HDMI 2.1은 2017년 11월에 처음 출시되었으며, HDMI 표준의 가장 중요한 업그레이드라고 할 수 있습니다. 대역폭은 48 Gbps로 증가하여 HDMI 2.0(18 Gbps)의 2.67배에 해당합니다.
지난 5년간 HDMI 2.0과 그보다 새로운 버전인 HDMI 2.0b는 HDMI 표준에서 가장 일반적인 버전으로 남아 있었습니다. 2019년부터 TV 업계가 HDMI 2.1의 길을 가장 먼저 열었으며, 이는 8K Ultra HD TV의 표준이 되었습니다. 최고급 4K TV 대부분에도 HDMI 2.1이 탑재되어 있고, 2020년 말 출시 예정인 차세대 게임 콘솔인 PS5와 Xbox Series X에도 HDMI 2.1이 적용되었습니다.
HDMI 2.1은 여전히 상대적으로 새로운 표준이므로, 기존 4K TV, 스트리밍 미디어 플레이어 또는 4K Ultra HD Blu-ray 플레이어가 곧 쓸모없어질까 걱정할 필요는 없습니다. 하지만 고급 TV를 구매할 계획이라면 영화와 게임을 위해 HDMI 2.1 포트가 있는지 반드시 확인하세요.
HDMI 2.1 사양 개요
- 커넥터의 물리적 사양은 기존 HDMI와 동일하며 하위 호환성을 제공합니다.
- 차폐 성능이 우수하고 EMI 저항성이 높은 케이블이 필요합니다.
- 대역폭이 48 Gbps로 증가하여 HDMI 2.0(18 Gbps)보다 2.67배 높습니다.
- 최대 10K@120fps까지의 영상 신호를 전송할 수 있습니다.
- 새로운 영상·음향 기능: 다이내믹 HDR과 향상된 오디오 리턴 채널(eARC).
- 새로운 게이밍 기능: 가변 주사율(VRR), 빠른 프레임 전송(QFT), 자동 저지연 모드(ALLM), 빠른 미디어 전환(Quick Media Switching).
- 새로운 영상 압축 포맷: VESA DSC 1.2a.
더 넓은 대역폭
영상 신호의 해상도를 높이면 그 신호에 포함되는 데이터 양도 늘어납니다. HDMI로 전송되는 3,840x2,160 4K Ultra HD 신호의 데이터 양은 HD 1,920x1,080 신호의 약 4배입니다. 케이블을 파이프에 비유한다면 4K 신호를 전송하려면 1080p용보다 더 큰 파이프가 필요합니다. 프레임 레이트를 높이는 경우도 마찬가지인데, 동일한 해상도에서 24fps가 아닌 초당 60프레임으로 영상을 전송하려면 더 큰 파이프가 필요합니다. 초당 더 많은 영상은 곧 더 많은 데이터를 의미합니다.
HDMI 2.1, 2.0, 1.4 대역폭 비교
HDMI 2.1 표준은 HDMI 케이블이 처리할 수 있는 최대 비압축 대역폭을 48 Gbps로, 최대 압축 대역폭은 최소 128 Gbps로 높였습니다. 실제로 기기들이 그만큼의 대역폭을 필요로 하려면 아직 시간이 걸리겠지만, HDMI 2.0의 18 Gbps는 이미 많은 경우 병목 현상을 일으키고 있습니다. 예를 들어 4:4:4 크로마 서브샘플링과 10비트 심도의 4K@60Hz 영상 신호를 전송하려면 20.05 Gbps의 대역폭이 필요하며, 이는 HDMI 2.0 단일 연결로는 제공할 수 없는 수치입니다.
더 높은 해상도와 주사율
HDMI 2.1의 확대된 대역폭은 최대 10K(10240x4320) 영상 신호 전송을 지원하며, HDMI 2.1 단일 쌍 연결에서 허용하는 대부분의 새로운 해상도, 크로마 샘플링, 비트 심도, 주사율을 포괄합니다. 4K@60Hz 이상의 영상 신호에는 HDMI 2.0의 18 Gbps보다 많은 대역폭이 필요하므로, 8K TV와 고급 4K TV에는 HDMI 2.1 인터페이스가 탑재되어야 합니다. 그렇지 않으면 TV가 지원할 경우 여러 개의 HDMI 2.0 케이블을 연결해야 합니다.
HDMI 2.1의 새로운 기능은 무엇인가요?
HDMI 2.1은 해상도와 주사율의 큰 향상 외에도 다른 유용한 새로운 기능을 제공합니다.
다이내믹 HDR
HDR(High Dynamic Range)은 4K 시대 이후 가장 환영받는 화질 개선 중 하나로, 비디오 콘텐츠에 더 높은 대비와 풍부한 색상을 약속합니다. 오늘날 가장 일반적인 HDR 형식은 HDR10입니다. 이는 비디오 콘텐츠의 실제 밝기 수준을 기록하는 메타데이터를 사용하여 색상과 대비를 복원하는 방법을 TV에 알려줍니다. HDR10에는 비디오당 이 메타데이터 세트가 하나만 있지만 실제 밝기는 장면마다 다르므로 각 장면의 대비 복원은 필연적으로 편향됩니다. 동적 HDR을 사용하면 각 장면과 각 프레임의 메타데이터(실제 밝기 수준)가 다를 수 있어 특정 장면이나 프레임에 더 잘 맞을 수 있으므로 TV의 복원은 메타데이터에 따라 달라집니다. Dolby Vision, HDR10+ 및 Advanced HDR과 같은 고급 HDR 형식은 이미 동적 메타데이터를 사용하고 있으며 기존 HDMI 연결을 통해 제공될 수 있지만 추가 대역폭이 필요합니다. HDMI 2.1은 동적 메타데이터 전송을 위한 새로운 채널을 추가하여 이 문제를 완전히 해결합니다.
