USB4 테스트 : '애플도, 인텔도 아닌' AMD 노트북에서 USB4를 경험하다

분명히 이렇게 오래 걸릴 일은 아니었다. 애플이나 인텔 로고가 붙지 않은 노트북으로 USB4 포트를 사용해 본 것은 1년만이다. 그리고 아주 즐거운 경험이었다.

USB4처럼 일상적인 규격을 사용하는 것뿐인데 왜 이렇게 기뻐하는 것일까? 지금까지 USB4는 인텔, 애플 노트북으로만 제한되어 있었기 때문이다. 이 마지막 퍼즐 조각을 찾은 지금, 이제 모든 노트북이 외장 GPU 케이스, 초고속 외장 드라이브, 완전한 기능을 갖춘 독과 모니터 액세스가 가능해진 것이다.
 

잘 모르는 사람을 위해 설명하자면, USB4는 2019년에 도입되었고, 인텔이 만든 썬더볼트(Thunderbolt) 3 표준을 함께 지원한다. 지금까지 대부분의 비 썬더볼트 3 포트의 전송 속도는 최대 10Gbps로 제한되었다. USB 3.2의 속도가 20Gbps에 도달하기는 했지만 USB 3.2를 도입한 노트북은 거의 없다.

USB4는 모든 포트의 최대 처리량을 40Gbps로 높이고, PCIe에도 적용한다. 얇은 경량 노트북에서 외장 GPU에 연결해 그래픽 성능을 높이거나 훨씬 빠른 외장 SSD를 사용하는 시나리오가 가능해진다.

AMD와 노트북 제공업체는 곧 USB4가 등장할 것이라고 몇 달 동안 이야기했지만 기다림이 너무 길어지자 많은 사용자가 희망을 버린 상태였다.
 
테스트에는 AMD의 라이젠 7 6800U CPU가 탑재된 에이수스의 새로운 젠북 S OLED 13을 사용했다. 라이젠 7 6800U는 이전 라이젠 5000 시리즈보다 더 나은 성능을 제공하고, 공식적으로 USB4를 지원한다. USB4를 테스트한 에이수스 젠북은 전체적으로 준비가 부족한 인상이었지만 AMD가 베타 BIOS를 제공해 포트 테스트를 수행할 수 있었다.
 

USB4란 무엇인가?

우선, 현재 범용화된 USB-C는 USB4가 아니라는 점을 기억해야 한다. USB-C 또는 타입 C로 불리는 규격은 노트북, 태블릿, 스마트폰 등에 적용돼 친숙해진 계란 모양의 물리 커넥터를 말한다. USB4는 데이터 전송에 필요한 커넥터 내의 전기 연결부를 의미한다.
 

물론 USB-C 포트도 USB4, USB 3.2 또는 썬더볼트 3 또는 썬더볼트 4를 사용할 수 있다. 심지어 고속 데이터 연결이 필요 없는 구형 기기의 느리디 느린 USB 2.0 규격일 수도 있다. 예를 들어, 필자는 최근 USB 2.0 규격의 USB-C가 탑재된 감마 분광기를 구매했다.

USB4는 저전력, 저성능부터 고전력, 고성능까지 모든 장치를 위해 고안되었기 때문에 고급 디스플레이 지원과 썬더볼트가 옵션인 기본 사양이 있다. 에이수스 젠북 13 S OLED와 AMD 라이젠 6000 라이젠의 경우, 고급 기능이 탑재되어 있다.
 

노트북에 USB4가 적용되면 어떻게 될까?

현재 USB4가 탑재된 새로운 노트북에서 가장 혼란스러운 문제는 실제 어떤 기능을 얻느냐다. 앞서 언급했듯 USB4로 장치 제조업체는 많은 옵션 기능을 유연하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰에서 40Gbps와 고급 디스플레이 지원을 강제하는 것은 적합하지 않다. 다른 수준의 노트북에서 혼란을 일으킬 가능성이 있다.

하지만 윈도우 11 노트북에서 구현된 USB4는 좀 더 명확해 보인다. 마이크로소프트는 USB4 포트가 탑재된 모든 노트북에 고급 PCIe 지원을 요구하는 것 같다.  이를 통해 USB4가 탑재된 모든 신형 윈도우 11 노트북이 USB4/썬더볼트 4 장치 외에 썬더볼트 3 장치와도 호환되면 좋겠다. 이상하게도 마이크로소프트는 USB4의 PCIe 요건을 의무사항으로 언급했지만, 실제 USB4 사양에서는 옵션이다.

또한 USB 3.2 기반 USB-C 포트를 USB4라고 부를 수도 없다. USB4이라는 이름이 붙으려면 최신 USB4 통신 시스템도 지원해야 한다.
 

썬더볼트 인증 또는 썬더볼트 호환?

