USB-C 시대의 두 거인: 썬더볼트와 USB, 무엇이 다른가 - Dev.

목차

• 서문: 같은 모양, 다른 세상 - USB-C의 두 얼굴
• 1장: 표준의 탄생 - 혼돈에서 질서로의 여정
  • 1.1. USB의 연대기: '만능'을 향한 끊임없는 진화
  • 1.2. 썬더볼트의 등장: 전문가를 위한 고성능 인터페이스
• 2장: 기술의 심장부 - 프로토콜과 아키텍처 분석
  • 2.1. 데이터 전송 방식의 근본적 차이: PCIe 터널링
  • 2.2. 대역폭의 비밀: 속도 숫자 너머의 진실
  • 2.3. 전력 공급(Power Delivery)의 재해석
  • 2.4. 데이지 체인: 연결의 미학
• 3장: 실제 환경에서의 성능 격차와 활용 사례
  • 3.1. 콘텐츠 제작자를 위한 워크플로우 혁신
  • 3.2. 완벽한 데스크 셋업: 도킹 스테이션 비교
  • 3.3. 외장 스토리지: 속도가 모든 것을 결정하는 순간
  • 3.4. 외장 GPU(eGPU): 노트북의 한계를 넘어서
• 4장: 호환성의 덫과 케이블의 미스터리
  • 4.1. USB-C 커넥터: 축복이자 저주
  • 4.2. 케이블의 모든 것: 패시브, 액티브 그리고 인증
  • 4.3. 호스트와 장치 간의 상호작용
  • 4.4. USB4의 등장과 새로운 혼란
• 결론: 당신의 필요에 맞는 현명한 선택

서문: 같은 모양, 다른 세상 - USB-C의 두 얼굴

최신 노트북이나 스마트폰을 구매하고 주변기기를 연결하려 할 때, 우리는 종종 작고 위아래 구분이 없는 타원형의 포트를 마주하게 됩니다. 바로 USB-C입니다. 이 편리한 커넥터는 기술 업계의 오랜 숙원이었던 '단일 포트' 시대를 여는 듯했습니다. 그러나 이 통일된 외형 뒤에는 복잡한 현실이 숨어 있습니다. 어떤 USB-C 포트는 번개 모양 아이콘이 그려져 있고, 어떤 포트는 'SS10'이라는 문구가 새겨져 있습니다. 두 포트는 모양이 완전히 똑같지만, 한쪽은 4K 모니터 두 대를 거뜬히 구동하고 초고속으로 데이터를 전송하는 반면, 다른 한쪽은 평범한 수준의 성능만 제공합니다. 이 차이는 어디에서 비롯되는 것일까요?

이 혼란의 중심에는 현대 컴퓨팅 환경을 양분하는 두 가지 핵심 기술, USB(Universal Serial Bus)와 썬더볼트(Thunderbolt)가 있습니다. 두 기술은 USB-C라는 물리적 형태를 공유하면서 각자의 길을 걸어왔고, 이제는 서로의 영역을 넘나들며 그 경계가 점차 모호해지고 있습니다. 이 글은 단순히 두 기술의 속도를 비교하는 것을 넘어, 그들의 탄생 배경, 핵심 아키텍처, 실제 사용 환경에서의 성능 차이, 그리고 사용자들이 가장 혼란스러워하는 호환성 문제와 케이블 선택까지 깊이 있게 파고들 것입니다. 이를 통해 독자 여러분이 자신의 작업 환경과 필요에 가장 적합한 기술이 무엇인지 명확하게 판단하고, 잠재력을 100% 활용할 수 있도록 돕는 것이 이 글의 목표입니다.

1장: 표준의 탄생 - 혼돈에서 질서로의 여정

USB와 썬더볼트의 기술적 차이를 이해하기 위해서는 먼저 두 표준이 어떤 문제의식을 가지고 태어났으며, 어떤 과정을 거쳐 현재의 모습에 이르게 되었는지 그 역사를 되짚어볼 필요가 있습니다. 각각의 진화 과정은 두 기술의 근본적인 철학과 지향점을 명확하게 보여줍니다.

1.1. USB의 연대기: '만능'을 향한 끊임없는 진화

1990년대 중반, PC의 뒷면은 그야말로 '포트의 전쟁터'였습니다. 키보드는 PS/2나 AT 포트, 마우스는 시리얼(Serial) 포트나 PS/2 포트, 프린터는 거대한 패러랠(Parallel) 포트, 모뎀은 또 다른 시리얼 포트에 연결해야 했습니다. 각각의 포트는 규격, 모양, 속도가 모두 달랐고, 사용자는 장치를 연결할 때마다 드라이버를 설치하고 시스템을 재부팅하는 번거로움을 겪어야 했습니다. 이러한 혼돈을 해결하기 위해 인텔, 마이크로소프트, 컴팩 등 7개의 기업이 모여 'Universal Serial Bus', 즉 USB라는 이름의 범용 표준을 개발하기 시작했습니다.

