[발언] HDMI 2.1, 무엇이 문제인가?

[이군배]

부제 : HDMI, 이대로는 안 된다.

HDMI 2.1은, 4K를 넘어 8K 성능향상에 절대적 영향을 주고 있다. 그러다 보니 최근 출시되고 있는 프리미엄 4K TV나 8K TV를 비롯하여, 콘솔게임기, PC용 비디오카드, AV리시버 등은 제품에 대한 특 장점보다는, HDMI 2.1에 대한 성능을 우선시하고 있다. 즉, 4K/120Hz지원과 HDMI 2.1의 기능들을 얼마만큼 제대로 지원하느냐가 제품의 우위성을 나타내는 잣대가 되고 있는 것이다.

하지만 현실은, 대다수의 제품들이 성능미달이거나 호환성에서 적지 않은 문제들을 드러내고 있어, 사용자(소비자)들만 혼란을 겪고 있다. 허나 더 큰 문제는 이러한 혼란(문제)들이 아직도 진행형이고, 향후 HDMI 2.1에 DSC를 적용한 제품들이 본격적으로 상용화가 되면, 더한 혼란이 올 수 있다는 점에서 그 문제의 심각성은 더욱 크다 할 것이다.

이런 현실 속에 제조사들은, 자신들의 허물을(성능미달/호환성 문제) 덮거나, 향후 DSC로 적용에 대한 대안도 없이, 제품을 판매하여, HDMI 2.1에 대해 잘 모르는 대다수의 사용자(소비자)들만 손해를 보고 있다. 그럼 왜 HDMI 2.1에 대한 성능미달과 호환성 문제가 나오고 있는 것일까? HDMI 2.1에 대한 문제들을 짚어 보자.

▶HDMI 2.1 문제
1.'HDMI 2.1 표준'을 2가지(40Gbps와 48Gbps)로 상용화한 것이 문제다.
가령 40Gbps를 지원하는 HDMI 2.1은, 48Gbps로 전송이 가능한 8K/60Hz, 12bit/4:2:0의 영상을 전송할 수 없다. 즉, 같은 HDMI 2.1로 인증을 받았는데도 역호환성 문제가 발생하고 있는 것이다. 현재 시중에 출시된(~2020년) 8K TV나 AV리시버등 상당수가 40Gbps까지만 지원하는 제품들이다.

2.'HDMI 2.1 표준'과 'HDMI Forum이 제시한 전송량 목록'이 혼란을 유발하고 있다.
'HDMI 2.1 표준'은 전송량을 48Gbps로 표기하고 있는데, 'HDMI Forum이 제시한 전송량 목록'엔 8K/60Hz, 12bit/4:2:0을 전송하는데 48.11Gbps가 필요하다고 제시하고 있다. 헌데 상용화된 48Gbps지원 HDMI 2.1은, 48Gbps까지만 지원하고, 48.11Gbps를 전송하지 못하는 경우가 있다.

즉, 0.11Gbps 많은 전송량 때문에 48Gbps까지만 지원하는 HDMI 2.1이 호환성 문제를 일으키고 있는 것이다. 이러한 경우는 40Gbps도 마찬가지다. 'HDMI Forum이 제시한 전송량 목록'엔 8K/60Hz, 10bit/4:2:0이 40.1Gbps지만, 'HDMI 2.1 표준'은 40Gbps로 되어 있다. 상용화된 40Gbps도 0.1Gbps 차이 때문에 호환성 문제가 생기고 있는 것이다. 자세한 사안은 아래 도표 이미지를 참조해 보시길...

