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썬더볼트(ThunderBolt) 인터페이스는 인텔에 의해서 개발된 인터페이스의 일종로, 컴퓨터와 주변 기기를 연결하는 데 이용되는 입출력 인터페이스 규격 중 하나이다. 전기 신호를 이용한 인터페이스와 달리 광(光)케이블을 이용해서 빛신호를 이용해서 데이터를 주고 받는 것이 최대 특징이다.
썬더볼트 인터페이스는 이론상 최대 100Gbit/s의 속도를 낼 것으로 계획되었으나, 개발 중 단가 및 광케이블의 전력 전달 문제 등이 맞물려서 광케이블 방식 대신 구리선을 이용한 데이터 전송 방식으로 변경이되어 10Gbit/s의 속도를 지원하는 형태로 초안이 발표되었다. 현재 이 규격이 상용화되어 사용중에 있으며, 후속 규격을 통해서 2020년까지 초기 목표치였던 최대 100Gbit/s의 대역폭이 가능할 것으로 전망하고 있다.
썬더볼트 인터페이스는 2009년부터 개발이 시작되었으며, 2010년 IDF에서 실 제품의 프로토타입을 선보였다. 이후 2011년 2월 24일 애플과 공동 발표를 통해 실 제품이 시장에 선보였으며, 곧바로 애플의 맥북 프로에 처음 장착되어 상용화를 이루었다. 현재까지는 주로 애플에서만 채택해 사용하고 있다.
1. 특징 ✎ ⊖
1.1. 통합 포트 ✎ ⊖
썬더볼트는 SCSI, SATA, USB, IEEE1394, PCI-Express, HDMI 인터페이스를 통합하여 대체하는 것을 목표로 개발된 인터페이스로, 컴퓨터에 장착되어있는 수많은 입출력 포트(port)의 개수를 줄이기 위해서 통합이 필요하다는 전제에서 개발이 시작되었다.
예전에도 USB와 같은 인터페이스를 통해서 다양한 종류의 인터페이스를 성공적으로 대체한 경우가 있기는 하지만, 시대가 변하면서 각 인터페이스가 사용하는 대역폭이 증가하여 USB 방식으로는 한계에 도달하였다는 시각이 확대되었다. eSATA, PCI-Express, 디스플레이포트 등의 각종 현세대 하이엔드급 인터페이스가 지원하는 대역폭을 포함하면서 동시에 양방향성 데이터 통신을 통해 데이터를 주고받을 수 있는 규격으로 만들어진 것이 썬더볼트의 특징이다.
기본적으로 썬더볼트는 PCI-Express 규격의 데이터 버스와 디스플레이포트 규격의 두 프로토콜을 동시에 지원한다. 이를 통해서 썬더볼트 케이블로 연결된 장치는 영상데이터를 디스플레이포트 규격으로 전송이 가능하며 동시에 PCI-Express규격의 확장 인터페이스로 상호 연결된 상태가 되어 다양한 장치를 연결해 사용할 수 있다.
다시 말하면 연결된 장치에 PCI-Express 인터페이스를 사용하는 다양한 장비들, 예를 들어 PCI-Express 인터페이스를 사용하는 기가비트 이더넷 컨트롤러나 USB 3.0, IEEE1394B 컨트롤러, SATA 및 eSATA 컨트롤러 등을 이용해 각종 인터페이스를 지원할 수 있게 되기 때문에 사실상의 인터페이스 통합을 할 수 있다는 것이 특징이다.
예전에도 USB와 같은 인터페이스를 통해서 다양한 종류의 인터페이스를 성공적으로 대체한 경우가 있기는 하지만, 시대가 변하면서 각 인터페이스가 사용하는 대역폭이 증가하여 USB 방식으로는 한계에 도달하였다는 시각이 확대되었다. eSATA, PCI-Express, 디스플레이포트 등의 각종 현세대 하이엔드급 인터페이스가 지원하는 대역폭을 포함하면서 동시에 양방향성 데이터 통신을 통해 데이터를 주고받을 수 있는 규격으로 만들어진 것이 썬더볼트의 특징이다.
기본적으로 썬더볼트는 PCI-Express 규격의 데이터 버스와 디스플레이포트 규격의 두 프로토콜을 동시에 지원한다. 이를 통해서 썬더볼트 케이블로 연결된 장치는 영상데이터를 디스플레이포트 규격으로 전송이 가능하며 동시에 PCI-Express규격의 확장 인터페이스로 상호 연결된 상태가 되어 다양한 장치를 연결해 사용할 수 있다.
다시 말하면 연결된 장치에 PCI-Express 인터페이스를 사용하는 다양한 장비들, 예를 들어 PCI-Express 인터페이스를 사용하는 기가비트 이더넷 컨트롤러나 USB 3.0, IEEE1394B 컨트롤러, SATA 및 eSATA 컨트롤러 등을 이용해 각종 인터페이스를 지원할 수 있게 되기 때문에 사실상의 인터페이스 통합을 할 수 있다는 것이 특징이다.