• USB 1.0/1.1 (1996/1998): 각각 1.5Mbps(Low Speed)와 12Mbps(Full Speed)의 속도를 제공한 초기 버전은 당시 기준으로 획기적인 '플러그 앤 플레이'와 '핫 스와핑'(시스템 전원이 켜진 상태에서 장치 연결/분리)을 지원했습니다. 비록 속도는 빠르지 않았지만, 수많은 종류의 포트를 하나로 통합할 수 있다는 가능성을 보여주며 표준화의 서막을 열었습니다.
• USB 2.0 (2000): 'High Speed'라는 이름과 함께 최대 480Mbps의 속도를 구현하며 USB는 비로소 주변기기 연결의 확고한 표준으로 자리 잡았습니다. 이 속도는 외장 하드 드라이브, 스캐너, 웹캠 등 더 많은 대역폭을 요구하는 장치들을 수용하기에 충분했고, 이후 약 10년간 PC 인터페이스 시장을 지배하게 됩니다.
• USB 3.x (2008-2019): 데이터 용량이 기하급수적으로 증가하면서 더 빠른 속도의 필요성이 대두되었고, 'SuperSpeed' 시대가 열렸습니다.
  • USB 3.0 (이후 USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1x1로 개명): 5Gbps라는, 2.0 대비 10배 이상 빨라진 속도를 제공하며 대용량 파일 전송의 패러다임을 바꿨습니다. 파란색 포트로 쉽게 구분할 수 있었습니다.
  • USB 3.1 (이후 USB 3.1 Gen 2, USB 3.2 Gen 2x1로 개명): 10Gbps로 속도를 두 배 높였습니다.
  • USB 3.2 (USB 3.2 Gen 2x2): USB-C 커넥터의 양방향 데이터 레인을 모두 활용하여 최대 20Gbps의 속도를 구현했습니다.
  이 시기 USB-IF(USB Implementers Forum)의 복잡한 이름 변경 정책은 사용자들에게 큰 혼란을 야기했으며, 'USB 3'라는 이름만으로는 실제 속도를 가늠하기 어렵게 만들었습니다.
• USB-C 커넥터의 등장: 속도 표준과는 별개로, 물리적인 커넥터의 혁신이 일어났습니다. 기존의 Type-A, Type-B, Micro, Mini 등 파편화된 커넥터를 통합하고, 위아래 구분이 없는 편리한 디자인을 채택한 USB-C는 단순한 데이터 전송을 넘어 영상 출력(DP Alt Mode), 고속 충전(USB Power Delivery)까지 지원하는 다재다능한 인터페이스의 기반이 되었습니다.

1.2. 썬더볼트의 등장: 전문가를 위한 고성능 인터페이스

USB가 '보편성'과 '호환성'을 최우선 가치로 삼고 발전해온 반면, 썬더볼트는 태생부터 달랐습니다. 인텔은 '라이트 피크(Light Peak)'라는 코드명 아래, 광섬유를 이용해 초고속으로 데이터를 전송하는 기술을 연구하고 있었습니다. 이 기술의 목표는 컴퓨터 내부의 핵심 데이터 버스인 PCI Express(PCIe)를 외부로 확장하여, 외장 장치가 마치 내장 부품처럼 지연 없이 작동하게 만드는 것이었습니다. 이 야심 찬 프로젝트는 애플과의 협력을 통해 구체화되었습니다.

• 썬더볼트 1 (2011): 애플의 맥북 프로에 처음 탑재된 썬더볼트 1은 광섬유 대신 구리선을 사용했지만, 양방향 10Gbps라는 당시로서는 압도적인 속도를 제공했습니다. 커넥터는 애플의 Mini DisplayPort를 채택했으며, 하나의 포트로 데이터(PCIe)와 영상(DisplayPort) 신호를 동시에 전송할 수 있는 혁신적인 기술이었습니다. 이는 고해상도 영상 편집, 전문 오디오 작업 등 막대한 대역폭을 필요로 하는 전문가 시장을 정조준한 것이었습니다.
• 썬더볼트 2 (2013): 썬더볼트 2는 기존의 10Gbps 채널 두 개를 논리적으로 묶어 단일 20Gbps 채널로 사용할 수 있게 개선되었습니다. 속도 자체의 증가는 아니었지만, 채널 본딩을 통해 4K 영상 스트림과 같은 단일 고대역폭 작업을 원활하게 처리할 수 있게 되었습니다. 여전히 Mini DisplayPort 커넥터를 사용했습니다.
• 썬더볼트 3 (2015): 썬더볼트 역사상 가장 극적인 변화가 일어난 시기입니다. 썬더볼트 3는 커넥터를 Mini DisplayPort에서 USB-C로 전격 교체했습니다. 이는 썬더볼트가 전문가용 인터페이스라는 고립된 섬에서 벗어나 더 넓은 시장으로 나아가겠다는 선언과도 같았습니다. 속도는 40Gbps로 두 배 향상되었고, 이 막대한 대역폭 안에 PCIe 3.0 4레인, DisplayPort 1.2, 그리고 USB 3.1 Gen 2 (10Gbps)까지 모두 통합했습니다. 하나의 포트로 노트북 충전, 듀얼 4K 모니터 연결, 초고속 스토리지 사용, eGPU 연결이 모두 가능해진 '궁극의 단일 케이블 솔루션'이 탄생한 순간입니다.
• 썬더볼트 4 (2020): 썬더볼트 4는 최대 속도(40Gbps)는 3와 동일하지만, '표준의 강화'에 초점을 맞췄습니다. 썬더볼트 3에서는 선택 사항이었던 여러 기능들을 필수로 지정하여 사용자 경험의 일관성을 높였습니다. 예를 들어, 썬더볼트 4는 최소 두 개의 4K 디스플레이 지원, 최소 32Gbps의 PCIe 대역폭 보장, 최소 15W의 액세서리 충전 전력 제공, DMA(직접 메모리 접근) 공격을 막기 위한 VT-d 기반 보안 기능 활성화를 의무화했습니다. 이는 "어떤 썬더볼트 4 포트든 일정한 수준 이상의 성능을 보장한다"는 신뢰를 주기 위한 조치였습니다.

