[발언] HDMI 2.1 DSC를 지원하는 8K TV는?

[이군배]

부제 : 4:2:0 Vs 4:4:4

다음주 출시되는(9월 17일) NVIDIA사 차기 비디오카드인 GeForce RTX 3080과 11월 10일 출시 예정인 MS사의 차기 게임기인 XBOX Series X, 소니의 PS5가 모두 HDMI 2.1 DSC를 지원 한다고 하여, HDMI 2.1 DSC에 대한 관심이 부쩍 늘었다.

HDMI 2.1 DSC지원은, 4K/144Hz를 넘어, 4K/240Hz는 물론 8K-10K/120Hz 지원도 가능하여, 빠른 화면 전환을 요구하는 게이머와 12bit(색감) 내지는 크로마 서브 샘플링(디테일감) 4:4:4와 같은 화질 향상을 바라는 TV마니아들에게도 반가움 그 자체다. 다만, 12bit는 아직 TV용 패널이나 콘텐츠들이 나와 있지 않아, 당장은 10bit 4:4:4 지원 여부가 최대 관심사다.

사실 4:4:4가 4:2:0에 비해 화질은 좋지만, 실제 4:4:4로 제작된 콘텐츠는 전무한 실정이다. 화질이 좋음에도 4:4:4가 활성화 되지 못한데는, 4:4:4가 4:2:0에 비해 2배 많은 전송량이 요구되는데 반해, 화질은 2배는 좋지 않기 때문에, 동영상은 대다수 4:2:0으로 만들어(제작) 지고 있는 것이다. 또한 4:4:4가 활성화 되지 못한 데는, HDMI의 성능 부족도 한 원인 이었다, 먼저 아래 도표를 보자.

주사율 (프레임)	컬러 비트	크로마 서브 샘플링	4K 전송량 (HDMI 2.0)	8K 전송량 (HDMI 2.1)
60Hz	8bit	4:2:0	8.91Gbps	32.1Gbps
		4:4:4	17.82Gbps	64.15Gbps(X)
	10bit	4:2:0	11.14Gbps	40.1Gbps
		4:4:4	20.05Gbps(X)	80.19Gbps(X)
☞HDMI 2.0과 HDMI 2.1의 4:4:4 지원 여부 *HDMI 2.0(18Gbps)은 4K/60Hz, 8bit/4:4:4지원 *HDMI 2.1 기본 전송량(48Gbps)으로는 8K/60Hz, 8bit/4:4:4 조차 구현하지 못해, HDMI 2.1(48Gbps)+DSC(압축 전송)를 적용해야만 8K/60Hz, 10bit/4:4:4(80.19Gbps)를 전송할 수 있다.

위 도표를 보면, HDMI 2.0은 최대 전송량이 18Gbps인데, 4K/60Hz, 10bit/4:4:4을 구현하기 위해선 20.05Gbps가 필요하다보니, HDMI 2.0으로는 4K/60Hz, 10bit/4:4:4를 구현하지 못하는 것이다. 해서 4K TV랑 PC랑은 주로 4K/60Hz, 10bit/4:2:0으로 연동을 하는데, 이 경우, 글자의 선명도가 떨어진다. 해서 이런 경우에는 PC랑 4K/60Hz, 8bit/4:4:4(17.82Gbps)로 연동을 하는 경우가 많다. 하지만, 이 경우엔 글자 선명도는 좋아지지만, 동영상의 색감은 떨어진다.

그럼 8K TV랑 PC랑 연동을 한다면, 가장 이상적인 연동은 어떻게 될까? 현재까지 출시된 8K TV는, 모두 HDMI 2.1 기본(48Gbps)만 지원하는 것이 대부분이다. 해서 48Gbps까지 지원되는 8K TV라면, 8K/30Hz, 8bit/4:4:4(32.08Gbps)로 연동은 가능하지만, 30Hz로 연동하는 것 자체가 의미가 없기 때문에, 8K TV랑 PC는 물론 8K 재생기 모두 8K/60Hz, 10bit/4:2:0으로 연동을 하는 것이 현실적 대안이다. 하지만, 이 경우엔, 글자 선명도는 떨어질 수밖에 없다.

그럼 8K TV와 PC를 4K/120Hz, 10bit/4:4:4로 연동을 하면 되지 않느냐고 반문하시는 분들도 계시지만, 이는 적절한 연동은 아니다. 우선 8K TV에서 4K/120Hz로 연동을 하면, 1화소 픽셀이 4:1로 구현이 되어, 텍스트(글자)와 같은 연동은 오히려 거칠거나 번져 보인다. 이는 4K 모니터나 4K TV에서 HD로 설정해 보면 쉽게 알 수 있다.

해서 8K TV에서 가장 이상적으로 PC랑 연동하는 것은 1:1 픽셀 매칭이다. 고로 다소 글자 선명도가 떨어지더라도, TV는 동영상 감상이 주가 되기 때문에, 8K/60Hz, 10bit/4:2:0으로 연동하는 것이, 4K/120Hz로 연동하는 것보다는 좀 더 나은 화질을 보여준다.

참고로 추후에 TV용 패널이 12bit가 나온다면, 8K/120Hz, 12bit/4:4:4로 연동을 하면, 완벽한 "Full 8K"를 지원하겠지만, 8K/120Hz, 12bit/4:4:4(192.46Gbps)는, HDMI 2.1 DSC의 최대 압축 전송량(x3/144Gbps)을 벗어나고, 12bit/4:4:4를 지원하는 압축 인코더와 디코더도 없어, 사실상 "Full 8K"는 구현이 안 된다. 해서 추후에 PC랑 8K TV랑 가장 이상적으로 연결할 수 있는 화질은, 8K/120Hz, 12bit/4:2:0 정도가 될 것으로 보인다.