1.2. 연결 커넥터 ✎ ⊖
원래 썬더볼트 인터페이스는 광케이블을 사용할 계획이었으나, 포트 및 인터페이스 케이블 가격을 비롯해서 배포시에 발생할 다양한 문제를 감안해서 결국 구리케이블을 사용하는 형태로 변경되었다.
이러한 특성 때문에 인텔은 가격 경쟁력이 있으면서 널리 사용될 미래지향적 인터페이스를 선택하게 되었다. 여기서 선택된 것이 애플에서 소형화시킨 미니 디스플레이포트 규격이다. 미니 디스플레이포트 규격은 디스플레이포트 규격의 케이블을 소형화 시킨 것으로, 이 케이블을 썬더볼트 규격이 아닌 미니 디스플레이포트 출력단자에 연결할 경우에는 영상만을 출력시키는 것이 가능하지만, 썬더볼트 인터페이스간에 연결하면 모니터에 출력해야하는 디스플레이 데이터를 전달하면서 동시에 PCI-Express로 상호 연결이 되는 효과를 기대할 수 있게 된다.
이러한 특성 때문에 인텔은 가격 경쟁력이 있으면서 널리 사용될 미래지향적 인터페이스를 선택하게 되었다. 여기서 선택된 것이 애플에서 소형화시킨 미니 디스플레이포트 규격이다. 미니 디스플레이포트 규격은 디스플레이포트 규격의 케이블을 소형화 시킨 것으로, 이 케이블을 썬더볼트 규격이 아닌 미니 디스플레이포트 출력단자에 연결할 경우에는 영상만을 출력시키는 것이 가능하지만, 썬더볼트 인터페이스간에 연결하면 모니터에 출력해야하는 디스플레이 데이터를 전달하면서 동시에 PCI-Express로 상호 연결이 되는 효과를 기대할 수 있게 된다.
1.3. 미디어 출력 ✎ ⊖
위에서 언급한 바와 같이 썬더볼트는 기본적으로 미니 디스플레이포트 케이블을 이용하며, 출력 규격 또한 디스플레이포트의 프로토콜을 사용한다. 때문에 해상도 및 전송되는 영상, 음성 데이터는 디스플레이포트에서 지원하는 규격과 정확하게 동일하다.
그리고 전송되는 데이터 규격 등이 디스플레이포트의 그것을 그대로 사용하기 때문에, 디스플레이포트 듀얼모드에서 지원하는 호환되는 출력 매체, HDMI, DVI 또한 그대로 출력이 가능하다.
그리고 전송되는 데이터 규격 등이 디스플레이포트의 그것을 그대로 사용하기 때문에, 디스플레이포트 듀얼모드에서 지원하는 호환되는 출력 매체, HDMI, DVI 또한 그대로 출력이 가능하다.
1.4. 분할 연결 ✎ ⊖
썬더볼트 인터페이스는 USB 및 IEEE1394 방식과 유사하게 허브 방식과 데이지 체인 연결 방식을 모두 지원하고 있다. 이를 통해서 다수의 장비를 상호 연결하는 것이 가능하다.
다른 인터페이스와 마찬가지로 전체 대역 자체는 한정이 있지만, 썬더볼트는 현재도 10Gbit/s의 충분한 대역을 보장하고 있기 때문에 다른 인터페이스에 비해서 좀 더 여유로운 장치 연결을 보장받을 수 있는 것이 특징이다.
다른 인터페이스와 마찬가지로 전체 대역 자체는 한정이 있지만, 썬더볼트는 현재도 10Gbit/s의 충분한 대역을 보장하고 있기 때문에 다른 인터페이스에 비해서 좀 더 여유로운 장치 연결을 보장받을 수 있는 것이 특징이다.
2. 문제점 ✎ ⊖
2.1. 보안 ✎ ⊖
썬더볼트는 앞서 이야기한바와 같이 PCI-Express 버스를 사용한다. 때문에 시스템의 최저 레벨에 근접한 접근을 가능하게 하는 문제를 가지고 있다. PCI 계열의 시스템 내부에 연결되는 인터페이스는 속도와 효율을 위해서 메모리에 직접 접근 가능하기 때문에 PCI-Express기반의 휴대용 장비로 확장 가능한 썬더볼트는 보안적인 문제를 가지게 될 확률이 적지 않다. 이러한 문제는 비단 썬더볼트 뿐만 아니라 이전에도 있어왔던 문제로, PCMCIA, ExpressCard, IEEE1394 인터페이스에서도 논란이 되었던 DMA 공격문제이다.
인텔은 이러한 문제를 해결하기 위해서 네할렘 아키텍쳐 이후로 내장된 VT-d 명령을 통해서 AMD가 주창한 IOMMU를 구현, 가상 메모리 주소를 이용함으로서 직접적 메모리 접근을 방지하여 보안 문제를 해결하고 있다.
인텔은 이러한 문제를 해결하기 위해서 네할렘 아키텍쳐 이후로 내장된 VT-d 명령을 통해서 AMD가 주창한 IOMMU를 구현, 가상 메모리 주소를 이용함으로서 직접적 메모리 접근을 방지하여 보안 문제를 해결하고 있다.