이처럼 USB는 범용성과 비용 효율성을 바탕으로 점진적으로 발전해온 반면, 썬더볼트는 처음부터 최고의 성능을 목표로 기술적 한계를 돌파하며 성장해왔습니다. 그리고 썬더볼트 3가 USB-C 커넥터를 채택하면서, 두 기술의 운명은 본격적으로 얽히기 시작했습니다.

2장: 기술의 심장부 - 프로토콜과 아키텍처 분석

USB와 썬더볼트의 진정한 차이는 단순히 데이터 전송 속도라는 숫자에서 드러나지 않습니다. 그 본질은 데이터를 처리하고 전송하는 방식, 즉 프로토콜과 내부 아키텍처에 있습니다. 이 장에서는 두 기술의 핵심적인 작동 원리를 파헤쳐 보겠습니다.

2.1. 데이터 전송 방식의 근본적 차이: PCIe 터널링

USB와 썬더볼트를 가르는 가장 결정적인 차이점은 바로 PCI Express (PCIe)의 지원 여부와 방식에 있습니다. PCIe는 컴퓨터 메인보드에서 CPU, 그래픽카드, SSD, 네트워크 카드 등 핵심 부품들이 서로 데이터를 교환하는 초고속 통로입니다. 즉, 컴퓨터 내부의 '데이터 고속도로'라고 할 수 있습니다.

• 썬더볼트의 접근법: 썬더볼트의 핵심 철학은 이 내부 고속도로인 PCIe를 케이블을 통해 컴퓨터 외부로 그대로 '확장'하는 것입니다. 이를 'PCIe 터널링'이라고 부릅니다. 썬더볼트 컨트롤러는 PCIe 신호를 받아 썬더볼트 프로토콜로 감싸고(encapsulation), 케이블을 통해 외부 장치로 전송합니다. 외부 장치의 썬더볼트 컨트롤러는 이 신호를 다시 원래의 PCIe 신호로 풀어줍니다. 이 과정 덕분에 외장 썬더볼트 장치는 마치 메인보드 PCIe 슬롯에 직접 꽂힌 내장 부품처럼 CPU와 직접 통신할 수 있습니다. 이는 외장 GPU(eGPU), 초고속 NVMe SSD, 전문 오디오/비디오 캡처 카드 등 극도로 낮은 지연 시간(latency)과 높은 대역폭이 필수적인 장치들을 구현하는 기반이 됩니다.
• USB의 접근법: 전통적인 USB는 이와는 다른 방식으로 작동합니다. USB는 호스트(컴퓨터)와 주변장치(device) 간의 명확한 주종 관계를 기반으로 하는 프로토콜입니다. 데이터는 정해진 패킷 단위로 변환되어 USB 버스를 통해 전송됩니다. 이는 키보드, 마우스, 프린터, 일반적인 외장 하드 등 대부분의 주변기기를 연결하는 데에는 매우 효율적이고 안정적인 방식입니다. 하지만 PCIe처럼 시스템 버스에 직접 접근하는 구조가 아니기 때문에, eGPU와 같은 고성능 장치를 구동하는 데에는 근본적인 한계가 있습니다. (최신 USB4 표준에서 이 경계가 허물어지기 시작했지만, 이는 4장에서 자세히 다루겠습니다.)

이러한 구조적 차이 때문에 썬더볼트는 단순히 '빠른 USB'가 아니라, '외부로 확장된 PCIe 포트'라는 전혀 다른 개념의 인터페이스로 이해해야 합니다. 이것이 바로 썬더볼트가 제공하는 독보적인 성능과 기능의 원천입니다.

2.2. 대역폭의 비밀: 속도 숫자 너머의 진실

썬더볼트 3/4는 40Gbps, USB 3.2 Gen 2x2는 20Gbps, USB 3.2 Gen 2는 10Gbps. 이 숫자들은 명확해 보이지만, 실제 대역폭이 어떻게 할당되고 사용되는지를 들여다보면 더 복잡한 이야기가 숨어 있습니다.