어찌되었든 2020년 하반기~2022년 사이엔, HDMI 2.1 DSC가 상용화 되어, PC랑 8K TV랑 연동을 한다면, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4로 연동하는 것이 가장 이상적인 연동 방법이 될 것이다.

끝으로 현재 출시되고 있는 삼성 8K TV는, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4를 지원한다고 메뉴얼에 표기하고 있다. 하지만 삼성은 아직 자사 8K TV가 HDMI 2.1 DSC를 지원한다고 밝힌 적은 없다(다른 TV제조사도 동일). 허나, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4는 HDMI 2.1 DSC가 지원이 되어야만 전송이 가능한 화질이기 때문에, 일부 8K TV는 이미 HDMI 2.1 DSC를 지원하는 것이 아닌가 한다(표준화 미비로 지원 여부를 공개하지 않고 있는 듯).

운영자는 얼마전 장홍 8K TV와 PC간 연동을 8K/60Hz, 8bit/RGB 4:4:4(SDR)로 연동하는데 성공하였다. 이는 VESA(SDR)기준으로 본다면 56.42Gbps의 전송 효율이 나오는 것이다. 해서 창홍 8K TV도 HDMI 2.1 DSC가 적용이 된 것으로 보인다.

물론 창홍 8K TV가 HDMI 2.1 DSC가 적용이 되었다면, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4(SDR/70.53Gbps)가 구현이 되었겠지만, 운영자가 TEST한 HDMI 2.1이, PC의 DisplayPort 1.4 DSC 출력에 HDMI 2.1로 변환하는 잰더(Club 3D CAC-1085)를 사용하였기 때문에, DisplayPort 1.4가 32.4Gbps여서 x2배의 압축효율(DSC)을 감안하면, 64.8Gbs의 전송 효율이 나와, 8K/60Hz, 8bit/4:4:4(SDR/56.42Gbps)로 연동이 된 것으로 보인다.

해서 다음주 출시가 되는 GeForce RTX 3080이 나오면, 창홍 8K TV랑 8K/60Hz, 10bit/4:4:4(HDR/80.19Gbps)로 연동을 해볼수 있겠지만, RTX 3080 비디오카드의 DSC지원은, 12월 전후로나 폼웨어업데이트로 지원이 되기 때문에, 8K TV에 대한 정확한 DSC 지원 여부는 12월 전후로나 확인이 가능할 것 같다.

▶삼성-LG-창홍 8K TV, HDMI 2.1 DSC 적용 여부
제조사	RTX 3080	삼성 8K TV	LG 8K TV	창홍 8K TV
HDMI 전송 화질	<NVIDIA 기준> 8K/60Hz, 10bit/4:4:4	<메뉴얼 기준> 8K/60Hz, 10bit/4:4:4	<메뉴얼 기준> 8K/60Hz, 10bit/4:2:0	<실 TEST 기준> 8K/60Hz, 8bit/RGB 4:4:4
전송량	80.19Gbps	80.19Gbps	40.1Gbps	56.42Gbps
DSC 적용 수준 (여부)	DSC x1.7	*48Gbps 사용시   DSC x1.7수준 *40Gbps 사용시   DSC x2.1수준	DSC 적용X (기본 48Gbps)	Displayport 1.4 32.4Gbps DSC x1.8
※창홍 8K TV에 대한 Test는, PC의 DisplayPort 1.4 DSC의 출력을 HDMI 2.1로 변환하는 잰더(Club 3D CAC-1085)를 사용하였기 때문에, DisplayPort 1.4가 32.4Gbps여서 x1.8배 압축효율(DSC)이 나온다고 가정을 하면, 58.32Gbs의 전송 효율이 나와, 8K/60Hz, 8bit/4:4:4(SDR/56.42Gbps)로 연동이 된 것으로 보인다. ※삼성 8K TV(메뉴얼 기준)와 창홍 8K TV(실 TEST 기준)의 구현 화질은, DSC를 적용하지 않고는 나올 수 없는 화질 수준이기 때문에, 양사는 DSC를 적용한 것으로 보인다. DSC 적용은 2배 내외 정도로 예상 되며, 48Gbps 사용 시, DSC를 x2.6배 정도 적용한다면, 최대 10K/120Hz, 12bit/4:2:0(120.29Gbps)까지 전송이 가능하다. ※LG 8K TV는 메뉴얼 기준으로 8K/60Hz, 10bit/4:2:0(40.1Gbps) 수준이여서, HDMI 2.1 기본(48Gbps)으로 전송이 가능하여, DSC는 적용이 되지 않을 것으로 보인다. 해서 LG 8K TV는, DSC지원을 위해선 TV내장 메인보드를 교체하거나, DSC가 적용된 신규 8K TV를 구입해야 할 것으로 보인다.

▶창홍 8K TV PC랑 연동→8K/60Hz, 8bit/4:4:4(56.42Gbps 전송 효율)

☞창홍 8K TV랑 PC랑 8K/60Hz,  8bit/4:4:4 연동 설정 화면

※추후 NVIDIA GeForce RTX 30xx시리즈랑
   HDMI 2.1 DSC로 연동시,
   8K/60Hz, 10bit/4:4:4로 연동 가능할 듯.

▶삼성 8K TV→8K/60Hz, 10bit/4:4:4(메뉴얼 표기)

▶LG 8K TV→8K/60Hz, 10bit/4:2:0(메뉴얼 표기)

[최병찬]

오 신기술이 현실화 돼네요

[김석찬]

감사합니다

[김현철(노니는곰)]

좋은 정보 주심에 감사드립니다..

[김태영(우훗)]

항상 좋은 정보 감사합니다.