USB 3.0 기기 USB 2.0 으로 사용하기 - USB 내부와 호환성

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USB 3.0기기를 2.0으로 사용하기!

안녕하세요!

우선 결론부터 말씀드리고 글을 적자면 천천히 아주 천천히 연결하면 2.0이 된다! 입니다. 이 아래서부턴 잡소리 및 원리 입니다.


<출처: Microsoft Surface Pro 7 지원 문서>

Surface Pro 시리즈에는 Pro 7 이후 제품을 제외한 6까지의 제품은 모두 USB 3.0 (정확히 따지면 파란색인 USB 3.2 Gen 1) 포트 1개만이 존재합니다. 부가적인 사용을 위해서는 Surface Dock 을 사용하거나 허브를 사용해야 합니다.


그래서 저는 사진과 같이 기가비트 이더넷 포트가 포함된 USB 3.0 허브를 사용 중 입니다. 하지만 이는 중국산 저가 허브이다보니 발열 관련 문제가 좀 있습니다.

하지만 이가 극에 달한것은 해킨토시에서 였습니다. 어떠한 문제인지 아직 원인을 잡지 못하였지만 USB 3.0으로 연결 시 윈도우나 안드로이드로 부팅 하였을 때 보다 훨씬 더 뜨거웠습니다.

처음에는 혹시 내가 모르는 사이에 지속적으로 읽기/쓰기 작업이 이루어지나?를 가정으로 택하고 삽질을 아무리 하여도 원인을 찾지 못하였습니다. 사실 이건 지금도 못찾았습니다.


그래서 택한 임시 방편으로 완전 싸구려 허브들의 경우 과열방지를 위해 USB 2.0 포트에 물리고 사용하고 계시는 분들이 많다는 글을 발견하였습니다. 하지만 서피스 프로에는 포트가 3.0 포트밖에 없다보니… 문뜩 생각난 것이

꽤 전에 카카오톡 #탭에서 보았던 글 중 이런글이 생각났습니다.

글을 정리하자면…해당 트위터의 글쓴이는 SSD를 구매하였고, 그것을 플레이스테이션4에 연결하여 포맷을 하려하여도 자꾸 포맷이 안된다는 것 이었습니다. 그리고 구글링을 한 결과 아주 빠르게 연결하면 3.0으로 인식되어 정상적으로 포맷이 되었다고 합니다.

이에 대하여 자세하게 찾아보진 않았지만 대략적인 원리는 아래와 같습니다.


<출처: Personal View 글 중>

저런 해프닝의 원리는 USB 2.0과 3.0 포트의 접점에서 나옵니다. 우리가 흔히 보는 단자 앞 부분은 USB 2.0과 공유하여 사용하는 공통 핀이 있고, 그보다 더 뒤쪽에 USB 3.0에서만 사용되는 추가 핀이 존재 합니다.

이로인해 USB BUS컨트롤러는 USB 2.0이 인식되고 정해진 시간동안 3.0이 연결되는 것을 기다리고, 그 시간 사이에 3.0 핀이 연결된다면 3.0으로 인식 시킨다고 합니다. 그리고 그 정해진 시간 값은 운영체제의 구성에 의해 설정되는 값이고 소니의 PlayStation 4 System Software라 불리는 OS는 이를 무척 짧게 설정하여 평범하게 연결하면 어? 기다렸는데도 3.0 핀이 인식이 안되네~로 생각하고 2.0으로 인식되어 그렇다는 것 이었습니다.

사실 누군가에게 플레이스테이션에서 USB를 아주 빠르게 꽂으면 포맷이 안되던게 된데! 라고 단순하게 말한다면 대부분의 사람들은 그 안되는거 몇대 주먹으로 때리면 다 고쳐져 쯔음으로 듣고 넘길 듯 합니다.

저도 글 하단 USB 내부 구조를 보면서 아 그럴 수 있겠네~ 하고 그냥 대수롭지 않게 넘겼던 대목인데… 실제로 무척 천천히 연결하니 2.0으로 인식되어 발열이 해소되었습니다…


우선 일부 USB의 경우 이미 2.0 인식이 되어있는 상태에서 USB 3.2 Gen 1을 지원하는 제 Sandisk Ultra Flair USB를 연결하여 확인하였습니다. 이런 상태에서 인내심이 바닥날 정도로 대략 5~7초에 걸쳐서 천천히 USB 포트에 삽입시 아래와 같은 결과가 나옵니다.


그러자 위 사진 처러 USB 2.0 허브 내에서 2.0으로 인식 된 것을 확인 하였습니다. 그와 동시에 발열이 해소되었습니다.

같은 USB 규격의 경우 호환성 유지를 위해서 인지 같은 핀 배열을 사용하며, 필요한 단자에만 실제로 연결되어 사용하는 것을 자주 보긴 했지만 우리가 예전에 흔히 쓰던 Type-A의 경우 그 단자가 4개 뿐입니다. 이 4개의 핀은 USB 3.0의 데이터 통신선인 4~8개를 구현도 못할 뿐더러 레이아웃 재배치를 할 경우 2.0 호스트와 호환성 문제가 발생하게 됩니다. 이로 인해 추가적인 데이터 선을 USB 2.0 포트 뒤쪽에 배치하고, USB 2.0 호스트에 연결될 경우 앞쪽 4개의 기존 핀을 이용해 데이터를 통신 하는 것 같습니다.

무척 신기하고 공학적인 설계 구조 이었습니다.