• 썬더볼트의 동적 대역폭 할당: 썬더볼트 4의 40Gbps 대역폭은 고정되어 있지 않고, 연결된 장치의 요구에 따라 데이터(PCIe)와 비디오(DisplayPort) 신호에 동적으로 할당됩니다. 예를 들어, 외장 SSD에 대용량 파일을 복사하는 동안에는 대부분의 대역폭이 PCIe 데이터 전송에 사용됩니다. 반면, 8K 모니터 한 대를 연결하면 약 34Gbps의 대역폭이 비디오 신호에 할당되고, 남은 대역폭을 데이터 전송에 사용할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 하나의 포트로 고해상도 디스플레이와 고속 데이터 장치를 동시에 사용해도 성능 저하를 최소화할 수 있습니다. 특히 썬더볼트 4는 최소 32Gbps의 PCIe 데이터 대역폭을 보장하므로, 비디오 신호를 전송하는 중에도 외장 NVMe SSD가 제 속도를 낼 수 있도록 합니다.
• USB의 대역폭과 DP Alt Mode: USB-C 포트가 DisplayPort Alternate Mode(DP Alt Mode)를 사용해 영상 출력을 할 경우, 상황은 조금 다릅니다. USB-C 케이블 내에는 여러 개의 고속 데이터 레인(lane)이 있는데, 영상 출력을 위해 일부 레인을 DisplayPort 신호 전송에 할당해야 합니다. 이 경우, 남은 레인만 USB 데이터 전송에 사용할 수 있게 되어 USB의 데이터 전송 속도가 절반으로 줄어들거나, 심지어는 구형 USB 2.0(480Mbps) 속도로 급격히 저하될 수 있습니다. 4K 60Hz 모니터를 USB-C DP Alt Mode로 연결한 상태에서 도킹 허브에 연결된 외장하드의 속도가 현저히 느려지는 것이 바로 이 때문입니다. 모든 대역폭을 통합적으로 관리하는 썬더볼트와 달리, USB는 자원 배분에 있어 상대적으로 경직된 구조를 가집니다.

2.3. 전력 공급(Power Delivery)의 재해석

USB와 썬더볼트 모두 USB Power Delivery(PD) 표준을 통해 장치에 전력을 공급하고 노트북을 충전할 수 있습니다. 하지만 여기에도 중요한 뉘앙스가 있습니다. 원문에서 "썬더볼트 3는 최대 15W까지만 지원한다"는 내용은 흔한 오해에서 비롯된 부정확한 정보입니다. 이를 바로잡고 정확히 이해할 필요가 있습니다.

• 호스트 포트의 전력 공급 능력 (충전): 썬더볼트 3와 4 규격을 만족하는 호스트(노트북 등) 포트는 USB PD 표준을 완벽하게 지원합니다. 따라서 최대 100W(USB PD 3.0) 또는 최신 규격인 240W(USB PD 3.1 EPR)까지 노트북을 충전하는 것이 가능합니다. 즉, 노트북을 충전하는 능력에 있어서는 두 기술 간에 차이가 없습니다.
• 버스 파워 장치에 대한 전력 공급: 차이점은 포트가 외부 장치에 공급하는 '최소' 전력에 있습니다. 썬더볼트 3/4 포트는 연결된 버스 파워(자체 전원 어댑터가 없는) 장치에 '최소 15W'의 전력을 공급하도록 의무화되어 있습니다. 이는 외장 SSD나 소형 허브 등 더 많은 전력을 요구하는 주변기기를 안정적으로 구동하기 위한 최소 보장치입니다. 반면, 일반적인 USB-C 포트는 이보다 낮은 7.5W(5V/1.5A) 또는 4.5W(5V/0.9A)를 제공하는 경우가 많습니다. 따라서 고성능 버스 파워 장치를 사용한다면 썬더볼트 포트가 더 안정적인 선택이 될 수 있습니다.

2.4. 데이지 체인: 연결의 미학

데이지 체인(Daisy Chain)은 하나의 포트에서 시작하여 여러 주변기기를 마치 기차처럼 직렬로 연결하는 기능입니다. 이 기능은 썬더볼트의 또 다른 강력한 장점입니다.

• 썬더볼트의 데이지 체인: 썬더볼트는 최대 6개의 장치를 직렬로 연결할 수 있습니다. 예를 들어, 노트북의 썬더볼트 포트 하나에 썬더볼트 모니터를 연결하고, 그 모니터의 다른 썬더볼트 포트에 외장 스토리지, 또 그 스토리지에 오디오 인터페이스를 연결하는 식입니다. 각 장치가 썬더볼트 허브 역할을 하기 때문에 포트 하나로 복잡한 워크스테이션 환경을 깔끔하게 구성할 수 있습니다. 이는 썬더볼트가 각 장치를 개별적으로 인식하고 대역폭을 효율적으로 관리하기에 가능한 일입니다.
• USB의 한계: 일반적인 USB는 데이지 체인을 지원하지 않습니다. 여러 USB 장치를 연결하려면 각 장치를 컴퓨터의 개별 포트에 연결하거나 USB 허브를 사용해야 합니다. USB 허브는 모든 하위 장치들이 허브의 대역폭을 공유하는 구조로, 데이지 체인과는 작동 방식이 다릅니다. 이로 인해 케이블 관리가 복잡해지고, 많은 장치를 연결했을 때 병목 현상이 발생할 가능성이 높아집니다.

3장: 실제 환경에서의 성능 격차와 활용 사례

이론적인 기술 사양은 실제 사용 환경에서 어떤 차이를 만들어낼까요? 이 장에서는 특정 사용자 그룹과 시나리오를 통해 USB와 썬더볼트의 성능 격차가 어떻게 체감되는지 구체적으로 살펴보겠습니다.

