오늘날 소비자들은 더욱 얇으면서 전력 효율적인 모니터를 원한다. 디스플레이포트는 이러한 소비자들의 요구사항을 정확히 만족시키는 성능과 더불어 가격 절약의 효과까지 제공할 수 있는 인터페이스 기술이다. 현재 디스플레이 업계에서는 디스플레이포트가 새로운 인터페이스 표준으로 자리잡기 위해 필요한 환경은 이미 구축되어 있다.

새로운 인터페이스 표준으로 떠오르는 디스플레이포트

글│지 박(Ji Park), IDT 비디오 디스플레이 사업부사장
감수│IDT 코리아 오순영 이사

디스플레이포트는 VESA(Video Electronics Standards Associ-ation: 비디오 전자공학 표준위원회) 표준의 비디오 인터페이스로, LVDS 비디오 내부 인터커넥트와 VGA/DVI 외부 인터커넥트를 대체하기 위해 개발되었다. 디스플레이포트는 이터넷(Ethernet)과 같은 오늘날의 커뮤니케이션 기술에 보편적인 패킷 아키텍처를 사용하며 1.62Gbps 혹은 2.7Gbps의 링크에서 작동한다. 또한 HDCP 지원이 가능할 뿐 아니라 완전한 멀티미디어 경험을 가능케 하는 오디오 시그널 기능을 보유하고 있다.

물론 디스플레이포트처럼 기존 표준 인터페이스보다 더 큰 혜택을 제공하는 인터페이스가 소개되었다고 그것이 꼭 보편화되는 것은 아니다. 새로운 인터페이스가 상용화 되기 위해서는 케이블 및 칩셋 업체, 패널 벤더(vendor), PC OEM, 장비 실험 센터 등을 포함하는 관련 환경 및 산업을 주도하는 회사들의 지지를 비롯하여, 업계 자체가 전반적으로 새로운 표준을 받아들일 준비가 되어있어야 한다.

2006년 12월에 처음 디스플레이포트 표준(디스플레이포트 1.1)이 소개된 이래로 디스플레이포트 기술은 꾸준히 발달해 왔다. 출시 당시부터 디스플레이포트 기술을 뒷받침하는 관련 패널, 칩셋, 실험 장비 등이 활발하게 개발되기 시작했으며 이에 따라 디스플레이 업계는 친(親) 디스플레이포트 환경을 구축해 나갔다.

또한 디스플레이포트 기술은 IDT, 삼성, LG, Intel, AMD, Dell, HP, Lenovo 등 주요 업체의 전폭적인 지원을 받으며, 오늘날 디스플레이 표준으로 자리잡는데 최적의 조건을 충족시키고 있다. 표 1을 보면 기존의 디스플레이 표준들과 비교하였을 때 디스플레이포트가 성능, 기능, 비용에서 확실히 우월함을 알 수 있다.

표 1. 디스플레이포트 vs. 기존 인터페이스 표준

	DisplayPort	LVDS	HDMI 1.1/1.2	HDMI 1.3	DVI	Dual DVI	VGA
데이터 페어 개수 (Data Pairs)	1,2 또는 4	8 (듀얼채널용)	3	3	3	6	3 (RGB)
클럭 페어 개수 (Clock Pairs)	0	2 (듀얼채널용)	1	1	1	1	H sync, V sync
클럭 아키텍쳐 (Clock Architecture)	내부에 포함	별개	별개	별개	별개	별개	별개
클럭 스피드	NA	135Mhz용	165Mhz	225Mhz~340Mhz	165Mhz	165Mhz	DAC 의존
페어당 대역폭 (Lane)	1.65Gbps에서 2.7Gbps	945Mbps (with 135Mhz clock)	1.65Gbps	1.65Gbps	1.65Gbps (10x 픽셀 클럭 @ 165Mhz)	1.65Gbps (10x 픽셀 클럭 @ 165Mhz)	DAC 의존
최대 대역폭	1.6Gbps to 10.8Gbps	7.56 Gbps	4.95Gps	10Gps	4.95Gbps	9.9Gbps	DAC 의존
오디오	지원	지원안함	지원	지원	지원안함	지원안함	지원안함
옥스(Aux) 채널	1Mbps	지원안함	DDC	DDC	DDC	DDC	지원안함
프로토콜	패킷기반 (8B10B)	순차적 데이터 스트림	시리얼 데이터 스트림 (TMDS)	시리얼 데이터 스트림 (TMDS)	시리얼 데이터 스트림 (TMDS)	시리얼 데이터 스트림 (TMDS)	아날로그
외장 버스 표준 (External Bus Standard)	지원	지원	지원	지원	지원	지원	지원
1차 마켓	PC	없음	CE	CE	PC	PC	PC
로열티	없음	PC 및 CE	있음	있음	없음	없음	없음

디스플레이포트의 장점

주요 기능
디스플레이포트는 내부 및 외부 인터페이스 표준으로, HDMI, DVI, LVDS와 같은 기존의 내부 지원만 또는 외부 지원만 가능했던 기존 표준들과 차별화된다. 하나의 표준으로 내부와 외부 모두를 지원할 수 있기 때문에 관련 업계의 효율성을 높이고 장기적인 비용 절감에도 기여 한다.

