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작성자: Jacob Mehnert

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HDMI 케이블

고화질 멀티미디어 인터페이스(HDMI)는 2002년에 도입된 독자적인 오디오/비디오 인터페이스 표준으로, 비압축 디지털 비디오와 압축 또는 비압축 디지털 오디오를 하나의 케이블로 전송합니다.

이 기술은 아날로그 연결을 대체하고 기기 간 호환성을 보장하기 위해 필립스, 소니, 파나소닉, 도시바 등 여러 주요 전자 기업이 공동으로 개발했습니다. HDMI는 TV, 모니터, 프로젝터, 블루레이/DVD 플레이어, 게임기, 스트리밍 박스, 사운드바, 노트북 등 가전제품 전반에 걸쳐 어디서나 볼 수 있으며 자동차 및 상업용 시스템에도 등장했습니다.

기존 아날로그 커넥터와 달리 HDMI는 완전한 디지털 방식이며 싱글 링크 DVI와 역호환됩니다. 더 많은 기능을 추가한 새로운 HDMI 버전이 출시되었음에도 HDMI는 여전히 동일한 19핀 인터페이스와 기본적인 케이블 구성을 유지하고 있습니다. 2021년 기준으로 전 세계적으로 약 100억 개의 HDMI 호환 기기가 출하되었습니다.

2002년 12월 9일에 출시된 HDMI 1.0은 단일 케이블 디지털 오디오/비디오 커넥터 인터페이스입니다. DVI 링크 아키텍처를 사용하여 비디오를 동일한 형식으로 전송하지만, 블랭킹 간격 동안 오디오 및 기타 보조 데이터를 추가합니다.

HDMI 1.0은 DVI와 유사하게 링크당 4.95 Gbit/s의 대역폭을 제공하는 최대 165 MHz의 TMDS 클럭을 지원합니다. 이 표준은 타입-A와 타입-B의 두 가지 커넥터를 정의하며, 핀 배열은 각각 싱글 링크 DVI-D 및 듀얼 링크 DVI-D 커넥터를 기반으로 합니다. 다만 타입-B 커넥터는 상용 제품에 사용된 적이 없습니다.

HDMI 1.0은 비디오 전송을 위해 TMDS 인코딩을 사용하여 3.96 Gbit/s의 비디오 대역폭(초당 60프레임으로 1920×1080 또는 1920×1200 표시 가능)과 192 kHz/24비트 해상도의 8채널 LPCM 오디오를 제공합니다. HDMI 1.0은 RGB 비디오 지원을 필수로 하며, Y′CBCR 4:4:4 및 4:2:2에 대한 선택적 지원을 포함합니다(기기가 다른 인터페이스에서 Y′CBCR을 지원하는 경우 필수). 4:2:2 서브샘플링을 사용할 때 10 bpc(픽셀당 30비트) 또는 12 bpc(픽셀당 36비트)의 색 심도가 허용되지만, RGB 또는 Y′CBCR 4:4:4를 사용할 때는 8 bpc(픽셀당 24비트)의 색 심도만 허용됩니다.

HDMI 1.0은 EIA/CEA-861-B에 정의된 모든 형식을 포함하여 특정 사전 정의된 비디오 형식만 지원하며, HDMI 사양 자체에 나열된 몇 가지 추가 형식도 지원합니다. 또한 모든 HDMI 소스/싱크는 기본 싱글 링크 DVI 비디오를 송신/수신할 수 있어야 하며 DVI 사양을 완벽하게 준수해야 합니다.

2004년 5월 20일에 출시된 HDMI 1.1은 DVD-오디오에 대한 지원을 추가했습니다. 그 외의 중대한 업그레이드는 없었습니다.