3.1. 콘텐츠 제작자를 위한 워크플로우 혁신

4K, 8K 고해상도 영상, RAW 사진, 다중 트랙 오디오 등 대용량 데이터를 다루는 콘텐츠 제작자들에게 시간은 곧 돈입니다. 이들에게 인터페이스의 속도는 작업 효율성과 직결됩니다.

• 영상 편집: 8K RAW 영상을 편집하는 시나리오를 가정해 봅시다. 이 영상의 데이터 전송률은 초당 수백 메가바이트(MB/s)에서 기가바이트(GB/s)에 이릅니다.
  • 썬더볼트 환경: 썬더볼트 4(40Gbps, 실제 전송 속도 약 2,800-3,000 MB/s) 포트에 연결된 외장 NVMe RAID 스토리지에서 직접 영상을 편집할 수 있습니다. 이는 내장 NVMe SSD에 준하는 속도로, 프록시 파일을 만들거나 영상을 내장 스토리지로 복사하는 과정 없이 실시간으로 부드러운 타임라인 스크러빙, 색 보정, 멀티캠 편집이 가능하게 합니다. 렌더링 및 최종 출력 시간 또한 획기적으로 단축됩니다.
  • USB 환경: 가장 빠른 USB 표준인 USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps, 실제 속도 약 2,000 MB/s)를 사용하더라도 썬더볼트 대비 약 30% 느립니다. 더 보편적인 USB 3.2 Gen 2(10Gbps, 실제 속도 약 950 MB/s) 환경에서는 고해상도 코덱을 실시간으로 편집하는 데 병목 현상이 발생하기 시작합니다. 프레임 드롭이 발생하거나 타임라인 반응이 느려져, 결국 편집 전에 저해상도 프록시 파일을 생성하는 추가적인 작업이 필요해집니다. 이는 전체적인 작업 시간을 지연시키는 주된 요인이 됩니다.
• 사진 및 디자인 작업: 수백 장의 고화소 RAW 사진을 라이트룸으로 가져오거나, 포토샵에서 수십 기가바이트에 달하는 PSD 파일을 불러오고 저장할 때, 스토리지의 속도는 작업의 흐름을 결정합니다. 썬더볼트 스토리지의 빠른 속도는 파일을 열고 저장하는 대기 시간을 최소화하여 창의적인 작업에 더 집중할 수 있도록 돕습니다.

3.2. 완벽한 데스크 셋업: 도킹 스테이션 비교

노트북 사용자에게 '싱글 케이블 솔루션'은 최고의 편의성을 제공합니다. 케이블 하나만 연결하면 충전, 다중 모니터, 유선 인터넷, 각종 주변기기가 모두 연결되는 환경은 도킹 스테이션을 통해 구현됩니다. 하지만 어떤 기술 기반의 도크를 선택하느냐에 따라 경험의 질은 하늘과 땅 차이입니다.

• 썬더볼트 4 도킹 스테이션: 40Gbps의 막대한 대역폭을 기반으로 '타협 없는' 경험을 제공합니다. 노트북에 썬더볼트 케이블 하나를 연결하는 것만으로 다음과 같은 작업이 동시에 가능합니다.
  • 두 대의 4K 60Hz 모니터(또는 한 대의 8K 30Hz 모니터)로 화면 확장
  • 100W 전력으로 노트북 고속 충전
  • 기가비트 이더넷 포트를 통한 안정적인 유선 네트워크 연결
  • 여러 개의 USB-A, USB-C 포트에 연결된 외장 하드, 키보드, 마우스, 웹캠 등을 최고 속도로 사용
  • SD 카드 리더기로 사진 데이터 고속 전송
  이 모든 작업이 동시에 이루어져도 대역폭 부족으로 인한 성능 저하가 거의 발생하지 않습니다.
• USB-C 도킹 스테이션: USB-C 도크는 크게 두 종류로 나뉩니다.
  • DP Alt Mode 기반 도크: 가장 일반적인 형태로, 가격이 저렴합니다. 하지만 앞서 설명했듯, 4K 모니터를 연결하는 순간 USB 데이터 대역폭이 USB 2.0(480Mbps) 수준으로 급격히 떨어지는 경우가 많습니다. 이 상태에서 도크에 연결된 외장 SSD에 파일을 복사하면 속도가 수십 MB/s에 불과하여 극심한 답답함을 유발합니다. 듀얼 모니터 지원도 제한적이며, 지원하더라도 해상도나 주사율에 제약이 따릅니다.
  • DisplayLink 기반 도크: DisplayLink는 비디오 신호를 USB 데이터처럼 압축해서 전송하는 기술입니다. 별도의 드라이버 설치가 필요하며, PC의 CPU 자원을 일부 사용합니다. 비디오 압축 과정에서 미세한 지연(latency)이나 화질 저하가 발생할 수 있어, 빠른 화면 전환이 필요한 게임이나 영상 편집에는 적합하지 않습니다. DP Alt Mode를 지원하지 않는 구형 노트북에서 다중 모니터를 사용하기 위한 대안이지만, 썬더볼트의 네이티브 영상 출력과는 품질과 성능 면에서 비교할 수 없습니다.

