최근 디스플레이 인터페이스 표준화 단체 VESA가 디스플레이포트 최신 업데이트를 공유하면서 차량용 규격, 고해상도 성능 요구에 대해 언급했다. 

글 | 윤범진 기자 




지난 10월 7일, 디스플레이 인터페이스 표준화 단체 VESA(Video Electronics Standards Association)가 주최한 ‘VESA Workshop Seoul 2024’가 서울 그랜드 하얏트호텔에서 업계 관계자 130여 명이 참석한 가운데 열렸다. 디스플레이포트(DisplayPort, DP)의 최신 업데이트를 공유하고, 상호 운용성 테스트와 제품 구현을 지원하는 자리로 마련됐다.

VESA는 올초 디스플레이포트의 최신 버전인 DP 2.1a를 발표했다. 2미터 케이블의 데이터 처리량을 54Gbps로 늘린 DP 2.1a는 DP80 UHBR 케이블을 통해서만 지원되었던 UHBR13.5 GPU-대 디스플레이 연결용 패시브 케이블 길이를 두 배로 늘림으로써 소비자가 게임 또는 워크스테이션을 설정할 때 유연성을 제공한다.

짐 초트(Jim Choate) VESA 컴플라이언스(compliance) 프로그램 매니저는 “디스플레이포트는 고성능 게이밍 모니터에서 강세를 보이면서 USB Type - C와 결합해 모바일 기기에서도 활용되고 있다”면서 “스마트폰, 태블릿, 자동차에서도 디스플레이포트를 통한 고해상도 영상 전송이 늘고 있다”고 말했다.  

VESA는 DP 2.1a와 임베디드 디스플레이포트 (Embedded DisplayPort,  eDP) 1.5a에 대한 새로운 오토모티브 익스텐션 서비스 (Automotive Extension Services) 프로토콜 규격도 발표했다. 이 새로운 프로토콜 확장은 차량용 디스플레이의 기능안전성 뿐만 아니라, 최대 16개의 디스플레이 관심 영역에 대한 보안 무결성 및 인증을 지원한다. 

초트 매니저는 “자동차 제조사들은 사이드미러를 카메라로 대체하는 방안을 모색하고 있다. 일반적인 DP는 최대 5개의 외부 디스플레이를 지원하지만, 자동차에서는 10개 또는 11개의 독립적인 디스플레이를 언급하고 있다. 따라서 모든 디스플레이를 관리할 수 있는 프로토콜이 필요하다. 데이터 무결성, 보안 점검 과정이 요구된다”고 말했다.

올해 VESA의 또 하나의 중요 업데이트는 가변 주사율 (Variable Refresh Rate, VRR) 디스플레이의 FOS (Front of Screen) 성능을 위한 최초의 공개 표준인  Adaptive - Sync 디스플레이 컴플라이언스 테스트 규격 (Adaptive - Sync Display CTS) 업데이트다.
최신 Adaptive - Sync 디스플레이 버전 1.1a는 해상도를 낮출 때 다양한 최대 주사율로 작동할 수 있는 새로운 범주의 디스플레이에 대해 업데이트된 테스트 절차와 로고 지원을 제공한다. 





짐 초트(Jim Choate) VESA 컴플라이언스(compliance) 프로그램 매니저



디스플레이포트

디스플레이포트는 다양한 시장 영역에서 채택이 늘고 있다. 예를 들어, 게임용 고성능 모니터에서 가장 일반적인 인터페이스가 됐다. 디스플레이포트는 USB Type-C와 결합해 모바일 기기에도 활용되고 있다. 스마트폰, 태블릿, 노트북 등에서 고해상도 영상 전송이 늘고 있다.
현재 디스플레이포트의 최신 버전은 2023년 12월 출시된 DisplayPort 2.1a다. DisplayPort 2.1a는 DP 1.4에 비해 비디오 대역폭 성능을 최대 3배까지 향상시킬 수 있다. 3가지 새로운 데이터 전송 속도인 UHBR10, UHBR13.5, UHBR20이 추가돼 레인당 20Gbps로 4개 레인에서 최대 80Gbps의 링크 대역폭을 제공한다. DisplayPort 2.1a는 60Hz 주사율(refresh rate)로 8K 해상도(7680 × 4320)를 지원하는 최초의 표준이며, HDR-10 지원을 위해 30bpp(bits per pixel)를 포함한 풀컬러 4:4:4 해상도를 제공한다. 2.1a 버전에서는 레인당 20Gbps의 최대 링크 속도와 128b/132b 채널 코딩을 통해 8K 이상의 해상도를 구현할 수 있다.