2005년 8월 8일에 출시된 HDMI 1.2는 최대 8채널을 지원할 수 있는 슈퍼 오디오 CD와 유사한 원 비트 오디오 옵션을 도입했습니다. PC 기기와의 호환성을 강화하기 위해 버전 1.2는 명시적으로 지원되는 형식에 대한 요구 사항을 완화했습니다. 이를 통해 제조업체는 사전에 정의된 지원 형식 목록에 제한되지 않고 임의의 해상도와 주사율을 허용하는 공급업체별 형식을 만들 수 있게 되었습니다.

또한 HDMI 1.2는 100 Hz 및 120 Hz에서의 720p를 포함한 여러 새로운 형식에 대한 명시적 지원을 추가했습니다. 또한 픽셀 형식 지원 요구 사항을 완화하여 기본 RGB 출력만 있는 소스(PC 소스)가 Y′CBCR 출력을 지원할 필요를 없앴습니다.

HDMI 1.2a는 2005년 12월 14일에 출시되었으며 소비자 가전 제어(CEC) 기능, 명령어 세트 및 CEC 규정 준수 테스트를 완벽하게 명시합니다.

2006년 6월 22일에 출시된 HDMI 1.3은 최대 TMDS 클럭을 340 MHz로 강화하여 8.16 Gbit/s의 비디오 대역폭을 구현했습니다. 이 대역폭은 144 Hz에서 1920×1080 해상도나 75 Hz에서 2560×1440 해상도를 구현하기에 충분합니다. 이전 버전과 마찬가지로 HDMI 1.3은 TMDS 인코딩을 사용합니다. 이 버전은 픽셀당 30, 36, 48비트의 딥 컬러로 알려진 10 bpc, 12 bpc 및 16 bpc 색 심도 지원을 도입했습니다. 또한 지원되는 색 공간을 확장하여 이전 버전에서 지원하던 ITU-R BT.601 및 BT.709 색 공간 외에 xvYCC 색 공간을 포함하게 되었습니다.

HDMI 1.3은 색 영역 경계를 정의하는 메타데이터를 전송하는 기능을 도입했습니다. 또한 외부 AV 리시버에서 디코딩할 수 있도록 Dolby TrueHD 및 DTS-HD 마스터 오디오 스트림 출력을 선택적으로 허용합니다. 추가로 HDMI 1.3은 자동 오디오 동기화(오디오 비디오 싱크) 기능을 통합했습니다. 카테고리 1 케이블은 74.25 MHz까지, 카테고리 2 케이블은 340 MHz까지 테스트되도록 케이블 카테고리 1과 2를 정의했습니다. 또한 HDMI 1.3은 휴대용 기기를 위한 새로운 HDMI 타입 C “미니” 커넥터를 도입했습니다.

HDMI 1.3a는 2006년 11월 10일에 출시되었으며, HDMI 타입 C를 위한 케이블 및 싱크 수정 사항, 소스 종단 권장 사항을 도입하고 언더슈트 및 최대 상승/하강 시간 제한을 제거했습니다. 또한 CEC 커패시턴스 제한을 조정하고 오디오 제어 명령을 포함하는 타이머 제어용 CEC 명령을 재도입했습니다. HDMI 1.3a는 비압축 원본 DSD 대신 비트스트림 DST 형식으로 SACD를 스트리밍할 수 있는 선택적 기능을 도입했습니다. HDMI 1.3a를 무료로 다운로드하려면 등록이 필요합니다.

2009년 6월 5일에 출시된 HDMI 1.4는 2009년 2분기 이후에 시장에 처음 선보였습니다. 이전 버전의 대역폭을 유지하면서 24 Hz에서 4096×2160, 24/25/30 Hz에서 3840×2160에 대한 표준화된 타이밍을 도입했으며 CTA-861 타이밍을 사용하는 120 Hz에서 1920×1080에 대한 명시적 지원을 추가했습니다. HDMI 1.4는 또한 HDMI 연결된 두 기기 간에 100 Mbit/s 이더넷 연결을 가능하게 하여 인터넷 연결을 공유할 수 있도록 하는 HDMI 이더넷 채널(HEC)을 도입했습니다.