마지막으로, USB4 포트가 탑재된 노트북은 썬더볼트 인증이 아니더라도 호환만 되면 썬더볼트 3 하드웨어뿐 아니라 신형 USB4/썬더볼트 4 하드웨어와도 호환될 수 있다. 썬더볼트 인증은 썬더볼트를 적절히 구현할 수 있는 모니터, 독, 드라이브, 컴퓨터를 엄격히 가려내는 인텔 시스템이었다. 썬더볼트 호환을 지원하는 USB4 하드웨어는 구형 썬더볼트 3 하드웨어와도 호환되겠지만 인증을 받을 필요는 없다. 현재로서는 최소한 이렇게 이해하자. 앞으로 상황이 변화할 가능성도 물론 있다.
 

USB4 테스트 방식

테스트를 위해 에이수스 젠북 13 S OLED에 베타 버전 BIOS를 설치하고 가능한 많은 USB-C 기반 장치를 모았다. USB 3.2 이하의 경우 USB4가 USB 3.2 및 USB 2.0과 호환되기 때문에 놀랍게도 아무런 문제가 없었다. 필자는 성능 높이기에 관심이 있었기 때문에 첫 번째 고속 장치는 썬더볼트 포트가 있는 경우에만 작동하는 샌디스크 G-드라이브 프로 썬더볼트 3(SanDisk G-Drive Pro Thunderbolt 3) 드라이브였다. 장치가 포트에 연결될 때 신호음이 났지만 젠북에는 아무런 반응이 없었다. 다른 썬더볼트 장치도 작동하지 않았다.

실망스러웠다.

AMD에 문의하여 업데이트된 베타 버전 BIOS를 제공받았다. 두 번째 바이오스를 설치하고 윈도우 11로 부팅하자 샌디스크 G-드라이브 프로 썬더볼트 3가 표시되었으며 인텔 기반 노트북에서만 볼 수 있었던 성능 수준에서 테스트할 수 있었다.
 

G-드라이브의 순차 읽기 성능은 약 2.8GBps였으며, 이는 썬더볼트 3 및 썬더볼트 4 기반 노트북의 드라이브에서 관찰한 것과 일치한다. 얼마나 더 빠를까? USB-C를 통해 USB 3.2를 사용하는 다수의 M.2 USB 3.2 인클로저에서 목격한 성능의 약 3배였다.

G-드라이브는 기대한 대로 표시되어 작동한다. 윈도우 11에서는 PCIe 기반 드라이브로 표시되기 때문에 윈도우에서 마운트를 해제한 후에 분리할 수 있다. 샌디스크 드라이브 외에도 다른 썬더볼트 드라이브를 테스트해보았다. 아카시스(Acacis)의 USB4.0 M.2 인클로저를 사용했다. 인클로저에는 USB4라고 표시되어 있지만 실제로는 그렇지 않다. 필자가 테스트한 다른 초기 USB4 장치와 마찬가지로 USB 3.2 10Gbps 칩과 브리지 칩으로 연결된 구형 썬더볼트 3 인텔 컨트롤러를 사용하여 제작되었다. 그래서 썬더볼트 3와 호환되는 USB4 포트에 연결하면 실질적으로 더 높은 속도로 작동하지만 엄밀한 의미에서 USB4 장치는 아니다.

그렇기는 하지만 썬더볼트 3 모드로 정상 작동하며, 아래의 아카시스 인클로저에 내장된 삼성 970 프로 SSD로 그 증거를 확인할 수 있다. 나중에 USB4라고 주장하는 장치를 구매해야 하는지에 대해서는 추후에 자세히 다루겠지만, 지금은 제대로 작동한다는 것만 알고 있으면 된다.

유일하게 제대로 작동하지 않은 하드웨어는 소넷테크 솔로1G 10GbE 썬더볼트 3(Sonnettech Solo1G 10GbE Thunderbolt 3) 어댑터였다. 이더넷 장치 문제라고 생각할 수 있지만 그렇게 보이지는 않는다. 필자는 OWC 썬더볼트 독을 썬더볼트 모드로 사용하면서 기가빗 이더넷 지원도 문제가 없었다.

아카시스 USB4 인클로저는 구형 인텔 컨트롤러를 사용하는 썬더볼트 3 모드로 작동한다. 또한 썬더볼트 3가 없는 경우를 대비하여 USB 3.2 10Gbps 컨트롤러가 있지만, USB 표준에 따르면 정상적인 USB4가 아니며 네이티브 USB4 지원이 없다.
 

아카시스 USB4 인클로저는 구형 인텔 컨트롤러를 사용하는 썬더볼트 3 모드에서 잘 작동했다. USB 3.2 10Gbps 컨트롤러를 써도 된다. 하지만 USB 표준에 따르면 네이티브 USB4를 지원하지 않는 USB4는 적법한 규격이 아니다.

