최신 초고화질(UHD, Ultra-High Definition) 비디오 표준으로 부상하고 있는 8K는 4K보다 4배 더 높은 해상도와 풀 HD보다 16배 더 높은 해상도를 제공한다(그림 1). 처음에는 과도한 표준이라는 인식도 있었지만, 8K 비디오는 전문 미디어의 주목을 받으며, 컨수머 애플리케이션까지 확장하고 있다. 이 글은 8K 비디오 채택의 원동력과 8K 콘텐츠를 연결, 프로세싱, 압축해야 하는 기술적 과제들, 그리고 이를 위한 가용 솔루션에 대해 살펴보고자 한다. 


글: 롭 그린(Rob Green),
AMD 프로 AV/방송/컨슈머 부문 수석 매니저

8K 비디오를 채택하는 주요 이유 중 하나는 특히 전문 미디어 산업에서 고품질 비디오 콘텐츠에 대한 수요가 증가하고 있기 때문이다. 이미징 및 센서 기술이 계속 발전함에 따라 카메라는 이전보다 훨씬 더 많은 세부 정보까지 포착할 수 있게 되었다.

8K 해상도(또는 그 이상)는 이제 고급 방송 카메라 및 영화 카메라에 일반적으로 사용되고 있으며, 특히 시청자들이 현장의 모든 세부 장면까지 보고 싶어하는 스포츠 방송과 같은 애플리케이션에 유용하게 활용되고 있다. 디테일을 유지하면서도 확대할 수 있는 이러한 고해상 기능은 스포츠와 영화 제작에 큰 이점을 제공한다.

실제로 오늘날 비디오 카메라를 구매하는 대부분의 전문가들은 8K 이상의 모델을 선택하고 있으며, 이는 비디오 제작자들이 8K로 작품을 편집하고, 전환하여 디스플레이하고자 하기 때문이다. 또한 경기장이나 박물관, 상업 시설과 같은 공공 시설의 대형 디스플레이 및 비디오 월에서도 8K의 이점을 누릴 수 있다. 

반면 컨수머 분야의 8K 채택은 아직 저조한 상태이다. 옴디아(Omdia)에 따르면, 연간 판매되는 2억대 이상의 TV 중 8K 지원 TV의 연간 출하량은 50만대 미만인 것으로 나타났다. 역사적으로 소비자들은 적정 가격에 도달할 때까지 HD(720p), 풀 HD(1080p) 또는 4K로 전환하지 않았다. 4K가 시장을 장악한 결정적인 이유는 패널 제조사들이 전 세계 55인치 이상의 패널에 4K를 100% 탑재했기 때문이다.

 
따라서 구매할 수 있는 55인치 1080p 스크린이 사라져 버린 것이다. 8K에서는 아직 이런 일이 일어나지 않았지만, TV 제조사들이 더 큰 포맷의 획기적인 제품을 생산하게 된다면, 8K 도입도 본격화될 것이다.

거실에서 2미터 높이의 스크린으로 축구 경기나 영화를 볼 수 있게 된다면, 진정한 8K 시대가 도래하게 될 것이다. 반면 매일 수백만 명이 이용하는 스마트폰 카메라는 현재 8K로 콘텐츠를 촬영하고, 업로드할 수 있게 되었다.

표준 요건의 증가

8K의 미래는 밝지만, 광범위한 채택을 저해할 수 있는 단점도 있다. 한 가지 우려사항은 8K가 저해상도 비디오 포맷보다 훨씬 더 많은 대역폭과 저장 공간을 필요로 한다는 것이다. 대용량 8K 파일을 저장하고, 전송하기 위해서는 비용과 시간이 많이 소요될 수 있으며, 이는 콘텐츠 제작자 및 배포자에게 어려운 과제가 될 수 있다.

이로 인해 대역폭과 저장 공간을 줄일 수 있는 압축 코덱이 다양하게 활용되고 있다. 보다 고품질의 비디오 경험을 지원하기 위해 더 많은 콘텐츠 생성, 제작 및 배포 워크플로우 단계에서 메자닌을 비롯해 JPEG XS 또는 HTJ2K와 같은 경량의 코덱이나 RAW 코덱, 또는 H.264/AVC, H.265/HEVC, AV1과 같은 고압축 코덱 등의 압축 기술이 사용되고 있다. 또는 기존 스케일링 기술 대신 비디오 컨텍스트/콘텐츠 인식 기법을 통해 HD 또는 4K 콘텐츠를 8K로 업스케일하여 결과를 획기적으로 개선할 수 있는 AI/ML 기반 ‘초고해상도’ 업스케일링을 사용하는 경우도 있다. 

