[발언] HDMI 2.1에 대하여(1)...

[이군배]

HDMI 2.1은, 이전 버전과 완벽하게 호환 된다. 하지만, HDMI 2.0과는 많은 차이가 있다. 우선 가장 큰 차이라면, 기존 2.0까지 3개의 데이터 채널을 사용하던 것을, HDMI 2.1에서는 4개의 데이터 채널을 사용한다는 점에서 차이가 있다.

헌데, 이 단순한 4개의 데이터 채널(Data Channel) 사용엔 많은 기술들이 집약되어 있다. 우선 HDMI 핀(선)은, v1.0~v2.1까지 총 19핀(선)을 그대로 사용하고 있기 때문에, HDMI케이블 품질만 괜찮다면, 10년 전에 구입한 HDMI 케이블로도, HDMI 2.1의 성능을 구현할 수 있다는 것이다.

즉, HDMI 케이블은, 기존 것을 그대로 사용해도 무방하다. 해서 HDMI 케이블엔 버전이 없다라는 것이다. 다만, 케이블 제조사들이 HDMI 케이블 버전을 이야기 하는 것은, 버전(전송량 향상)에 맞게 HDMI케이블(선)의 품질을 향상시킨 것을 가지고, HDMI케이블에 버전이 있다라고 하는 것이다.

이제 본론으로 들어가 보자, HDMI 2.1이, v1.0과도 동일하게 19핀(선)을 사용하였는데, 어떻게 데이터 채널을 4채널로 늘릴 수 있었을까? 이에 대한 답은 아래 그림을 참조로 해서 보자.

아래 그림에서 보듯이 늘어난 데이터 1채널은, 10번과 12번 핀(선)인 TMDS Clock+/−(2핀) 대신, 이것을 데이터 채널로 사용하였기 때문에, 4개의 데이터 채널을 사용할 수 있었다. 그로인해 하위 버전과의 호환성도 유지하고 있는 것이다.

즉, HDMI 2.1은, 기존 HDMI 2.0에서 사용하는 3개의 데이터 채널(TMDS전송모드)과 호환되게 채널당 3Gbps 또는 6Gbps를 사용하고(TMDS), HDMI 2.1에서는 추가로 채널당 8Gbps, 10Gbps, 12Gbps FRL전송모드를 사용하여, 최대 48Gbps(1Channel 12Gbps FRL)까지 구현이 가능한 것이다.

버전	HDMI 2.0	HDMI 2.1
최대 전송량	18Gbps	48Gbps
전송방식	TMDS	FRL
데이터 채널	3Lane D0, D1, D2	4Lane L0, L1, L2, L3
채널당 전송량	3Gbps, 6Gbps	3Gbps, 6Gbps, 8Gbps, 10Gbps, 12Gbps
코딩	8b/10b	16b/18b
압축 전송	X	DSC v1.2
호환 가능 이전 버전	~HDMI 1.4b	~HDMI 2.0a

그런데, HDMI 2.1 표준에는 10K/120Hz까지 지원이 된다고 하고 있다. 헌데, HDMI 2.1 기본인 48Gbps로는 8K/60Hz, 10bit/4:2:0(40.10Gbps)까지 밖에 전송을 못한다. 해서 HDMI 2.1에서 새롭게 도입된 것이 바로 DSC(압축 전송)다. DSC는 최대 3배까지 압축 전송을 할 수 있어, '48Gbpsx3배 압축=144Gbps'의 전송 효율을 얻을 수 있지만, 기술 수준이 아직 x3까지는 어려운 상황이다. 참고로 HDMI는 그동안 무압축 전송을 기본으로 하였다.

현재 상용화되고 있는 HDMI 2.1 DSC는, Lane(Channel)당 10Gbps와 12Gbps를 사용하고, 이 기본 전송량에 DSC(압축 전송)를 적용하는 것인데, 최근 공개된 MS사의 차기 게임기인 XBOX Series X(11월 출시)와 NVIDIA사의 차기 PC용 비디오카드인 GeForce RTX 30xx시리즈(9월 17일부터 순차 출시)를 보면, DSC는 2배 내외 정도를 사용하고 있는 것으로 보인다.

▶HDMI 2.1 압축(DSC) 효율에 따른 전송량
HDMI 2.1	기본	기본+ DSCx1.5	기본+ DSCx2	기본+ DSCx2.5	기본+ DSCx3
Line당 10Gbps x4Chanel	40Gbps (미달)	60Gbps	80Gbps	100Gbps	120Gbps
Line당 12Gbps x4Chanel	48Gbps (기준)	72Gbps	96Gbps	120Gbps	144Gbps

현재 출시되고 있는 삼성-LG 8K TV를 비롯하여, 외산 8K TV까지, 아직 HDMI 2.1 DSC를 적용하였다고 밝힌 TV제조사는 없다. 헌데 삼성 8K QLED TV의 사용자 매뉴얼을 보면, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4까지 구현이 된다고 표기하고 있다. 반면 LG는 8K/60Hz, 10bit/4:2:0으로 표기하고 있다.

만일 삼성 8K TV가, 메뉴얼에 기술한 내용이 오기가 아닌 맞는 표기라면, 삼성 8K QLED TV는, HDMI 2.1 DSC가 적용 된 것으로 보인다. 그런데, 삼성 메뉴얼 표기에서 이해가 안가는 부분도 있다.

삼성 8K TV가, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4(80.19Gbps)를 전송할 수 있다면, 8K/120Hz, 10bit/4:2:0(80.19Gbps)도 전송할 수 있는데, 왜 8K/120Hz 지원 여부를 밝히지 않고, 8K/60Hz만 지원되는 것으로 표기를 하였는지가 이해가 가지 않는다. 이는 Nvidia사나 MS사도 마찬가지다.