또한 디스플레이포트는 패킷 아키텍처를 통해 향후 확장이 가능하다. 기존 인터페이스의 래스터 스캔 구조(raster scan structure)와 비교하면, 디스플레이포트의 패킷 아키텍처는 비디오 인터페이스 표준에 더 큰 유연성을 부여하여 데이지 체인과 다중 모니터 같은 새로운 기능을 지원하는데 유용할 뿐 아니라 이터넷을 통한 손쉬운 대역폭 업그레이드도 가능하다.

소수의 기업들이 주도해온 기존의 인터페이스 표준들이 다양한 로열티 및 사용료 구조 하에서 관리되었던 것과는 달리, 개방형 인터페이스 표준인 디스플레이포트는 복잡한 로열티 체계가 없다. 오히려 디스플레이포트 표준의 성장을 위해서 누구든지 VESA에 동참이 가능하며 이러한 개방성은 비디오 산업계에 건전한 경쟁을 조장한다.

앞서 언급한 것과 같이, 새로운 표준이 일반화되기 위해서는 업계의 전반적인 환경이 새로운 표준을 받아드릴 준비가 되어있어야 한다. 디스플레이포트의 경우, 케이블 및 칩셋 업체를 비롯하여, 패널 벤더(vendor), PC OEM, 장비 실험 센터에 이르기까지 관련 업계의 주요 관계자들의 지지를 받고 있다.

마켓 영역
현재 PC 마켓의 디스플레이에는 아날로그 인터커넥터를 위해 고전적인 VGA 커넥터가, 그리고 좀더 생생한 디지털 경험을 위해 DVI가 대표적으로 사용되고 있다. 디스플레이포트는 이 둘 모두를 비용 효율적으로 대체하며 생생한 디지털 경험을 제공할 것으로 기대된다.

HDMI는 소비자 가전제품 분야의 표준이며, 한동안은 그 같은 지위를 유지할 것이다. 하지만 VGA와 DVI 옵션을 모두 사용하는 대형 HDTV와 같은 소비자 가전제품 영역에서는 HDMI와 디스플레이포트의 공존이 불가피해 보인다. 특히, 디스플레이포트를 지원하는 PC가 시장에 더 많이 출시되면 이러한 공존 현상은 더욱 보편화 될 것이다.

기술 발달
디스플레이포트는 LVDS와 비교 시 절반 이상의 핀 수 및 배선을 절약하며, 듀얼 LVDS보다 25% 이상 넓은 대역폭을 제공한다. 또한 DVI와 비교 시, 디스플레이포트는 약 40% 적은 핀 카운트 및 배선 사용을 통해 폼팩터를 대폭 줄일 수 있다. 디스플레이포트가 제공하는 대역폭은 그 어떤 디스플레이 인터페이스보다 효율적인 데이터 전송을 가능하게 한다.

디스플레이포트는 직접 구동 디스플레이를 가능하게 하여 외장 모니터의 두께를 줄이는데 기여한다. 외장 모니터의 두께도 노트북 디스플레이만큼 얇아 질 수 있다. 기본적으로 외장 모니터와 노트북 디스플레이의 개념은 같다 하더라도 노트북 디스플레이는 직접 구동 디스플레이라는 차이가 두께의 차이로 나타나기 때문이다. 직접 구동 디스플레이는 확장형 프로세서(scalar processor)를 갖지 않는다. 노트북 디스플레이의 확장 과정은 PC 그래픽 칩내의 그래픽 엔진에서 이루어진다. 이와 마찬가지로 외장 모니터에서도 확장 콘트롤러 보드를 제거한다면, 외장 디스플레이의 두께는 현재의 노트북만큼, 혹은 그보다 더 얇아 질 수 가 있다.

또한 디스플레이포트는 손쉽게 디스플레이에 기술을 추가할 수 있다. 패킷 기반으로 형성되어 있는 디스플레이포트는 보조 데이터를 패킷화 된 데이터 형식으로 저장할 수 있기 때문에 오디오 패스 쓰루(Audio Pass Through)와 같은 기능이 추가될 수 있다. 이는 LVDS와 같이 기존 RGB방식의 순차적 비디오 스트림 인터페이스에서는 제공하기 어려운 기능이다.

디스플레이포트의 또 다른 확장 가능한 기능은 단일 소스에서 여러 모니터를 데이지 체인으로 연결함으로써 여러 개의 독립적인 비디오 스트림들을 디스플레이 하는 것이다. 이는 디스플레이포트가 확장 가능한 패킷화 아키텍처를 지원하기 때문에 가능하다.