3.3. 외장 스토리지: 속도가 모든 것을 결정하는 순간

외장 SSD의 성능은 내부에 사용된 드라이브(SATA 또는 NVMe)와 외부 인터페이스 규격의 조합으로 결정됩니다. 최고의 성능을 위해서는 두 요소가 모두 뒷받침되어야 합니다.

• 썬더볼트 NVMe SSD: 내장된 고성능 NVMe SSD의 잠재력을 거의 100% 끌어낼 수 있습니다. PCIe 터널링 덕분에 읽기/쓰기 속도가 2,800MB/s 이상에 달하며, 이는 대용량 파일을 몇 초 만에 옮기고, 가상머신을 외장 드라이브에서 직접 구동하거나, 고사양 게임을 설치하여 플레이하는 것까지 가능하게 합니다.
• USB NVMe SSD: 같은 NVMe SSD를 사용하더라도 USB 인클로저에 담으면 인터페이스가 병목 지점이 됩니다.
  • USB 3.2 Gen 2 (10Gbps): 가장 흔하게 볼 수 있는 고성능 외장 SSD의 규격입니다. 실제 속도는 약 950-1,050MB/s로, NVMe SSD의 본래 성능(3,000MB/s 이상)의 1/3밖에 활용하지 못합니다. 물론 이 속도도 일반적인 파일 전송에는 충분히 빠릅니다.
  • USB 3.2 Gen 2x2 (20Gbps): 이론적으로 2,000MB/s까지 속도를 낼 수 있지만, 이 규격을 지원하는 PC나 노트북이 매우 드물어 활용성이 떨어지는 것이 현실입니다.
• 참고: 외장 HDD의 경우: 일반적인 외장 하드 디스크(HDD)의 최대 전송 속도는 100-200MB/s 수준입니다. 이 경우, USB 3.0(5Gbps, 약 450MB/s)만으로도 HDD의 성능을 모두 뽑아내고도 남습니다. 따라서 단순 데이터 백업용으로 외장 HDD를 사용한다면 썬더볼트나 고속 USB 규격은 아무런 이점을 제공하지 않습니다.

3.4. 외장 GPU(eGPU): 노트북의 한계를 넘어서

eGPU는 썬더볼트의 PCIe 터널링 기능이 만들어낸 가장 극적인 활용 사례입니다. 내장 그래픽만 탑재된 얇고 가벼운 울트라북에 데스크톱용 고성능 그래픽카드를 연결하여, 무거운 3D 렌더링, 머신러닝 연산, 고사양 게임 플레이를 가능하게 합니다.

USB 환경에서는 eGPU를 구현하는 것이 사실상 불가능합니다. 시스템 버스에 직접 접근할 수 있는 PCIe 대역폭이 없기 때문입니다. 오직 썬더볼트만이 노트북에 데스크톱 수준의 그래픽 성능을 부여하는 유일한 현실적인 방법입니다. 이는 평소에는 휴대성을 중시하다가, 필요할 때 집이나 사무실에서 강력한 성능을 원하는 사용자들에게 완벽한 솔루션입니다.

4장: 호환성의 덫과 케이블의 미스터리

썬더볼트와 USB가 USB-C라는 동일한 물리적 커넥터를 공유하게 되면서, 사용자들은 전례 없는 편의성을 얻었지만 동시에 극심한 혼란에 빠졌습니다. 이 장에서는 포트, 케이블, 장치 간의 복잡한 호환성 문제를 명확히 정리하고, 현명한 선택을 위한 가이드를 제공합니다.

4.1. USB-C 커넥터: 축복이자 저주

가장 먼저 기억해야 할 사실은 "USB-C는 커넥터의 모양일 뿐, 성능이나 기능을 보장하지 않는다"는 것입니다. 동일한 모양의 USB-C 포트라도 그 뒤에 숨겨진 기술은 천차만별일 수 있습니다.

• 포트 옆 아이콘 확인하기: 제조사들은 포트의 기능을 구분하기 위해 작은 아이콘을 표기합니다.
  • ⚡️ (번개 모양): 썬더볼트 3 또는 4를 의미합니다. 가장 높은 성능과 모든 기능을 지원하는 포트입니다.
  • SS 10 (SuperSpeed 10): USB 3.2 Gen 2 (10Gbps)를 의미합니다.
  • SS 20 (SuperSpeed 20): USB 3.2 Gen 2x2 (20Gbps)를 의미합니다.
  • DP (DisplayPort 로고): 영상 출력이 가능한 DP Alt Mode를 지원한다는 의미입니다.
  • 아무런 아이콘이 없는 경우: 가장 기본적인 USB 데이터 전송(5Gbps 또는 그 이하)이나 충전만 지원할 가능성이 높습니다.

문제는 이러한 표기가 의무가 아니며, 제조사마다 표기 방식이 다르거나 아예 생략하는 경우도 많다는 점입니다. 따라서 새로운 장비를 구매할 때는 반드시 제품 사양표(spec sheet)에서 포트가 지원하는 정확한 기술(예: Thunderbolt 4, USB 3.2 Gen 2, DP 1.4 Alt Mode)을 확인하는 습관이 중요합니다.