이전 발표된 DisplayPort 2.1 버전은 세 가지 주요 기능과 여러 개선 사항이 추가됐다. 가장 큰 변화는 향상된 DP 커넥터다. 더 높은 데이터 전송 속도를 지원하기 위해서 표준 풀 사이즈 DP 커넥터와 향상된 미니 DP 커넥터를 개발했다. DP40, DP54, DP80 케이블 규격을 만들었다. DP80 인증 케이블은 레인당 20Gbps를 지원한다.

DP 2.1a 버전에서는 대부분 오류 수정 작업이 이뤄졌다. 오류 수정이란 명세서에서 발견된 기술적인 실수나 오타 또는 시간이 지나면서 테스트와 설계를 통해 발견된 오류를 바로잡는 것이다. 이번 업데이트에서 가장 중요한 점은 DP40 케이블을 DP54 케이블로 대체한 것이다. 그 결과 기존 UHBR13.5 링크 속도(13.5Gbps)를 지원하면서 길이가 1미터로 제한됐던 케이블이 DP54 인증을 통해 각 레인당 최대 13.5Gbps를 지원하면서 최대 3미터까지 전송할 수 있게 됐다.  

요약하면, DP 2.1a는 DP 1.4에 비해 비디오 대역폭 성능이 3배 증가했다. 특히 3가지 데이터 속도인 UHBR10, UHBR13.5, UHBR20이 추가돼 4개 레인에서 각각 20Gbps로 최대 80Gbps의 링크 대역폭을 제공한다. 또, 기존 표준에서는 8b/10b 채널 인코딩을 사용해 프로토콜 오버헤드 효율성이 80%였는데, DP 2.0부터는 128b/132b 채널 인코딩을 사용해 최대 97%의 프로토콜 효율성을 달성했다. 

DP 1.4a부터 DP 2.1a까지 해상도를 보면, 디스플레이 스트림 압축(DSC) 알고리즘을 통해 동일한 링크 속도에서 더 높은 해상도를 지원한다. 새로운 UHBR 덕분에 단일 포트를 통해 5K (60Hz)에서 10K (60Hz)로의 지원이 가능해졌다. USB Type-C를 통한 공유 인터페이스(Shared interface)에서는 두 개의 레인을 사용하게 되는데, 이 경우 단일 커넥터를 통해 8K (30Hz)를 구동할 수 있다.






DP CTS 업데이트

컴플라이언스 테스트(Compliance Testing) 규격도 업데이트됐다. 
VESA는 DP 2.1 물리계층(Physical layer, PHY) CTS, DP 2.1 링크 계층(Link layer) CTS, 그리고 DP ALT 모드 관련 테스트 규격을 업데이트했다. 케이블 관련 규격도 지난 1년 반 동안 업데이트했다. 

케이블 인증은 DP 2.1의 성공에 매우 중요한 요소다. 이를 통해 최종 사용자는 새로운 제품에서 가장 높은 데이터 전송 속도를 지원하는 케이블을 구입할 수 있다. UHBR 속도를 지원하는 제품에 고성능 커넥터와 케이블을 사용할 수 있도록 하기 위해, 2021년부터 향상된 DP 케이블 및 커넥터 명세와 테스트 요구사항에 대한 작업이 시작됐다. VESA는 2022년 DP40과 DP80 케이블 규격을 공개했고, 2023년 DP54 케이블 규격을 추가해 두 속도 사이를 연결하고 최대 속도를 지원할 수 있도록 했다. 이를 통해 USB Type-C가 제공하는 기능과 속도에 맞춰 표준 DP 커넥터의 기본 기능과 속도를 개선했다. 