디스플레이포트는 고속 SerDes 링크에 임베디드된 클럭 기능을 갖는다. 고속 SerDes 링크는 디지털 디스플레이에 존재하는 EMI(Electromagnetic Inter-ference)를 크게 감소시켜주는 스프레드 스펙트럼 기능을 지원할 수 있게 한다. 기존 표준들의 경우, 정부의 규정에 따라 지정된 고속 클럭 및 EMI 시스템 회로를 의무적으로 실행해야만 한다.

전력 및 비용 절약

SerDes 기술은 디스플레이포트를 구성하는 주요 기술 중 하나이다. SerDes 아날로그 프론트 엔드(SerDes analog front end)는 현존하는 비디오 인터페이스 기술과 비교하여, 최소 전력 및 최고의 데이터 전송 효율성을 자랑한다. 오늘날 널리 사용되는 SerDes는 명성 높은 커뮤니케이션 인터커넥트 프로토콜로, 오랜 기간 검증되어 발전해온 기술이다.

SerDes는 미가공 데이터 운송 용량이 클 뿐 아니라 운송 시 효율적으로 전력을 구현하여 이상적인 통신 매체(transport medium)로 평가 받고 있다. 오늘날 구현되는 SerDes는 예전부터 꾸준히 커뮤니케이션 인터커넥트 마켓을 지지해 온 업체들에 의해 완성되었다. 이러한 SerDes는 디스플레이포트가 최소의 전력 소비로 최대의 대역폭을 제공 할 수 있게 하는 요인이다.

또한, 디스플레이포트가 고속 SerDes기술을 통신 매체로 사용하기 때문에, 기존의 LVDS와 DVI를 지원하는 인터페이스 프로토콜 보다 훨씬 적은 핀 수로 동일한 대역폭을 달성할 수 있다. 이러한 핀 수 및 폼팩터의 감소는 디자이너의 비용 절감으로 이어진다.

디자이너가 저전압 초미세 프로세스(low-voltage submicron processes)를 구현할 경우 VGA와 같은 기존의 인터페이스의 사용은 금기사항이었다. VGA는 지속적으로 더 높은 전압을 요구하기 때문에, 90nm, 65nm, 혹은 45nm 이하의 저전압 초미세 프로세스를 지향하는 업계 경향을 지원하는 것이 거의 불가능하다.

특히, 이러한 고압 인터페이스는 추가 전력을 필요로 하기 때문에 통합(integ-ration)에 적합하지 않다. 또한 LVDS의 경우, 대역폭의 한계가 RGB 순차적 데이터 스트림(RGB sequential data stream) 출력 시 병목현상으로 나타난다. 이러한 현상의 해결책이 바로 순수한 저전압 CMOS이며 이는 디스플레이포트를 이상적인 인터페이스로 자리잡게 해 주는 요소이다.

요즘 모니터 아키텍처는 값비싼 확장형 프로세서와 그 주변 부품으로 구성된 컨트롤러 보드, 그리고 타이밍 컨트롤러로 이루어져 있다. 따라서 디스플레이포트와 직접 구동 모니터의 구현은 최신 디지털 디스플레이 모니터 자재비를 최대 20%까지 절약할 수 있다.

기존 표준들보다 디스플레이포트는 명확하고 보기 쉬운 업그레이드 경로를 제공한다. HDMI는 PC 영역의 디지털 인터커넥트에 있어서는 확고한 표준이 아니다. 오늘날, 보다 높은 해상도를 지원하기 위해서 모니터들은 널리 쓰이고 있는 225Mhz 픽셀 클럭의 HDMI 1.3보다 더 넒은 대역폭을 요구하기 때문이다. HDMI는 340Mhz 픽셀 클럭으로 업그레이드 가능하지만, 해당 옵션은 값이 비쌀 뿐만 아니라 빠른 속도로 클럭을 가동해야 하므로 시스템 과부하를 초래할 수 있다.

디스플레이포트는 기존의 VGA나 DVI 기반의 모니터보다 낮은 가격 구조로 더 생생한 디지털 디스플레이 성능을 제공한다. 디스플레이포트가 저전력, 고대역 및 낮은 핀 카운트 환경에서 더 큰 효율성을 제공함에 따라, LVDS는 이제 지는 기술이 되었다. 즉, 디스플레이포트의 뛰어난 장점들로 인해 LVDS는 진부한 기술이 되어버린 것이다.

관련 기사

노르딕 세미컨덕터, 대기 전력 최대 20배 절감 ‘nRF71 시리즈’ 출시

ETRI, 프리폼 디스플레이 산업화 기반 마련 나서

친트, SK에코플랜트·이엔에스일렉트릭과 DCWA 데이터센터 전시회 성황리 개최

댓글 0