참조>'전송 대역폭'과 '전송 데이터량' 차이

HDMI 2.1이 40Gbps와 48Gbps로 상용화 되고 있지만, 이는 HDMI 2.1을 통해 전송할 수 있는 최대 전송량이다. 하지만, HDMI 2.1이 실제 전송할 수 있는 데이터량은 그보다 적다. 이는 HDMI 2.1이 코딩 체계를 '16b/18b'를 시용하면서, 전송 효율이 88.8%(x0.888)까지 나오기 때문이다. 즉, HDMI 2.1이 48Gbps의 전송 대역폭을 갖는 것을 사용하면, 실제 전송할 수 있는 전송 데이터량은, 48Gbpsx0.888=42.6Gbps가 된다. 마찬가지로 HDMI 2.1이 40Gbps의 전송 대역폭을 갖는 것을 사용하면, 실제 전송할 수 있는 전송 데이터량은, 40Gbpsx0.888=35.5Gbps가 된다(위 그림 참조).

3.HDMI 2.1 DSC지원이 정확히 제시되지 않고 있다.
HDMI 2.1을 지원하는 제품 중에 공식적으로 DSC지원을 언급한 제품은, NVIDIA GeForce RTX 30xx시리즈가 유일하다. 그리고 2021년 8월에 출시예정인 야마하 RX-A4A/A6A/A8A가 DSC지원(업데이트)을 언급하고 있는 정도다. 그리고 LG전자 2021년 출시 8K TV 매뉴얼을 보면, 8K/60Hz, 12bit/4:4:4까지 지원을 한다고 언급하고 있는데, 이를 전송량으로 계산하면 96.23Gbps다. 적어도 48Gbps 표준을 사용한 것이라면 DSCx2에 해당이 되고, 40Gbps 표준을 사용한 것이라면 DSCx2.5에 해당이 된다. 하지만, 이러한 DSC지원에 대해, 제조사들은 명확히 밝히지 않고 있는데, 이것이 또다른 HDMI 2.1 호환성 문제 내지는 성능미달 문제를 야기 할 수 있다.

HDMI 2.1	기본 (무 압축)		DSC (압축 전송)
			DSCx2	DSCx2.5	DSCx3
	40Gbps (10Gbps x4Lane)	35.5Gbps	80/71.1Gbps 전송효율 (÷2=40Gbps)	100/88.9Gbps 전송효율 (÷2.5=40Gbps)	120/106.7Gbps 전송효율 (÷3=40Gbps)
	48Gbps (12bps x4Lane)	42.6Gbps	96/85.3Gbps 전송효율 (÷2=48Gbps)	120/106.7Gbps 전송효율 (÷2.5=48Gbps)	144/128Gbps 전송효율 (÷3=48Gbps)

4.HDMI는 120Hz이상을 지원하지 못한다.
TV는 그것이 4K든 8K든, 콘텐츠가 사실상 60fps를 넘는 것이 없기 때문에, 60Hz만 되면 현재로선 충분하다. 해서 4K TV는 HDMI 2.0(4K/60Hz)이면 충분하고, 8K도 현재로선 HDMI 2.1 기본(8K/60Hz)이면 충분하다. 헌데, TV제조사들은 TV에 HDMI 2.1을 내장하면, TV가 게임에 최적화 되었다며, TV를 게이밍 모니터로 확대 판매하고 있다.

이에 위기의식을 느낀 전통적인 게이밍 모니터 업체들은, 이제 120Hz를 넘어 144Hz는 기본이 되고 있고, 240Hz에 360Hz까지 지원되는 제품까지 출시하고 있다, 심지어 스마트폰도 120Hz를 넘어서고 있지만, HDMI는 사실상 120Hz이상을 지원하지 못한다. 해서 HDMI 2.1을 지원하는 4K-8K TV를 비롯하여, 4K 게이밍 모니터조차도 HDMI 2.1로는 4K/120Hz까지밖에 지원을 못한다.

즉, HDMI 2.1의 48Gbps 전송량으로만 본다면, 4K/144Hz, 10bit/4:4:4도 무 압축으로 전송이 가능하다, 헌데 HDMI 2.1로 4K/144Hz지원을 밝힌 TV제조사는 물론 모니터 업체도 없다. 이는 HDMI 2.1이 'CTA-861'을 기준으로 하고 있기 때문에, HDMI 2.1은 120Hz이상에 대응을 못하는 것이다.