새로운 비디오 기술로의 전환

FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 적응형 컴퓨팅(Adaptive Computing) 솔루션은 아날로그에서 디지털 비디오, SD에서 HD, 그리고 최근의 4K에 이르기까지 오랫동안 새로운 비디오 기술로의 전환을 이끌어 왔다.

AMD의 울트라스케일+(UltraScale+™) 제품군과 버설(Versal™) 적응형 SoC와 같은 디바이스는 8K 비디오의 라우팅, 스위칭, 프로세싱, 스트리밍 및 프레젠테이션을 비롯해 연결, 비디오 프로세싱 및 코덱 등을 통합할 수 있는 유연하고 재프로그래밍이 가능한 플랫폼을 제공한다. 이러한 플랫폼은 여러 채널의 HD 및 4K를 처리할 수 있는 것은 물론, 기업들이 전환하고자 하는 시점에 8K 하드웨어로도 사용할 수 있다. 

8K 비디오 전송에 따른 막대한 비용과 저장공간에 대한 요구사항 외에도, 기업들은 8K 대역폭 병목현상에 대한 해결책도 찾아야 한다. 모든 디스플레이 시스템은 콘텐츠 스트리밍과 게임 플레이, 고품질 이미지 디스플레이에 필요한 데이터를 전송하기 위해 필수적으로 AV 인터페이스가 필요하다.




일반 소비자들은 변화를 눈치채기 어렵겠지만, 이러한 인터페이스 또한 최신 디스플레이 표준에 대응하기 위해 지속적으로 발전해 왔다. 4K에서 8K(그 이상)로 넘어가면서 시스템은 이전보다 더 많은 데이터를 처리해야 하며, 이를 지원하기 위한 표준 또한 진화하고 있다. 

3,300만 픽셀의 8K 기술은 이전보다 훨씬 더 선명하고, 보다 세밀한 이미지를 제공할 수 있지만, 필요한 대역폭 요건이 크게 증가한다. 예를 들어, 4K HDR 스트리밍은 약 9Gbps가 필요하지만, 동일한 품질의 8K 스트리밍에는 거의 36Gbps가 필요하다. 이로 인해 커넥티비티에 매우 큰 부담을 줄 수 있다. 더구나 이러한 엄청난 양의 데이터를 처리할 수 있는 인터페이스는 아직 존재하지 않는다. 최신 비디오 포맷(4K120 및 8K60 등)을 지원할 수 있는 연결 옵션의 발전 또한 매우 중요한 과제이다.

8K 지원 커넥티비티

HDMI™(High-Definition Multimedia Interface)는 오랫동안 AV 기기 연결 표준으로 사용되어 왔으며, 8K 콘텐츠 수요가 증가함에 따라 이에 대응할 수 있도록 진화하고 있다. 최신 버전인 HDMI 2.1은 8K60을 지원할 수 있으며, 최대 48Gbps의 비압축 대역폭을 제공한다(그림 2).

또한 HDMI 2.1은 대비를 향상시켜 보다 선명한 색상을 제공하는 다이나믹 HDR은 물론, 게임 중 스크린 티어링(Screen Tearing) 및 입력 지연 현상을 최소화하는 가변주사율(VRR, Variable Refresh Rate)과 같은 기능을 제공한다. 이러한 모든 기능을 통해 보다 몰입감 있는 8K 경험을 지원한다. 

HDMI와 마찬가지로 디스플레이포트(DisplayPort™) 또한 최신 2.1 버전을 통해 8K에 대한 지원을 늘리고 있다. 현재 최대 80Gbps의 대역폭을 갖춘 디스플레이포트는 최대 120Hz의 더 높은 주사율로 압축되지 않은 8K 콘텐츠를 전송할 수 있다. 이를 통해 더욱 부드러운 모션과 감소된 모션 블러를 통해 게임이나 라이브 스포츠에 특히 유용하게 활용되고 있다. 디스플레이포트 1.4 또한 약 25.92Gbps의 뛰어난 성능을 제공하며, 30Hz에서 8K를 지원할 수 있다. 