DP v2.1의 최신 변경 사항은 DP40(10Gbps)을 DP54로 대체한 것이다. 더 긴 케이블을 사용하기 위해 하위 두 속도를 함께 지원할 수 있는 케이블이 필요했는데, DP54 케이블은 UHBR10 및 UHBR13.5 링크 속도를 지원해야 하며, 13.5Gbps를 최대 링크 속도로 사용하는 소스 장치와 싱크 장치에 더 긴 케이블 사용을 가능하게 했다. 
UHBR20은 전기적으로 약 1미터로 제한되는 반면, DP40은 약 3미터까지 가능하다. DP54를 통해 3미터 케이블이 13.5Gbps를 지원할 수 있게 돼 두 속도를 사용할 수 있다. DP80은 여전히 1미터로 제한된다. 



VESA 표준이 대응하는 시장



DisplayHDR CTS 

올초 VESA 디스플레이 성능 워킹그룹은 2017년 처음 도입된 DisplayHDR CTS에 대한 주요 업데이트를 공표했다. DisplayHDR은 디스플레이 업계 최초로 HDR(High Dynamic Range) 품질을 규정한 완전 개방형 표준이다. 새롭게 업데이트된 DisplayHDR r1.2는 휘도, 색 영역(color gamut), 비트 심도 등을 포함한 성능 요건이 대폭 강화됐다. 이와 함께 최근 이뤄진 디스플레이 기술 발전에 대응할 수 있도록 색 정확도, 명암비, 블랙 레벨 및 자막 플리커에 대한 새로운 테스트 요건들이 포함됐다.

2022년 도입된 ClearMR CTS는 디지털 디스플레이에서 모션 블러 성능을 측정하는 새로운 지표로 r1.1이 최신 버전이다. ClearMR 표준에서 정의하고 있는 CMR은 선명한 픽셀과 흐릿한 픽셀의 비율을 수치로 명확하게 나타냄으로써, VESA가 인증한 ClearMR 디스플레이 제품에 대해 소비자가 모션 블러의 양을 손쉽게 비교해 볼 수 있게 한다. 
Adaptive - Sync는 기본적으로 가변 주사율(Variable Refresh Rate, VRR)과 관련된 지표다. Adaptive-Sync는 게이밍 동작 가변 주파수 성능에 대한 정량적 지표로 사용되지만 깜빡임(flicker)과 떨림(jitter)을 측정하는 기능이기도 하다. 



오토모티브  

VESA는 디스플레이포트만 다루는 것이 아니라, 디스플레이부터 자동차, AR, VR까지 다양한 생태계 및 인증 프로그램을 다루고 있다. 
eDP는 2024년 9월 v2.0이 발표됐다. USB4를 통한 DP 터널링이란 디스플레이포트가 USB4 트래픽을 통해 터널링된 후 마지막에 디스플레이가 DP 패킷을 추출해 패널로 전달하는 것을 의미한다. 11월에 DP 터널링의 베타 테스트와 함께 첫 번째 인증 제품이 나올 예정이다. 

AR/VR 태스크 그룹은 미래의 AR/VR 요건을 충족하기 위한 성능, 전력, 구현 요구사항을 해결하는 솔루션 로드맵을 만드는 데 중점을 두고 있다. 규격은 발표됐으며, CTS 작업을 마무리하고 있다. 해당 기술 구현 제품은 2025년에 볼 수 있다. 
DP AE(Automotive Extension) 태스크 그룹은 현재 자동차 업계와 협력해 시장의 고해상도 성능 요구사항을 해결하고 있다. 이 그룹은 DP AE CTS 및 테스트 작업을 진행 중이다. 

마지막으로, 벌크 디스플레이 프로토콜(Bulk Display Protocol, BDP) 규격 및 CTS 발표가 임박했다. BDP는 여러 장치 간 대량 데이터를 효율적으로 전송할 수 있도록 설계됐다. USB, 시리얼 포트 등 다양한 전송 매체에서 사용할 수 있도록 설계돼 여러 유형의 장치 간의 호환성을 제공합니다.



 
디스플레이 기술의 다양한 측면