드디어 AMD가 eGPU를 지원하다

인텔이나 애플 브랜드가 아닌 노트북에서 고속 외장 드라이브 성능을 달성하는 것 외에 USB4가 AMD 노트북에서 지원하는 가장 흥미로운 기능은 최장 GPU 인클로저를 사용하는 기능이다. 테스트를 위해 에이수스 XG 스테이션 프로 썬더볼트 3(XG Station Pro Thunderbolt 3) 캐비닛에 구형 지포스 GTX 1070 Ti를 설치한 후 연결했다. eGPU 캐비닛이 윈도우에 표시되었으며 윈도우 업데이트에서 드라이버를 설치했다.

두께가 얇은 경량 노트북에서 eGPU를 사용하는 이유는 성능 증가이기 때문에 몇 가지 간단한 벤치마크를 실행하여 무엇이 가능한지 살펴보았다. 사용자가 가장 먼저 생각하는 목적은 게이밍일 것이므로 순수한 그래픽 집중 테스트에 가까운 합성 3D마크 타임 스파이(3DMark Time Spy) 테스트를 실시했다. AMD의 RDNA2 IGP가 인상적이기는 하지만 외장 GPU와 동등하지는 않다. 5년이나 된 지포스 GTX 1070 Ti의 성능이 174%나 더 높다.

그렇다고 모두가 게이밍을 위해 외장 GPU를 사용하지는 않으므로, 노트북에서 퓨젯 시스템(Puget System)의 퓨젯벤치 프리미어 프로(Pugetbench Premiere Pro) 벤치마크를 실행했다. 외장 지포스 카드를 설치한 상태에서 성능이 46%나 개선되었다. GPU와 내보내기 성능에 전체 접수를 합산했을 때의 전체 점수 결과였으며, 점수 이면의 세부사항을 보면 분명 eGPU의 이점이 더 클 것으로 예상된다.

물론, 현존하는 최고의 IGP보다 구형 GPU가 얼마나 더 나은지가 중요한 것이 아니다. 드디어 단일 노트북이라는 독점 시스템을 사용하지 않고, AMD 노트북에서도 eGPU를 사용할 수 있게 되었다는 점이 가장 중요하다. 지금까지는 썬더볼트 3 및 썬더볼트 4 탑재 인텔 노트북만 누릴 수 있는 사치였지만, 이제는 USB4가 탑재된 AMD 노트북에도 길이 열렸다.
 

 

실제 USB4!

지금까지의 모든 테스트 및 결과는 젠북의 USB4 포트와 구형 썬더볼트 3 하드웨어를 함께 사용하여 얻은 것이다. 앞으로는 USB4 포트와 네이티브 USB4 하드웨어를 사용하게 되겠지만 지금으로서는 쉽지 않다.

앞으로 수 개월 안에 출시될 유일한 USB4/썬더볼트 4 장치는 OWC의 미니스택(miniStack) STX뿐이다. 이 제품은 맥 미니 아래에 장착되도록 고안된 작은 스태킹 형태의 스토리지 허브이며, M.2 드라이브 외에도 정식 SATA 하드 드라이브를 탑재할 수 있다. 노트북을 충전할 수 있고 모든 장치를 구동할 정도로 출력이 충분하다. 실제로 지금은 매우 희귀한 인텔의 최신 썬더볼트 4/USB4 JHL8440 컨트롤러를 사용한다. 테스트에서 직접 미니스택 STX를 분해하여 확인했다.

주로 맥 사용자를 대상으로 홍보하고 있지만 미니스택 STX는 PC에서도 잘 작동한다. 테스트에서는 이 장치로 내장 U.2 드라이브(설계상 1GBps 속도로 제한됨)에 액세스하고 샌디스크 G-드라이브 프로를 썬더볼트 3 모드에서 최대 속도로 구동할 수 있었다.
 

 

결론

인텔과 애플의 관점에서 보았을 때 노트북에서 USB4를 활용하는 것은 전혀 새로울 것이 없을지 모른다. 어쨌든 애플 애호가는 2020년 11월 첫 번째 M1 맥북이 출시된 이후 계속 USB4를 사용할 수 있었으니 말이다. 그리고 인텔은 애플보다 2개월 앞서 오리지널 썬더볼트 4 기반 코어 i7-1185G7를 공개했다.

그럼에도 불구하고 USB4가 탑재된 AMD 노트북에서는 누가 먼저인지가 아니라 USB4가 다른 플랫폼에 적용되었다는 사실이 중요하다. 이제 애플, AMD, 인텔이 모두 USB4/썬더볼트 4 지원 노트북 칩을 출시했기 때문에 하나의 케이블과 포트로 모든 것을 제어하는 꿈이 드디어 현실이 되었다.

앞으로 많은 문제가 있을 것이며 노트북에 USB4가 어떻게 적용되고 홍보되는지 두고 보아야 하겠지만 드디어 USB4 장치를 AMD USB4 노트북에 연결할 수 있다는 사실에 감격하면서 드디어 여정이 시작되었다는 희망을 가져본다.
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