4.2. 케이블의 모든 것: 패시브, 액티브 그리고 인증

최고 성능의 썬더볼트 포트와 장치를 가지고 있더라도, 적절한 케이블을 사용하지 않으면 제 성능을 발휘할 수 없습니다. USB-C 케이블은 외형이 모두 비슷해 보이지만, 내부 구조와 성능은 크게 다릅니다.

• 패시브(Passive) 썬더볼트 케이블:
  • 0.8m 이하: 가장 이상적인 케이블입니다. 40Gbps의 썬더볼트 4 속도, 20Gbps의 USB 3.2 Gen 2x2, 10Gbps의 USB 3.2 Gen 2 등 모든 하위 규격과 완벽하게 호환됩니다. '만능 케이블'에 가장 가깝다고 할 수 있습니다.
  • 1m 이상: 길이가 길어지면서 신호 감쇠가 발생하여, 썬더볼트 모드로 작동할 때 속도가 20Gbps로 절반으로 떨어집니다. USB 하위 호환성은 유지됩니다. 저렴하지만 썬더볼트의 최고 속도를 활용할 수 없습니다.
• 액티브(Active) 썬더볼트 케이블:
  • 케이블 양쪽 끝에 신호를 증폭시켜주는 작은 칩(리드라이버, 리타이머)이 내장되어 있습니다. 이 덕분에 2m, 3m의 긴 길이에서도 40Gbps의 썬더볼트 속도를 온전히 유지할 수 있습니다.
  • 단점: 초기 액티브 썬더볼트 3 케이블은 USB 하위 호환성이 USB 2.0(480Mbps)으로 제한되는 경우가 많았습니다. 즉, 이 케이블로 썬더볼트 장치가 아닌 일반 USB-C 외장하드를 연결하면 매우 느린 속도로 작동합니다. 최신 액티브 썬더볼트 4 케이블은 이 문제가 개선되어 USB 3.2(10Gbps 이상) 호환성을 제공하는 경우가 많지만, 가격이 비쌉니다.
• USB 케이블:
  • 썬더볼트 인증을 받지 않은 일반 USB-C 케이블은 썬더볼트 장치를 연결해도 썬더볼트 모드로 작동하지 않고, USB 속도로만 작동합니다.
  • USB 3.2 Gen 2(10Gbps), USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps), USB4(40Gbps) 등 지원하는 속도에 따라 종류가 나뉩니다. 케이블에 표기된 지원 속도를 반드시 확인해야 합니다.
  • 100W 또는 240W PD 충전을 지원하는지 여부도 별도로 확인해야 합니다. 모든 USB-C 케이블이 고속 충전을 지원하는 것은 아닙니다.

결론: 가장 안전하고 확실한 방법은 인텔의 썬더볼트 인증 로고(번개 모양)와 지원 속도(40Gbps), USB-IF 인증 로고(SS10, 20 등)가 명확히 인쇄된 고품질 케이블을 구매하는 것입니다. 저가의 미인증 케이블은 성능 저하는 물론, 심할 경우 장치 고장의 원인이 될 수도 있습니다.

4.3. 호스트와 장치 간의 상호작용

호스트(PC, 노트북), 케이블, 주변기기 세 요소는 '가장 낮은 성능의 요소'에 맞춰 작동합니다. 이를 '하향 호환성'의 원리라고 합니다.

• 썬더볼트 포트 + USB 장치: 썬더볼트 포트는 USB의 상위 호환입니다. 따라서 썬더볼트 포트에 일반 USB-C 외장 SSD를 연결하면, 해당 SSD가 지원하는 USB 규격(예: 10Gbps)으로 정상 작동합니다.
• USB 포트 + 썬더볼트 장치: 이것이 가장 문제가 되는 경우입니다. 일반 USB-C 포트에 썬더볼트 외장 SSD를 연결하면, 이 SSD는 썬더볼트 모드로 작동할 수 없습니다. 대신 USB 호환 모드로 작동하며, 보통 USB 3.2 Gen 2(10Gbps) 속도로 제한됩니다. eGPU나 일부 전문 오디오 인터페이스처럼 썬더볼트 전용으로 설계된 장치는 아예 인식조차 되지 않을 수 있습니다.

4.4. USB4의 등장과 새로운 혼란

USB의 다음 버전인 USB4는 썬더볼트 3 프로토콜을 기반으로 설계되었습니다. 이는 USB와 썬더볼트의 통합을 향한 중요한 발걸음입니다.

• USB4의 장점: 최대 40Gbps 속도, PCIe 터널링, DisplayPort 1.4a 동시 전송 등 썬더볼트 3의 핵심 기능을 USB 표준으로 가져왔습니다. 이론적으로 USB4는 썬더볼트 3와 거의 동일한 경험을 제공할 수 있습니다.
• 새로운 혼란의 시작: 문제는 USB4 표준에서 이러한 고성능 기능 대부분이 '선택 사항(optional)'이라는 점입니다.
  • 속도: USB4는 20Gbps와 40Gbps 두 가지 버전이 있습니다. 제조사는 저렴한 20Gbps 버전으로도 'USB4' 포트라고 홍보할 수 있습니다.
  • PCIe 터널링: 썬더볼트의 핵심인 PCIe 터널링 역시 USB4에서는 필수 사항이 아닙니다. 따라서 eGPU나 초고속 NVMe SSD를 사용하려는 사용자는 해당 USB4 포트가 PCIe 터널링을 지원하는지 반드시 확인해야 합니다.
  • 썬더볼트 3 호환성: 모든 USB4 포트가 썬더볼트 3 장치와 호환되는 것도 아닙니다. 이 또한 선택 사항입니다.