HDMI와 디스플레이포트의 가장 큰 차이점은 시장이 다르다는 점이다. HDMI는 가전제품 시장에서 확고한 입지를 구축하고 있다. TV 세트와 비디오 카메라 등 거실에 배치되는 거의 모든 가전기기의 인터페이스로 채택되어 있다. 그러나 PC 시장에서는 상황이 조금 다르다.

HDMI도 자주 사용되는 비디오 인터페이스이지만, 디스플레이포트는 동일한 USB-C 커넥터를 비롯해 USB 및 다른 PC 인터페이스와 동일한 송신기/수신기 PHY를 공유하기 때문에 PC 시장에서 더욱 강력한 입지를 구축하고 있다. 대부분의 경우 개발자들은 지원하고자 하는 디스플레이나 시장에 따라 인터페이스를 선택하게 된다. 

또한 AV 시장은 보다 긴 전송거리를 위한 미디어 옵션과 내결함 토폴로지, 일대일 또는 일대다 배포 지원 프로토콜을 비롯해 단일 링크 기반의 다중 채널 어그리게이션과 같은 강력한 비디오 미디어 전송을 지원하기 위해 이더넷을 빠르게 채택하고 있다. 이더넷은 8K 이상의 프레임 속도를 지원할 수 있는 유연성과 확장성을 가지고 있기 때문에 오류 정정, 보안 및 제어 메커니즘과 같은 기능을 이더넷 상에 추가로 구현할 수 있는 많은 AVoIP(AV-over-IP) 프로토콜 및 표준이 등장했다. 예를 들어, SMPTE ST 2110, AIMS IPMX, 하이비전(Haivision)의 SRT, 오디네트(Audinate) 단테(Dante™) 또는 NDI? 등이 있다.

견고한 파트너 에코시스템

AMD는 AV 엔지니어들이 해당 설계에서 어떠한 8K 지원 방식을 선택하든 상관없이 디스플레이포트, HDMI 및 이더넷을 지원하는 8K 지원 IP 서브시스템은 물론, IP 프로토콜 및 코덱을 위한 견고한 파트너 에코시스템을 제공한다. 이를 기반으로 기업들은 진화하는 비디오 표준에 대응하여 안정적으로 기기를 구현할 수 있다.

또한 AMD 비바도(Vivado) IP 툴박스와 이더넷 IP 코어를 이용하면, 8K 솔루션을 구현하는 엔지니어들은 인터페이스에 대한 걱정 없이 멀티미디어 설계에만 주력할 수 있다. PC 기반 8K의 경우, GPU도 필요한 표준을 지원할 수 있도록 진화하고 있다. AMD 라데온(Radeon™) RX7900 XT 그래픽 카드는 디스플레이포트 2.1을 지원하며, 차세대 디스플레이에도 대응하고 있다. 

8K는 염원 아닌 현실로

요약하면, 8K 채택은 전문 미디어와 컨슈머 애플리케이션에서 모두 빠르게 탄력을 받고 있다. 아직 극복해야 할 과제들도 있지만, AV 표준과 실리콘 아키텍처 또한 현재 및 미래의 설계 요구사항을 지원하기 위해 속도를 내고 있다. 비교할 수 없는 이미지 품질과 몰입감 있는 시청 경험 등 8K가 제공하는 이점은 적절한 인프라에 대한 투자가 상업적으로 유의미한 가치가 있음을 보여준다. 지속적으로 수요가 증가하면서 8K 채택은 염원이 아닌 현실이 되고 있다. 이에 따라 방송 기술 관련 기업들은 8K 채택 속도를 앞서갈 수 있는 신중한 전략을 수립해야 할 것이다. 


 HDMI 소개 

HDMI, HDMI 로고 및 High-Definition Multimedia Interface는 HDMI Licensing, LLC의 미국 또는 기타 국가에 등록된 상표 또는 미등록 상표이다. 
DisplayPort ™ 및 DisplayPort 로고는 미국 및 기타 국가에 등록된  VESA(Video Electronics Standards Association) 소유의 상표이다. 

 AMD 소개 

AMD와 AMD Arrow 로고, Radeon, UltraScale+, Versal 및 이들의 조합은 Advanced Micro Devices, Inc.의 상표이다. 이 문서에 사용된 다른 제품명은 정보 제공의 목적으로만 사용되어야 하며, 해당 소유권자의 상표일 수 있다.