만일 HDMI 2.1이 VESA(DisplayPort)가 기준으로 하고 있는, 'CVT-RB'를 기준으로 한다면, 4K/144Hz(무 압축)는 물론, 4K/240Hz(DSCx2)도 가능하다. 해서 UHDTV가 게이밍 모니터로 최적화가 되려면, HDMI 2.1 표준에 대한 표준을 변경하거나, 아니면 DisplayPort 1.4 DSC를 지원하는 변화가 필요하다. 만일 TV제조사들이 그러한 변화를 하지 않은 채, TV가 게임에 최적화 되었다며 TV를 판매하는 것은 적절치 않다고 본다.

그리고 현재 8K TV에 사용된 패널은 대다수 8K/60Hz용이다. 하지만, TV제조사들은 8K TV가 4K/120Hz를 지원한다며, 게임에 최적화가 되었다고 홍보를 하고 있다. 8K/60Hz용 패널을 채용한 8K TV가 4K/120Hz가 된다는 것은, MEMC로 구현되는 것이기에 4K/120Hz라고 이야기하는 것은 적절치 않다. 만일 8K TV가 Real로 4K/120Hz가 되게 하려면, 8K/120Hz패널을 채용하고, HDMI 2.1 DSC를 지원해야만 Real 120Hz가 구현이 될 것이다.

하지만, 8K TV에서 4K/120Hz로 연동을 하게되면, 8K 업스케일링(Upscaling) 기능은 사실상 무용지물이 된다. 또한 8K TV를 4K 해상도로 설정해서 사용하면, 텍스트와 같은 선명도는 떨어진다. 8K TV는 8K 해상도로 설정해서 사용하는 것이 가장 이상적이다(1:1 픽셀 매칭). 이러한 것을 제일 잘 아는 TV제조사들이, 정체된 TV시장의 판로를 확대하기 위해, 8K TV가 4K/120Hz 게임에 최적화 되었다며, 다소 무리한 홍보를 하고 있는 것이다.

5.성능부족이나 호환성 문제 해소 보다는, 나날이 상술로 변질되어가는 'HDMI Forum'
HDMI 대한 규격을 제정하고 관리하는 'HDMI Forum'은, 자신들이 인증해준 제품들이 성능미달이나 호환성 문제가 발생하고 있는데도, 그 어떤 조치도 취하지 않고 있다(인증에 대한 실효성 의문). 또한 TV를 게임용으로 사용하지 않는 이상, TV는 60Hz로도 충분한데, TV제조사들은 HDMI 2.1(120Hz지원)을 내장했다는 이유만으로 TV가격을 30~50%씩 올려서 판매하고 있다.

어디 이뿐인가? HDMI 케이블엔 버전이 없다. 다만, HDMI가 버전 업이 되면서, 전송량이 늘면서 HDMI 케이블 품질이 중요해진 건 사실이지만, HDMI가 처음 등장할 당시 출시된 19가닥의 HDMI 케이블이 품질만 이상 없이 만들어 졌다면, 20여 년 전에 구입한 HDMI 케이블로도 4K/120Hz나 8K/60Hz를 연동하는데 하등의 문제가 없다.

헌대 'HDMI Forum'은, HDMI 케이블 품질을 빌미로 인증비(라이센스비)용을 받고 있다. 결국 그러한 비용은 고스란히 사용자(소비자)들에게 전가가 되어, 2~3m기준 1만원 내외(비품)로도 충분한 HDMI 케이블 구입비용을, 인증 하나 때문에 3~5배나 비싼 가격에 구입하고 있는 것이다. 특히 HDMI 2.1에선 이러한 현상이 더욱 강화되어, HDMI 2.1은, 돈을 벌기위한 상술로 변질되고 있다.