USB(Universal Serial Bus)

USB(Universal Serial Bus)란.

USB(Universal Serial Bus)는 범용 직렬 버스입니다. 컴퓨터 본체와 다른 장치(주변 기기)를 연결하는 데 쓰이는 입출력 표준 프로토콜 중 하나입니다. USB는 다양한 종류의 주변장치에 호환되어 사용됩니다. USB 포트는 컴퓨터, 노트북, 태블릿 등 다양한 기기에서 사용되며, 키보드, 마우스, 프린터, 스캐너, 외장 하드 디스크, USB 플래시 드라이브 등 다양한 주변장치와 연결이 가능합니다. 또한 USB는 전송 속도가 빠르고, 연결 및 해제가 간편하며, 높은 안정성을 가지고 있어 많은 사용자들이 선호하는 휴대용 인터페이스 중 하나입니다.

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발전

USB(Universal Serial Bus)는 전 세계적으로 사용되는 표준 인터페이스입니다. 1990년대 후반에 도입되어 꾸준히 개발과 개선되고 있습니다. 초기 USB 1.x에서는 데이터 전송 속도가 느리고, 연결이 불안정하다는 문제점이 있었습니다. 하지만 이러한 문제점들은 USB 2.0부터 대부분 해결되었으며, 3.0부터는 더욱 빠른 데이터 전송 속도와 전력 관리 기능 등이 추가됨으로써 더욱 발전하였습니다. 이는 USB가 메모리 저장 기술과 발걸음을 함께 하기 때문입니다.

USB는 다양한 용도로 사용됩니다. 컴퓨터의 주변 기기와 연결되어 데이터 전송이 이루어지며, 전원 공급 역할도 합니다. 이외에도 USB를 이용한 모바일 충전기, 모니터, 가전제품, 카메라 등 전원 공급이 적용되는 기기가 증가하는 추세입니다. USB는 발전 단계에 따라 여러 버전으로 나뉘어 있습니다. 버전에 따라 처리 속도가 다릅니다. USB 1.0과 1.1에서는 최대 전송 속도가 12 Mbps였지만, 이후 USB 2.0에서는 480 Mbps로 대폭 개선되었습니다. 그리고 USB 3.0에서는 5 Gbps로 최대 전송 속도가 더욱 빨라졌습니다. 메모리 저장 기술이 급격하게 발전함에 따라 USB는 대용량 파일을 빠르게 전송할 수 있어 여러 분야에서 활용도가 높아지고 있습니다. 최근에는 USB 4.0이 출시되어 더욱 빠른 전송 속도와 다양한 기능을 제공하고 있습니다. 이러한 발전은 더욱 많은 기기와 용도에서 USB가 사용될 수 있도록 하며 사용자들에게 더욱 편리한 환경을 제공하고 있습니다.

급격한 버전의 변경으로 포트 규격의 혼재도 일어나고 있지만, 최근에는 USB C 타입이 주가 되어 기존의 USB A 타입이나 USB B 타입의 포트를 대체하고 있습니다. USB C 타입은 기존에 비하여 빠른 전송 속도와 다양한 기능을 지원합니다. 또한 양방향 연결이 가능하며, 최대 전력 공급량이 더욱 높아져서 더욱 많은 기기들이 USB C 타입을 지원하고 있습니다. 최근 애플도 이러한 규격화에 발맞추어 자사의 독자적인 포트 규격을 철회하고 USB C 타입의 포트로 교체하였습니다.

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출현

1994년 컴팩, DEC, IBM, 인텔, 마이크로소프트, NEC, 노텔 등 7개사로 이루어진 그룹에서 USB의 개발을 시작하였습니다. 컴퓨터 뒤의 여러 단자들을 통일하고 불필요한 규격을 제거, 획일화함으로써 외부 장치들을 텀퓨터로 연결하기 쉽게 만드는 것이 목표였습니다. 기존 인터페이스는 제작사마다 상이함으로 이로 인해 컴퓨터 개발 및 호한에 적지 않은 불편이 있었습니다. 이러한 이용성 문제를 해결하고 USB에 장착된 모든 장치들의 소프트웨어 구성을 단순하게 하여 외부 장치와의 확장성을 증가시킬 수 있게 되었습니다.

