8K TV 시연회에서 'HDMI 2.1' 검증시연을 합니다

HDMI 2.1에 대한 호환성 문제와 성능미달 문제가 아직도 해소되지 못해, 콘솔게임기는 물론, PC용 그래픽카드랑 연동하는데 적지 않은 문제를 드러내고 있어, 이번 8K TV시연회에서, 2021년 출시 삼성-LG 8K TV와 2020년 출시 창홍 8K TV에 대한 HDMI 2.1 호환성 & 성능미달 문제 등을 집중 검증해 보려고 합니다. 아울러 8K TV에서 4K/120Hz(게임)로 연동하는 경우, 선명도 문제와 HD/4K 영상을 8K 업스케일링(Upscaling) 할 경우의 문제 등을 검증해 보고, 8K AV1코덱이 없는 구형 그래픽카드(DP1.4 DSC지원) 또는 인텔 내장 그래픽(Iris Xe)을 통한(USB-C DP 1.4 DSC) 8K 영상 재생 성능도 함께 검증해 보려고 합니다.<div class="table-wrap"><table data-ke-type="table" data-ke-align="alignLeft" style="width: 84.64%;" border="1"><tbody><tr><td style="width: 8.77%; text-align: center;">삼성 TV</td><td style="width: 75.73%; text-align: justify;">*삼성은 2019년부터 8K TV에 HDMI 2.1을 내장하기 시작하였고, 2020년에는 프리미엄 4K TV에도 확대 적용하였지만, HDMI 2.1은 1Port만 지원한다. 단, 2021년 최고급 사양은 HDMI 2.1 4Port를 지원하고 있다. *삼성은 매뉴얼상에 8K/60Hz, 10bit/4:4:4(RGB) 까지 지원이 된다고 표기하고 있다. 이를 전송량으로 계산하면, 80.19/71.28Gbit/s다. HDMI 2.1 DSC가 지원이 되고 있는 것인데, 실제 확인해보면, 8K/60Hz, 10bit/4:2:0까지만 지원이 되어, HDMI 2.1 DSC는 지원하지 못하고 있다. 단, 2021년 신제품은 아직 검증해보지 못함.</td></tr><tr><td style="width: 8.77%; text-align: center;">LG TV</td><td style="width: 75.73%; text-align: justify;">*LG는 8K TV를 비롯하여, 프리미엄 4K TV에 HDMI 2.1을 내장하고 있지만, 4K TV는 대다수 40Gbit/s까지만 지원하고, 8K TV는 2Port 40Gbit/s, 2Port 48Gbit/s를 지원한다고 되어 있지만, 2020년 이전 8K TV 매뉴얼엔 8K/60Hz, 10bit/4:2:0까지만 지원한다고 되어 있다. 이를 전송량으로 계산하면, 40.1/35.6Gbit/s다. 실제 확인한 결과도 8K/60Hz, 10bit/4:2:0까지만 지원이 되었다. *LG 2021년 8K TV 매뉴얼엔 8K/60Hz, 12bit/4:4:4(RGB) 까지 지원이 된다고 표기하고 있다. 이를 전송량으로 계산하면, 96.23/85.54Gbit/s다. HDMI 2.1 DSC가 지원이 되고 있는 것인데, 2021년 신제품에 대한 검증은 하직 해보지 못함.</td></tr><tr><td style="width: 8.77%; text-align: center;">창홍 8K TV</td><td style="width: 75.73%; text-align: justify;">*창홍 8K TV는(2020년 출시 제품), 제품 설명서에 48Gbps(Gbit/s)까지 지원이 된다고 설명되어 있다. 하지만, 실제 검증 Test한 결과는 현존 HDMI 2.1를 내장한 TV중 최고의 성능을 구현하였다. 즉, HDMI 2.1 DSC를 지원하고 있었다. *NVIDIA GeForce RTX 30xx시리즈와 AMD Radeon RX 6xxx시리즈 그래픽카드랑 연동하면, 8K/60Hz, 12bit/4:4:4(RGB) 까지 연동이 되었다. 이를 전송량으로 계산하면, 96.23/85.54Gbit/s다. HDMI 2.1 DSC가 지원이 되는 것을 확인하였다. *2019년 출시한 NVIDIA GeForce GTX 1660 그래픽카드에 DisplayPort 1.4 DSC to HDMI 2.1 DSC변환 잰더 또는 인텔 내장 그래픽 Iris Xe를 사용한 미니PC나 노트북의 USB-C 3.2 Gen 2(DP 1.4 DSC) to HDMI 2.1 변환 잰더를 사용해서, 8K/60Hz, 10bit/4:4:4(RGB)까지 연동이 되었다. 이를 전송량으로 계산하면, 80.19/71.28Gbit/s다. 이 또한 HDMI 2.1 DSC를 지원하는 것을 확인하였다.</td></tr></tbody></table></div>먼저 장비 연결은 아래와 같은 방식으로 검증을 합니다(HDMI 케이블을 바꾸어 가며 검증 Test).