썬더볼트(Thunderbolt) 개념 및 썬더볼트 3, 4, USB 4 차이점

인텔에서 개발한 Thunderbolt™ 기술은 단일 연결을 통해 데이터, 비디오 신호 및 충전 기능을 제공하는 표준입니다.
개발 초기인 2010년에도 10 Gbps라는 어마어마한 속도를 가지고 나왔고, 2023년 현재 사실상 개인 레벨의 상용 규격에서는 가장 빠른 속도인 40 Gbps를 자랑합니다.

• 10 Gbps = 초당 1.25GB = 1,250MB
• 40 Gbps = 초당 5.00GB = 5,000MB

위와 같은 경이로운 전송 속도에 관해 Intel에서 '공식적'으로 아래와 같이 묘사하고 있습니다.

• 30초 이내에 4K 영화 전송
• 1분 이내에 3시간 분량의 4K GoPro 영상 전송
• 5분만 에 1년 분량의 MP3 음악 재생 백업
• 단일 케이블 독을 사용하여 하루에 3번, 4개의 장치를 연결 및 분리하는 데 소요되는 36시간의 자유 시간을 되찾을 수 있음
• 9분 이내에 미 의회 도서관 전체를 이전할 수 있음
• 1분마다 300시간 분량의 동영상이 YouTube에 업로드됨. Thunderbolt는 20초 이내에 이 데이터를 전송할 수 있음.

Thunderbolt 4는 USB와 달리 별도의 허브 없이도 PC 본체의 하나의 포트에 Thunderbolt 기기를 연결한 다음 다시 그 기기에 다른 Thunderbolt 기기를 연결하는 식으로 사용할 수 있습니다.
물론, Thunderbolt Hub 또는 Dock을 사용하는 것이 편의성은 훨씬 뛰어납니다.

커넥터 변천사 (이미지 출처 : https://plugable.com)

썬더볼트 3, 4 차이 (표 출처 : Intel)

Thunderbolt 4 규격은 기본적으로 하위 규격인 Thunderbolt 3와 호환되며, Thunderbolt 3 대비 아래와 같은 개선 사항이 있습니다.
노트북 충전 등 하위 규격에서도 일부 지원되는 사항은 제외했습니다.

1. 데이터 전송에 사용할 수 있는 최소 대역폭이 16 Gbps에서 32 Gbps로 2배 증가 (단, 최대 대역폭은 40 Gbps로 동일)
: Thunderbolt 4는 최대 3,000MBps의 스토리지 속도를 위해 32 Gbps의 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)가 필요합니다. 이는 Thunderbolt 3의 최소 요구 사항의 두 배입니다.
저장 장치 간에 매우 큰 파일을 자주 전송하는 경우 PCIe가 중요합니다.

2. 최대 4K 60Hz 모니터 2대 또는 8K 30Hz 모니터 1대 연결 가능 (Thunderbolt 3에서는 4K 모니터 1대만 가능)

3. 각 악세사리에 장착할 수 있는 Thunderbolt 포트 상한이 2개에서 4개로 증가

추가적으로 Thunderbolt 4는 케이블 길이가 2m에 달해도 40 Gbps 대역폭을 처리할 수 있습니다.
Thunderbolt 3 전체 대역폭을 처리하려면 케이블 길이가 0.7m 이하여야 했습니다.

한 마디로 표현하자면 Thunderbolt 4는 Thunderbolt 3에 비해 '엄격'하고 '안전'합니다.
성능의 뚜렷한 향상이 있는 것은 아니며 Thunderbolt 4는 이전 규격 대비 주로 호환성, 안정성 및 보안 사항을 개선했습니다.

Thunderbolt 4는 가장 진화한 규격인만큼 Thunderbolt 3을 비롯한 USB4, USB3의 규격을 모두 아우릅니다.
이 말은 Thunderbolt 4가 이전 세대의 Thunderbolt 및 USB 주변 장치와 완벽하게 호환된다는 의미입니다.
자세한 사항은 아래 표를 참고하시길 바랍니다.

표 출처 : Anker

일부 사람들은 Thunderbolt 4와 USB 4를 혼용하여 사용하기도 합니다.

USB4는 20 Gbps 또는 40 Gbps를 지원합니다.
하지만 USB4는 기기가 USB4 규격을 지원한다는 사실을 증명하기 위해 별도의 검증이나 인증을 받을 필요가 없습니다.
반대로 Thunderbolt 4 인증을 받으려면 포트가 40 Gbps를 지원해야 하며 엄격한 설계 검증, 테스트 및 인증을 통과해야 합니다.
물론 Intel® VT-D 기반 DMA 보호 기능도 당연히 Thunderbolt 4에만 지원됩니다.

하기 자료는 Thunderbolt 4 기술에 대해 Intel에서 제공하는 공식 자료입니다.

출처 : Intel

출처 : Intel

참고로 아직까지 Thunderbolt 4 Dock은 매우 고가에 형성되어 있습니다...

대표적인 TB4 Dock인 CalDigit TS4 Dock