UBS 버전

USB 1.0: 1996년에 발표된 초기 USB 규격으로, 전송 속도가 1.5 Mbit/s (Low speed), 12 Mbit/s (Full speed)의 속도를 가지며, 단일 연결만 가능합니다.

USB 1.1: 1998년에 발표된 USB 1.0의 개선 버전으로, 속도는 동일하지만 Plug and Play 기능이 개선되었습니다.

USB 2.0: 2000년에 발표된 USB 규격으로, 속도가 480Mbps로 대폭 개선되었으며, 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다.

USB 3.0: 2008년에 SIG(Special Interest Group)에서 USB 3.0 스펙에 대한 표준안 작업이 완료되어 USB 3.0 규격(Rev. 1.0)이 발표되었습니다. 속도가 5 Gbps로 대폭 개선되었으며, 대역폭이 높아져 대용량 파일 전송이 가능해졌습니다.

USB 3.1: 2013년에 발표된 USB 3.0의 개선 버전으로, 속도가 10Gbps로 더욱 빨라졌습니다. 2.0과 호환되어 3.0으로 사용할 경우 전용 케이블이 필요합니다. 전원용으로 공급되는 전압은 5V 입니다만 최대 전류는 500mA에서 900mA로 증가되었습니다.

USB 3.2: 2017년에 발표된 USB 규격으로, USB 3.1에서 동일한 케이블과 연결 방법으로 최대 20Gbps의 속도를 지원합니다. USB 2.0, USB 3.1 Gen 1과 하위 호환성이 가능합니다.

USB's TRIDENT LOGO  (출처:구글 이미지)

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장점과 단점

USB는 빠른 읽기와 쓰기 속도, 강한 내구성 및 휴대성이 장점입니다. 또한 모든 유형의 하드웨어를 컴퓨터에 연결하는 데 사용되는 매우 성공한 표준케이스입니다. 현재는 하드웨어 간 연결뿐 아니라 고속 충전 및 고전력 파워의 제공도 가능합니다. USB는 매우 효율적인 데이터 전송 및 하드웨어 연결 방법이지만 단점도 존재합니다. 첫째, 대량의 데이터 저장에 하드웨어적인 한계가 있습니다. 둘째, 직, 간접으로 데이터를 전달하는 방법 중 USB는 대용량 파일을 전송할 때 상대적으로 느린 축에 속합니다. 마지막으로, 하드웨어적인 결함이 발생하면 데이터를 손실하는 경우가 발생합니다.

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발전 방향

USB의 개발 방향은 기존의 USB 3.2 및 USB-C를 바탕으로 하여 높은 전송 속도와 더 나은 전력 공급 기능을 갖춘 USB4로 발전하고 있습니다. 이를 위해 새로운 연결 프로토콜 및 기술이 도입되고 있으며 새로운 USB4는 Thunderbolt 3 기술을 기반으로 하고 있습니다. 또한 USB-IF(USB Implementers Forum)는 이전 버전과의 하위 호환성을 유지하면서 USB의 기능을 확장하는 새로운 방법으로 모색되었습니다. 이러한 발전 방향은 USB가 다양한 기기와 연결 가능성을 높이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다. 또한 테스트 및 인증 프로세스의 강화를 위해 USB가 사용되고 있습니다. 일례로 Microsoft는 Windows HLK(Hardware Lab Kit)를 사용하여 USB4 호스트 컨트롤러 하드웨어의 인증을 강화하고 있습니다. USB-IF 또한 호환성 및 인증 테스트에 적용하기 위한 다양한 프로그램을 제공하고 있습니다.

USB는 컴퓨터의 보급과 함께 발전해 온 휴대용 저장 도구입니다. 현재 이 자리를 클라우드 서비스(웹하드)가 대체하려고 하고 있습니다만 하드웨어적인 기술의 발전이 어디까지 나아갈지가 USB의 미래를 좌우할 것 같습니다.