USB3.0 허브 속도

결론부터 답변하면,

6개의 외장하드를 허브에 물렸을때의 속도는 1/6으로 줄어드는 것이 맞습니다.

디지탈 장치에 사용되는 모든 데이터 버스는 최대 대역폭이라는 것이 정해져 있습니다.

흔히들 속도라고 알고 있는것이 엄밀히 말하면 대역폭을 이해하기 쉽게 표현한 방식일 뿐입니다.

USB 3.0 의 최대속도는 5Gbps(Bit Per Second) 라고들 말하지만 정확히 말하자면 최대 대역폭이 5Gbps 인 것입니다.

대역폭이라는 것은 단위시간당 그 데이터 버스가 수용할 수 있는 최대의 데이터 량을 나타냅니다.

즉, 그 어떤 짓을 해도 usb 3.0 버스 하나는 초당 최대 5G bit 이상의 데이터를 전송을 할 수가 없습니다.

이것을 굳이 설명해드리는 이유는 하나의 데이터버스를 여러개의 장치들이 동시에 사용하게될 경우에 질문자님처럼 햇갈릴 수 있기때문입니다.

최대속도라고 본다면 같은 버스를 사용해도 각각의 장치들이 제각각의 최대속도를 낼 수가 있을 것이라 오해를 일으킬 수 있지만, 대역폭이라는 정확한 개념으로 본다면 그렇게 될 수는 없기때문이죠.

앞서도 말했듯이 대역폭은 동시에 소화 가능한 한계가 정해져 있는 통로의 개념입니다.

그 통로를 이용하는 장치가 몇대이건간에 상관없이 그 통로가 처리할 수 있는 최대양은 정해져있다는 것입니다.

이해가 쉽도록 자동차가 다니는 고속도로에 비유를 해보면,

서울부터 부산까지의 2차선 고속도로가 있습니다.

이 고속도로의 최대 제한 속도는 100Km/h 입니다.

이 도로위에서는 차들이 100Km/h 까지 속도를 내고 달릴 수 있도록 설계가 된 도로라는 거죠.

그런데, 고속도로상에 차가 몇대 없어서 모든 차들이 100Km/h 최고 속도로 처음부터 끝까지 달릴 수 있다면 좋겠지만 실제 상황에서는 그렇지 못하죠.

수원에서 끼어드는 차도 있을 것이고 대전에서 끼어드는 차들도 있을 것이고 수없이 많은 차들이 중간중간 끼어들것이고 이로 인해 속도는 들쑥날쑥하게 됩니다.

만약 고속도로가 차들로 넘쳐날 정도로 많아지면 고속도로 자체는 100Km/h 라는 그럴싸한 최대속도 규정을 가지고 있지만 실제로 이 도로 위를 달리는 각각의 차들은 10Km/h 의 속도도 못내게 됩니다.

USB 뿐만이 아니라 다른 모든 데이터 버스들도 마찬가지입니다.

USB 등 각각의 데이터 인터페이스는 그 컨트롤러 칩에서 부터 나오는 포트 하나당 최고 대역폭이 정해져있고, 이 하나의 포트(버스)에 물릴 수 있는 장치수는 수도 없이 많을 수 있지만 하나의 버스가 감당해낼 수 있는 데이터 처리량은 정해져 있습니다.

그러니, 여러 장치가 동시에 한 버스를 통해 데이터 전송을 하게되면 딱 1/n 만큼을 나눠서 공유하게 된다고 보시면 됩니다.

정해진 대역폭 제약으로 인해 여러 장치들에서 나온 각각의 데이터를 번갈아가며 보내야하기때문에 결과적으로는 1/n 이 될 수 밖에 없는 것입니다. 

일반적인 usb 컨트롤러 칩들은 칩당 4-8개의 포트(버스)를 지원합니다.

즉, 하나의 컨트롤러로 최대 5Gbps를 낼 수 있는 4-8 개의 포트를 가지고 있다는 것이죠.

(컴퓨터에 장착되어져 있는 각각의 usb 포트들은 이처럼 하나의 컨트롤러칩에서 나온 별개의 포트(버스)들인 경우가 대부분입니다.)

이 각각의 포트들은 서로 공유되지않는 별개의 버스입니다.

그러니 질문처럼 허브를 통한 연결이 아니라 컴퓨터에 직접적인 연결을 한다면 각각의 usb 포트는 5Gbps의 속도를 모두 낼 수는 있습니다.

물론, 이렇게 사용을 한다해도 실제로는 usb 컨트롤러 칩 내부에서의 처리 과정 중 발생하는 병목현상으로 인해 포트하나만을 사용했을 때만큼의 속도는 나오지 않습니다.

허브는 말그대로 하나의 포트(버스)를 나눠서 사용할 수 있도록 물려주는 장치이기때문에 컨트롤러 칩이 있는 컴퓨터까지의 연결통로는 결과적으로는 하나입니다.

그러니 딱 1/n이 될 수 밖에 없습니다.

127개의 슬레이브가 각각의 데이터 버스를 가지려면 컨트롤러 칩에 usb 포트(버스)가 127개가 있어야만하니 이것은 불가능한 일이죠.

앞서도 말했듯이 슬레이브 갯수와는 상관없이 그 컨트롤러가 몇개의 버스(포트)를 가지고 있는지가 더 중요한 문제입니다.