결과적으로, 'USB4'라는 이름만으로는 그 포트의 실제 성능을 전혀 예측할 수 없게 되었습니다. 반면, '썬더볼트 4' 인증을 받은 포트는 40Gbps 속도, 듀얼 4K 디스플레이, 32Gbps PCIe 대역폭 등 엄격한 최소 요구사항을 모두 충족함을 보장합니다. 따라서 현시점에서 가장 확실하고 일관된 성능을 원한다면, 여전히 USB4보다는 썬더볼트 4 인증을 확인하는 것이 현명합니다.

결론: 당신의 필요에 맞는 현명한 선택

지금까지 USB와 썬더볼트의 역사, 기술적 구조, 실제 성능, 그리고 복잡한 호환성 문제까지 다각도로 살펴보았습니다. 두 기술은 더 이상 완전히 분리된 세계가 아니지만, 여전히 각자의 강점과 지향점이 명확합니다. 최종적인 선택은 전적으로 당신의 사용 목적과 예산에 달려 있습니다.

다음 체크리스트를 통해 자신에게 어떤 기술이 더 적합한지 판단해 보시기 바랍니다.

✅ 썬더볼트(Thunderbolt 4)를 선택해야 하는 경우:

• 당신이 콘텐츠 제작자(영상 편집자, 사진가, 음악 프로듀서 등)인가?
  → 대용량 파일을 외부 스토리지에서 직접 편집하고, 렌더링 시간을 단축하며, 낮은 지연 시간의 오디오/비디오 장비를 사용해야 한다면 썬더볼트의 압도적인 PCIe 대역폭은 필수적입니다.
• 노트북을 데스크톱처럼 사용하고 싶은가?
  → 케이블 하나로 두 대 이상의 4K 모니터, 고속 이더넷, 각종 주변기기를 연결하고 동시에 노트북을 충전하는 '완벽한 도킹 스테이션' 환경을 원한다면 썬더볼트가 유일한 해답입니다.
• 외장 GPU(eGPU)를 사용하여 게임이나 3D 작업을 할 계획인가?
  → eGPU는 썬더볼트의 전유물입니다. 이 기능이 필요하다면 선택의 여지가 없습니다.
• 최고 속도의 외장 NVMe 스토리지 성능을 원하는가?
  → 내장 SSD와 거의 동일한 속도(2,800MB/s 이상)를 외장 스토리지에서 구현하고 싶다면 썬더볼트가 필요합니다.
• '최고의 성능'과 '미래 대비'에 기꺼이 투자할 의향이 있는가?
  → 썬더볼트는 더 높은 비용을 요구하지만, 현재 시점에서 가장 강력하고 다재다능하며 일관된 성능을 보장하는 표준입니다.

✅ USB (USB 3.2 Gen 2 또는 USB4)로도 충분한 경우:

• 주된 사용 목적이 일반적인 문서 작업, 웹 서핑, 동영상 시청인가?
  → 이러한 일상적인 작업에는 썬더볼트의 고대역폭이 필요하지 않습니다.
• 주로 사용하는 주변기기가 키보드, 마우스, 프린터, 웹캠, 일반 외장 하드(HDD)인가?
  → USB 3.0(5Gbps)만으로도 이 모든 장비를 사용하기에 차고 넘칩니다.
• 외장 SSD를 사용하지만, 주된 목적이 데이터 백업이나 단순 파일 이동인가?
  → USB 3.2 Gen 2(10Gbps)가 제공하는 1,000MB/s의 속도는 대부분의 사용자에게 충분히 빠르고 쾌적합니다.
• 최대한의 호환성과 범용성을 중시하는가?
  → USB는 거의 모든 컴퓨터와 장치에서 지원되므로 호환성 걱정이 적습니다.
• 비용 효율성이 가장 중요한 고려사항인가?
  → USB 기반의 장치와 액세서리는 썬더볼트 제품에 비해 훨씬 저렴하여 합리적인 선택이 될 수 있습니다.

미래에는 USB4 Version 2.0 (80Gbps)과 썬더볼트 5 (80Gbps, 최대 120Gbps)가 등장하며 두 표준의 경계가 더욱 허물어질 것입니다. 하지만 '최소 요구사항'을 엄격하게 규정하여 일관된 사용자 경험을 보장하는 썬더볼트의 철학과, '유연성'과 '선택'을 허용하여 폭넓은 시장을 공략하는 USB의 철학은 계속 유지될 가능성이 높습니다. 따라서 지금 당장 당신의 책상 위에 놓일 기술을 선택할 때, 단순히 속도 숫자만 보지 마십시오. 그 숫자가 어떤 기술적 배경 위에서 구현되는지, 그리고 그것이 당신의 작업 방식에 어떤 실질적인 변화를 가져올지를 이해하는 것이야말로 진정으로 현명한 소비의 시작일 것입니다.