될 것입니다. 10년의 후반기로 나아가면서, OEM(Original Equipment Manufacturer)들은 USB4 초창기의 부분적인 구성이 아닌, 완전 기능 구현을 표준화하기 시작하고 있습니다.

만약 그러한 통합이 이루어진다면, 시리얼(serial) 및 패러럴(parallel) 포트의 대체제로 시작되었던 커넥터는 컴퓨팅 분야에서 가장 강력한 성능을 가진 물리적 인터페이스(physical interface) 중 하나로 진화를 계속할 것입니다.