또한 오디오 리턴 채널(ARC), HDMI 3D, 새로운 마이크로 HDMI 커넥터, sYCC601, Adobe RGB, Adobe YCC601을 포함한 확장된 색 공간 세트 및 자동차 연결 시스템을 도입했습니다. HDMI 1.4는 또한 필드 얼터너티브(인터레이스), 프레임 패킹(전체 해상도 상하 형식), 라인 얼터너티브 풀, 사이드-바이-사이드 하프, 사이드-바이-사이드 풀, 2D + 깊이, 2D + 깊이 + 그래픽 + 그래픽 깊이(WOWvx)를 포함한 여러 입체 3D 형식을 정의했습니다.

HDMI 1.4는 3D 디스플레이가 720p50 및 1080p24 또는 720p60 및 1080p24에서 프레임 패킹 3D 형식을 구현하도록 의무화합니다. HDMI 1.3에 정의된 고속 HDMI 케이블은 HDMI 1.4에서 정의된 이더넷을 지원하는 새로운 고속 HDMI 케이블이 필요한 HDMI 이더넷 채널을 제외한 모든 HDMI 1.4 기능과 함께 작동합니다.

HDMI 1.4a는 2010년 3월 4일에 출시되었으며 방송 콘텐츠를 위한 두 가지 필수 3D 형식을 도입했습니다. 그러나 이러한 형식의 구현은 3D 방송 시장이 방향을 제시할 때까지 지연되었습니다. HDMI 1.4a는 방송, 게임 및 영화 콘텐츠에 대한 필수 3D 형식을 정의했습니다. 3D 디스플레이가 720p50 및 1080p24 또는 720p60 및 1080p24에서 프레임 패킹 3D 형식을, 1080i50 또는 1080i60에서 사이드-바이-사이드 수평 형식을, 720p50 및 1080p24 또는 720p60 및 1080p24에서 상하 형식을 구현하도록 요구합니다.

HDMI 1.4b는 2011년 10월 11일에 출시되었으며 1.4a 문서에 대한 사소한 설명만 포함되어 있습니다. 이는 HDMI LA가 책임졌던 표준의 마지막 버전이었습니다. HDMI 사양의 이후 모든 버전은 2011년 10월 25일에 설립된 HDMI 포럼에서 제작했습니다.

일부 제조업체에서 HDMI UHD로도 부르는 HDMI 2.0은 2013년 9월 4일에 출시되었습니다.

HDMI 2.0은 최대 대역폭을 18.0 Gbit/s로 강화합니다. 비디오 전송을 위해 이전 버전에서 사용된 TMDS 인코딩을 유지하여 14.4 Gbit/s의 최대 비디오 대역폭을 허용하지만, HDMI 2.0은 픽셀당 24비트 색 심도로 초당 60프레임의 4K 비디오 전송을 가능하게 합니다.

또한 HDMI 2.0은 Rec. 2020 색 공간, 최대 32개의 오디오 채널, 최대 1536 kHz의 오디오 샘플 주파수, 동일한 화면에서 여러 사용자를 위한 듀얼 비디오 스트림, 최대 4개의 오디오 스트림, 4:2:0 크로마 서브샘플링, 초당 25프레임 3D 형식, 21:9 화면 비율 지원, 비디오 및 오디오 스트림의 동적 동기화, HE-AAC 및 DRA 오디오 표준, 개선된 3D 기능 및 추가적인 CEC 기능을 지원합니다.

HDMI 2.0a는 2015년 4월 8일에 출시되었으며 정적 메타데이터를 사용하는 하이 다이내믹 레인지(HDR) 비디오에 대한 지원을 도입했습니다.

HDMI 2.0b는 2016년 3월에 출시되었으며 초기에 CTA-861.3 사양에 명시된 대로 HDMI 2.0a와 동일한 HDR10 표준을 지원했습니다. 그러나 2016년 12월, CTA-861-G 사양을 통해 HDMI 2.0b에 HDR 비디오 전송 지원이 추가되었으며, 이는 정적 메타데이터 시그널링을 확장하여 HLG(Hybrid Log–Gamma)를 포함하게 되었습니다.