<div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignLeft" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/4pCY/ae21aaf238b672d4854d1b645435bdaef3f04493" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/4pCY/ae21aaf238b672d4854d1b645435bdaef3f04493" data-origin-width="800" data-origin-height="584"></div>▶HDMI 2.1 검증 항목< PC1 >☞NVIDIA GeForce RTX 3090 그래픽카드(48Gbit/s)☞AMD Radeon RX 6800 그래픽카드(40Gbit/s)*HDMI 2.1 DSC지원*8K AV1디코너 가속기 지원*8K/60Hz, 12bit/4:4:4(RGB)→96.23/85.54Gbit/s (96.23/85.54Gbit/s→전송 대역폭/전송 데이터량) < PC2 >☞NVIDIA GeForce GTX 1660 그래픽카드+DisplayPort 1.4 DSC to HDMI 2.1 DSC변환 잰더(Club 3D사 CAC-1085)*8K 코덱 가속기 미지원(단순 8K 해상도 지원)*8K/60Hz, 10bit/4:4:4(RGB)→80.19/71.28Gbit/s  (80.19/71.28Gbit/s→전송 대역폭/전송 데이터량) < Mini PC3 >☞인텔 내장 그래픽 Iris XeUSB4(DP 1.4 DSC/Thunderbolt 4) to HDMI 2.1(DSC) 변환 잰더(Eddy Lab-7월 출시 예정)*8K 코덱 가속기 미지원(단순 8K 해상도 지원)*8K/60Hz, 10bit/4:4:4(RGB)→80.19/71.28Gbit/s(80.19/71.28Gbit/s→전송 대역폭/전송 데이터량) ▶HDMI란? 고선명 멀티미디어 인터페이스인 HDMI(High Definition Multimedia Interface)는, 재생기와 디스플레이를 연결하는 장치다. 해서 제일 중요한 것이, 화질과 음향을 전송하는 것이기 때문에, 지난 20여 년간 버전 업을 통해 발전한 것은, 높아지는 화질과 음향에 대응하기 위해 전송 데이터 량을 늘린 것이 핵심이다. 다만, HDMI 버전별 기능들은, 소프트웨어적인 것들 이여서, 펌웨어 업데이트로 얼마든지 해소가 가능하다. 가령 HDMI 2.1에서 적용한 eARC는, HDMI 2.1에선 당연히 지원하는 기능이겠지만, HDMI 2.0 칩셋 성능(18Gbps)만 문제가 없다면, HDMI 2.0에서도 얼마든지 펌웨어 업데이트로 구현이 가능하다. 또한 HDMI 케이블엔 버전이 없다. 다만 버전이 올라가면서, 전송량이 늘어, HDMI 품질이 중요해진 건 사실이지만, 초기 HDMI 1.0때 만들어진 케이블이 품질에만 이상이 없다면, 그 HDMI 케이블을 사용해도, HDMI 2.1의 성능 구현에는 하등의 문제가 없다. 해서 HDMI를 이해하는 가장 중요한 것은, 전송량 향상에 따른 변화를 이해하는 것이 가장 중요하다(아래 도표 참조). ☞HDMI & DisplayPort 버전별 특징<div class="table-wrap"><table data-ke-type="table" data-ke-align="alignLeft" style="width: 91.2%; height: 258px;" border="1"><tbody><tr style="height: 53px;"><td style="height: 53px; text-align: center;">인터페이스</td><td style="height: 53px; text-align: center;">버전</td><td style="height: 53px; text-align: center;">전송 대역폭 Gbit/s (Lane당) </td><td style="height: 53px; text-align: center;">전송 데이터량 Gbit/s</td><td style="height: 53px; text-align: center;">전송 Lane수</td><td style="height: 53px; text-align: center;">코딩 체계 (전송효율)</td><td style="height: 53px; text-align: center;">DSC (압축전송)</td><td style="height: 53px; text-align: center;">케이블 인증</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 85px; text-align: center;" rowspan="5">HDMI</td><td style="height: 34px; text-align: center;" rowspan="2">2.1</td><td style="height: 17px; text-align: center;">48(12)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">42.67</td><td style="height: 34px; text-align: center;" rowspan="2">4</td><td style="height: 34px; text-align: center;" rowspan="2">16b/18b (88.8%)</td><td style="height: 34px; text-align: center;" rowspan="2">DSC 1.2a</td><td style="height: 34px; text-align: center;" rowspan="2">Ultra#(DSC) Ultra(기본)</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">40(10)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">35.55</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">2.0</td><td style="height: 17px; text-align: center;">18</td><td style="height: 17px; text-align: center;">14.4</td><td style="height: 17px; text-align: center;">3ch</td><td style="height: 51px; text-align: center;" rowspan="3">8b/10b (80%) TMDS</td><td style="height: 17px; text-align: center;">X</td><td style="height: 17px; text-align: center;">Premium</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">1.3–1.4</td><td style="height: 17px; text-align: center;">10.2</td><td style="height: 17px; text-align: center;">8.16</td><td style="height: 17px; text-align: center;">3ch</td><td style="height: 17px; text-align: center;">X</td><td style="height: 17px; text-align: center;">High Speed</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">1.0–1.2</td><td style="height: 17px; text-align: center;">4.95</td><td style="height: 17px; text-align: center;">3.96</td><td style="height: 17px; text-align: center;">3ch</td><td style="height: 17px; text-align: center;">X</td><td style="height: 17px; text-align: center;">Standard</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 120px; text-align: center;" rowspan="6">DisplayPort</td><td style="height: 51px; text-align: center;" rowspan="3">2.0</td><td style="height: 17px; text-align: center;">80(20)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">77.37</td><td style="height: 51px; text-align: center;" rowspan="3">4</td><td style="height: 51px; text-align: center;" rowspan="3">128b/132b (96.71%)</td><td style="height: 51px; text-align: center;" rowspan="3">DSC 1.2a</td><td style="height: 51px; text-align: center;" rowspan="3">UHBR 10</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">54(13.5)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">52.22</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">40(10)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">38.68</td></tr><tr style="height: 35px;"><td style="height: 35px; text-align: center;">1.3-1.4a</td><td style="height: 35px; text-align: center;">32.4(8.1)</td><td style="height: 35px; text-align: center;">25.92</td><td style="height: 35px; text-align: center;">4</td><td style="height: 69px; text-align: center;" rowspan="3">8b/10b (80%)</td><td style="height: 35px; text-align: center;">DSC 1.2a(1.4a) DSC 1.2(1.4)</td><td style="height: 35px; text-align: center;">HBR 3</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">1.2</td><td style="height: 17px; text-align: center;">21.6(5.4)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">17.28</td><td style="height: 17px; text-align: center;">4</td><td style="height: 17px; text-align: center;">X</td><td style="height: 17px; text-align: center;">HBR 2</td></tr><tr style="height: 17px;"><td style="height: 17px; text-align: center;">1.0–1.1</td><td style="height: 17px; text-align: center;">10.8(2.7)</td><td style="height: 17px; text-align: center;">8.64</td><td style="height: 17px; text-align: center;">4</td><td style="height: 17px; text-align: center;">X</td><td style="height: 17px; text-align: center;">HBR/RBR</td></tr></tbody></table></div>※DisplayPort 2.0→USB4와 호환←Thunderbolt 4 ※DisplayPort 1.4 DSC→(USB-C Type)←Thunderbolt 4※전송 속도 단위→Gbps=Gbit/s←전송 데이터 단위 ▶HDMI 2.1 검증을 실시하는 이유는?2020년 9월, HDMI 2.1을 지원하는 PC용 그래픽카드가 상용화 되면서, 먼저 상용화한 TV와 AV리시버에 대한 HDMI 2.1 호환성 문제와 성능미달 문제가 제기 되어, 현재까지도 온전한 해소가 되지 못한채, 2021년에 출시되는 신제품에서도 기기 간 연결에 적지 않은 문제가 발생하고 있다. AV리시버 업체들은 호환성 문제와 성능미달 문제 때문에, 2020년에 출시한 AV리시버에 대해 별도의 아답터를 제공하거나, 메인보드를 교체하는 리콜조치까지 해주고 있지만, 대다수의 제조사들은 HDMI 2.1 문제에 대해, 제품 이미지 추락을 우려하여 정확히 해명도 하지 않고, 덮으려고만 하고 있어, 기술적으로 복잡한 HDMI 2.1에 대해 잘 모르는 소비자들만 피해를 보고 있다. 이처럼 HDMI 2.1이, 호환성 문제와 성능미달 문제가 발생한 이유는, HDMI 2.1이 40Gbit/s와 48Gbit/s 2가지로 상용화 되고, 이 2가를 기반으로 DSC(압축전송)를 옵션으로 둠으로서, 사실상 HDMI 2.1이 4가지로 상용화가 되면서, 역호환성 내지는 성능미달 문제가 발생하고 있는 것이다. 또한 일부 제품의 HDMI 2.1은, 0.1~0.11Gbit/s 전송량 차이를 전송하지 못해, 성능미달 문제가 발생하고 있다. 가령 8K/60Hz, 10bit/4:2:0을 전송하려면, 40.1Gbit/s가 필요하지만, HDMI 2.1 칩셋이 40Gbit/s까지만 전송할 수 있게 되어 있어, 0.1Gbit/s 많은 전송량 때문에, 8K/60Hz, 10bit/4:2:0의 8K 영상 신호를 전송하지 못하는 것이다. 또한 8K/60Hz, 12bit/4:2:0을 전송하려면, 48.11Gbit/s가 필요하지만, HDMI 2.1 칩셋이 48Gbit/s까지만 전송할 수 있게 되어 있어, 0.11Gbit/s 많은 전송량 때문에, 8K/60Hz, 12bit/4:2:0의 8K 영상 신호를 전송하지 못하는 것이다. 해서 이제는 소비들이 나서서 이러한 문제들을 검증해서, 문제가 있는 제품들에 대해서는 제조사에 리콜을 요구해야 하는 상황까지 와 있는 것이다. PC를 이용해서 HDMI 2.1을 검증하는이유는, HDMI 2.1에 대한 전문 측정 장비가 없는 소비자 입장에선 그나마 검증할 수 있는 유일한 방법이기 때문이다(좀더 확실한 검증을 위해 3사의 그래픽카드 사용). 아울러 8K-10K/120Hz를 지원하기 위한 진정한 의미의 HDMI 2.1 DSC는, 아직 상용화 된 것이 없어, 이번 검증 대상에선 제외 되었다.