향상된 오디오 리턴 채널(eARC)
버전 1.4부터 ARC(Audio Return Channel)는 HDMI 표준의 일부였습니다. ARC를 사용하면 모든 소스 장치(블루레이 플레이어, 게임 콘솔 등)를 TV에 직접 연결한 다음 HDMI 케이블을 사용하여 사운드바, 수신기 또는 기타 사운드 시스템으로 사운드를 전송할 수 있습니다. 케이블 연결이 크게 단순화되고 TV 리모컨을 사용하여 오디오 장비를 제어할 수 있습니다. 그러나 ARC의 제한된 대역폭(~1Mbps)으로 인해 오디오 품질이 제한되어 고품질의 비압축 오디오를 전송할 수 없습니다. eARC는 Dolby Atmos 및 DTS:X의 반송파 신호인 Dolby TrueHD 및 DTS-HD MA와 같은 무손실 5.1 및 7.1 오디오를 전송하기에 충분한 37Mbps로 사용 가능한 대역폭을 대폭 늘립니다.
VESA DSC 1.2a 디스플레이 스트림 압축
현대의 높은 비트 전송률 비디오의 인기로 인해 비디오 신호에는 더 많은 대역폭이 필요하므로 새로운 압축 방법이 필요합니다. 가장 일반적인 방법은 DSC(디스플레이 스트림 압축)입니다. 원래 컴퓨터 플랫폼에서 개발된 DSC는 RGB 인코딩 비디오와만 호환되므로 대부분의 TV 신호를 효율적으로 인코딩할 수 없었습니다. DSC를 담당하는 VESA 그룹은 최대 16비트 색 심도를 지원하고 먼저 RGB로 변환하지 않고도 기본 YCbCr 4:2:0 및 YCbCr 4:2:2 인코딩을 지원하는 업데이트 버전인 DSC 1.2a를 출시했습니다. HDMI 2.1은 이 기술을 지원합니다(모든 HDMI 2.1 장치가 지원하는 것은 아니지만). 이 기술은 HDMI 2.1 케이블이 이미지 품질을 저하시키지 않고 전송할 수 있는 최대 대역폭을 120Gbps로 증가시킵니다. 매우 높은 해상도, 높은 새로 고침 빈도의 장치에만 DSC가 필요합니다.
가변 새로 고침 빈도(VRR)
가변 새로 고침 빈도는 게이머가 가장 관심을 갖는 기능입니다. 화면의 새로 고침 빈도와 신호 소스(그래픽 카드 출력)를 동기화하여 보다 부드러운 게임 경험을 제공하고 지연, 끊김 및 프레임 끊김을 줄이거나 제거합니다. 버퍼링된 프레임 수가 적으므로 더 이상 이미지 아티팩트와 입력 지연 중 하나를 선택할 필요가 없습니다. 이상적으로는 둘 다 줄이는 것이 좋습니다. 이는 DisplayPort를 통해서만 사용할 수 있는 Nvidia의 G-Sync 및 AMD의 FreeSync와 유사합니다. VRR은 VESA 버전입니다.
QFT(빠른 프레임 전송)
Quick Frame Transport는 이미지가 신호 소스에서 디스플레이로 전송되는 방식을 변경하여 각 프레임을 더 빠른 속도로 전송하여 대기 시간을 줄입니다. 총 입력 지연은 모니터가 이미지를 처리하고 표시하는 데 걸리는 시간을 포함하여 다양한 요인으로 인해 발생합니다. QFT는 입력 지연을 완전히 제거하지는 않지만 소스와 디스플레이 간의 전송 시간으로 인한 지연을 줄입니다. 입력 지연은 TV가 게임에 얼마나 적합한지를 나타내는 가장 중요한 지표 중 하나이므로 이를 게임 친화적인 기능으로 만듭니다.
자동 낮은 대기 시간 모드(ALLM)
Auto Low Latency Mode(ALLM)는 자동 게임 모드로도 알려져 있으며, 게이머를 위해 설계된 또 다른 기능입니다. 호환되는 TV는 게임이 실행 중임을 감지하면 저지연(게임) 모드를 자동으로 켜주므로 매번 수동으로 설정할 필요가 없습니다. 게임 플레이와 영화 시청을 구분해 필요에 따라 자동으로 전환할 수도 있습니다. Samsung은 이 기능을 업계에서 가장 먼저 도입했으며, 2018년 일부 모델에서 이미 호환되었습니다.
빠른 미디어 전환(QMS)
과거에는 소스의 어떤 설정이 변경될 때마다 TV나 모니터 같은 디스플레이 기기가 새 영상을 표시하기 전에 몇 초간 화면을 검게 만들었습니다. 특히 콘솔 게임에서 콘텐츠에 따라 출력 주사율이나 해상도가 달라지는 경우 이런 현상이 자주 발생했습니다. 빠른 미디어 전환(QMS)은 이 문제를 해결합니다: 소스와 디스플레이가 호환된다면, 소스가 영상 형식을 전환할 때 검은 화면이 나타나지 않고 즉시 새 소스로 전환됩니다.