HDMI 포럼에서 2017년 1월 4일에 공식 발표한 HDMI 2.1은 2017년 11월 28일에 출시되었습니다. 이 버전은 4K 120 Hz 및 8K 60 Hz를 포함하여 더 높은 해상도와 주사율에 대한 지원을 도입합니다. 또한 HDMI 2.1은 울트라 하이 스피드(Ultra High Speed)라는 새로운 HDMI 케이블 카테고리를 도입하여 이러한 형식에 필요한 새로운 고속 데이터 전송이 가능한 케이블을 인증합니다. 울트라 하이 스피드 HDMI 케이블은 이전 HDMI 기기와 역호환되며, 이전 케이블도 새로운 HDMI 2.1 기기와 호환됩니다. 그러나 전체 48 Gbit/s 대역폭은 새로운 케이블에서만 지원됩니다.

일부 시스템은 HDMI 포럼의 오픈 소스 구현(예: 리눅스 오픈 소스 드라이버) 사용 제한으로 인해 HDMI 2.1을 활용하지 못할 수 있습니다. 결과적으로 이러한 시스템 사용자는 높은 해상도와 속도를 이용하기 위해 디스플레이포트(DisplayPort)를 사용해야 할 수도 있습니다.

4K 60 Hz 8 bpc RGB, 4K 60 Hz 10 bpc (HDR), 4K 120 Hz 및 8K 60 Hz와 같이 18.0 Gbit/s 이상의 대역폭을 요구하는 비디오 형식은 새로운 “울트라 하이 스피드” 또는 “이더넷을 지원하는 울트라 하이 스피드” 케이블 사용이 필요할 수 있습니다. 특히 HDMI 2.1의 다른 새로운 기능은 기존 HDMI 케이블과 호환됩니다.

최대 대역폭의 증가는 데이터 채널의 비트 전송률을 높이고 채널 수를 확장하여 달성됩니다. 이전 HDMI 버전은 3개의 데이터 채널을 사용했으며, 각 채널은 HDMI 2.0에서 최대 6.0 Gbit/s, HDMI 1.4에서 최대 3.4 Gbit/s로 작동할 수 있었습니다. 또한 데이터 채널 속도의 일부분으로 작동하는 TMDS 클럭 신호를 전송하기 위해 추가 채널이 할당되었습니다. 3.4 Gbit/s까지의 신호 전송 속도에서 TMDS 클럭 신호는 데이터 채널 속도의 1/10로 작동(최대 340 MHz)하며, 3.4~6.0 Gbit/s의 속도에서는 1/40 속도로 작동(최대 150 MHz)합니다.

HDMI 2.1은 데이터 채널의 신호 전송 속도를 12 Gbit/s로 두 배 증가시킵니다. 데이터 구조는 임베디드 클럭 신호가 있는 새로운 패킷 기반 형식을 채택하도록 수정되어 이전에 전용으로 사용되던 TMDS 클럭 채널을 네 번째 데이터 채널로 활용할 수 있게 되었습니다. 결과적으로 이 채널의 신호 전송 속도 또한 12 Gbit/s로 증가합니다. 이러한 변화로 전체 대역폭은 18.0 Gbit/s(3 × 6.0 Gbit/s)에서 48.0 Gbit/s(4 × 12.0 Gbit/s)로 크게 향상되었으며, 이는 대역폭의 2.66배 증가를 나타냅니다.

데이터는 16b/18b 인코딩 방식을 채택하여 보다 효율적으로 전송됩니다. 이 방식은 이전 버전에서 사용된 DC 밸런싱 방식(80% 대비 88.8%)보다 대역폭의 더 큰 부분을 데이터 전송에 할당합니다. 여기에 2.66배의 대역폭 증가가 더해져 HDMI 2.1의 최대 데이터 전송률은 14.4 Gbit/s에서 42.6 Gbit/s로 상승합니다. FEC와 관련된 오버헤드를 제외하면 사용 가능한 데이터 전송률은 약 42.0 Gbit/s로, 이는 HDMI 2.0 데이터 전송률의 약 2.92배에 해당합니다.

HDMI 2.1은 48 Gbit/s의 대역폭을 제공하며, 이는 8K 해상도를 초당 약 50프레임(fps)으로 표시하기에 충분합니다. 이 해상도는 8비트 색 심도(bpc) RGB 또는 Y′CBCR 4:4:4 색 공간에서 달성할 수 있습니다. HDMI 2.1은 더 높은 형식을 허용하는 디스플레이 스트림 압축(DSC)을 지원합니다. DSC를 사용하면 HDMI 2.1은 8-bpc RGB/4:4:4 색 공간에서 120 fps의 8K 해상도(7680×4320) 또는 100 fps의 10K 해상도(10240×4320)를 지원할 수 있습니다. 또한 DSC와 Y′CBCR 크로마 서브샘플링(4:2:2 또는 4:2:0)을 결합하면 지원되는 형식을 더욱 확장할 수 있습니다.

HDMI 2.1a는 2022년 2월 15일에 출시되었으며 소스 기반 톤 매핑(SBTM)에 대한 지원을 도입했습니다. HDMI 2.1b는 이후 2023년 8월 10일에 출시되었습니다.

2025년 1월 6일에 발표된 HDMI 2.2는 2025년 상반기에 출시될 예정입니다. 이 버전은 최대 96 Gbit/s의 비트 전송률을 도입하며 오디오 및 비디오 동기화를 개선하기 위해 지연 표시 프로토콜(LIP)을 지원합니다.

TMDS 데이터2+
TMDS 데이터2 실드
TMDS 데이터2−
TMDS 데이터1+
TMDS 데이터1 실드
TMDS 데이터1−
TMDS 데이터0+
TMDS 데이터0 실드
TMDS 데이터0−
TMDS 클럭+
TMDS 클럭 실드
TMDS 클럭−
소비자 가전 제어(CEC)
예약됨 (HDMI 1.0–1.3a)
- 유틸리티/HEAC+ (HDMI 1.4+
- 선택 사항
- HDMI 이더넷 채널(HEC)
- 오디오 리턴 채널(ARC))
SCL (DDC용 I²C 직렬 클럭)
SDA (DDC용 I²C 직렬 데이터)
접지 (DDC, CEC, ARC 및 HEC용)
+5 V (최대 50 mA)
핫 플러그 감지 (모든 버전)
- HEAC− (HDMI 1.4+, 선택 사항, HDMI 이더넷 채널 및 오디오 리턴 채널)

커넥터	이름	크기	핀 수	사용 사례
타입-A	표준 HDMI	13.9 mm x 4.45 mm	19핀	TV, 모니터, 게임기, PC
타입-C	미니 HDMI	10.42 mm x 2.42 mm	19핀 (단, 차동 쌍의 모든 양수 신호가 해당 실드와 교체됨)	DSLR 카메라, 캠코더, 태블릿
타입-D	HDMI 마이크로	5.83 mm x 2.20	19핀 (타입-A와 다른 핀 배열)	스마트폰, 콤팩트 카메라
타입-E	자동차 HDMI	13.9 mm x 4.45 mm (잠금 탭 및 방습 셸 포함)	19핀	차량용 엔터테인먼트 시스템

핫 플러그 지원: 예
외부: 예
오디오 신호:
- LPCM
- Dolby Digital
- DTS
- DVD-오디오
- Dolby Digital Plus
- Dolby TrueHD
- DTS-HD 고해상도 오디오
- DTS-HD 마스터 오디오
- MPCM
- DSD
- DST
- Dolby Atmos
- DTS:X
비디오 신호: 사용 가능한 대역폭에 따라 제한됨