GT/s
GT/s
GT/s(Giga Transfers per second는 컴퓨터 하드웨어, 특히 전송 속도를 측정하는 데 사용되는 성능 지표 중로, 초당 수십억 회(기가 단위)의 데이터 전송 횟수를 의미합니다. 이위는 주로렬 통신 인터페이스, 예를 PCI Express(PCI), DDR 메모리, 또는 고속 버스 아키텍처의 성능을 설명할 때 자주 사용됩니다. GT/s는 단순한 대역폭(bandwidth)과 혼동되기 쉬우나, 실제로는 신호 전송 빈도를 나타내는 지표이므로, 실제 데이터 전송률과는 차이가 있습니다.
개요
GT/s는 "Giga Transfers per second"의 약자로, 초당 10억(10⁹)회의 데이터 전송을 의미합니다. 여기서 'Transfer'는 하나의 신호가 전송 매체를 통해 전달되는 단위를 말하며, 이는 반드시 1비트의 데이터를 의미하지는 않습니다. 예를 들어, 16 GT/s의 인터페이스는 초당 160억 번의 신호 전송을 수행할 수 있다는 뜻입니다.
이 지표는 주로 직렬 데이터 전송 방식을 사용하는 하드웨어 인터페이스에서 사용되며, 물리 계층에서의 신호 전송 속도를 나타냅니다. GT/s는 클록 주파수와 관련이 있지만, 클록 사이클 당 한 번 이상의 데이터 전송이 가능한 더블 데이터 레이트(Double Data Rate, DDR) 기술 등이 적용된 경우, 실제 전송률이 클록 주파수보다 높아질 수 있습니다.
GT/s와 대역폭의 차이
GT/s와 혼동되기 쉬운 개념은 대역폭(Bandwidth)입니다. 대역폭은 일반적으로 초당 전송되는 데이터의 양을 비트(bit) 또는 바이트(Byte) 단위로 측정하며, 단위로는 Gbps(Gigabits per second)나 GB/s(Gigabytes per second)를 사용합니다.
주요 차이점
| 구분 | GT/s | 대역폭(Gbps, GB/s) |
|---|---|---|
| 의미 | 초당 전송 횟수 | 초당 전송되는 데이터 양 |
| 단위 | 전송 횟수(기본 단위 없음) | 비트/초 또는 바이트/초 |
| 계산 방식 | 신호 전송 주기 기반 | GT/s × 인코딩 방식 × 레인 수 × 1비트당 바이트 수 |
예를 들어, PCIe 3.0은 8 GT/s의 전송 속도를 가지지만, 실제로는 128b/130b 인코딩 방식을 사용하기 때문에, 효율적으로 전송되는 데이터는 약 98.46%에 불과합니다. 따라서 1레인(x1) 당 실제 대역폭은 다음과 같이 계산됩니다:
8 GT/s × (128/130) × 1 레인 = 약 7.877 Gbps
즉, GT/s는 물리 계층의 성능 지표, 대역폭은 논리 계층에서의 실질적인 데이터 처리 능력을 나타냅니다.
주요 하드웨어에서의 GT/s 적용 사례
1. PCI Express (PCIe)
PCIe는 GT/s를 주요 성능 지표로 사용하는 대표적인 인터페이스입니다.
| PCIe 버전 | 전송 속도 (GT/s) | 인코딩 방식 | 1레인 대역폭 (단방향) |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 2.5 | 8b/10b | 250 MB/s |
| 2.0 | 5.0 | 8b/10b | 500 MB/s |
| 3.0 | 8.0 | 128b/130b | 985 MB/s |
| 4.0 | 16.0 | 128b/130b | 1.97 GB/s |
| 5.0 | 32.0 | 128b/130b | 3.94 GB/s |
| 6.0 | 64.0 | PAM4 + FEC | 7.58 GB/s |
🔍 참고: PCIe 6.0부터는 PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4-level) 신호 방식을 도입하여, 동일한 신호 전송 주기 내에서 더 많은 데이터를 전송할 수 있게 되었으며, 이는 GT/s 수치가 기존 방식과 직접 비교하기 어려운 요소로 작용합니다.
2. 메모리 인터페이스 (DDR SDRAM)
DDR 메모리의 경우, 클록 주파수와 데이터 전송률을 구분하여 설명합니다. 예를 들어, DDR4-3200은 1600 MHz의 클록 주파수에서 동작하지만, 더블 데이터 레이트 기술로 인해 3200 MT/s(Mega Transfers per second)의 전송 속도를 가집니다. 여기서 "MT/s"는 "메가 트랜스퍼 퍼 센드"로, GT/s의 소형 단위입니다.
- 3200 MT/s = 3.2 GT/s
이 값은 메모리 버스의 데이터 전송 능력을 나타내며, 실제 대역폭은 이 값에 버스 너비(예: 64비트 = 8바이트)를 곱하여 계산합니다.
3.2 GT/s × 8 Byte = 25.6 GB/s (단일 채널 기준)
GT/s 측정의 중요성
GT/s는 하드웨어 설계와 성능 비교에서 중요한 지표입니다. 특히 다음의 경우에 유용합니다:
- 인터페이스 간 비교: PCIe, UPI, CXL 등 고속 인터페이스의 스펙 비교 시 기준 제공
- 확장성 평가: 레인 수와 GT/s를 곱해 최대 대역폭 예측 가능
- 기술 발전 추적: 예를 들어 PCIe 3.0(8 GT/s) → PCIe 5.0(32 GT/s)로의 진화는 성능 4배 향상 의미
그러나 GT/s만으로는 실제 성능을 정확히 판단하기 어렵습니다. 인코딩 효율, 프로토콜 오버헤드, 신호 무결성, 전력 소모 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다.
참고 및 관련 문서
- PCI Express - Wikipedia
- DDR SDRAM - Wikipedia
- JEDEC Standards – 메모리 및 인터페이스 표준 제정 기관
- PCI-SIG 공식 사이트 – PCIe 사양 문서 제공
GT/s는 현대 컴퓨터 아키텍처에서 고속 데이터 전송을 이해하는 데 필수적인 개념입니다. 단순히 숫자만 보는 것이 아니라, 인코딩 방식, 프로토콜, 실제 대역폭으로의 전환 과정을 함께 고려해야 하며, 이를 통해 보다 정확한 성능 평가가 가능합니다.
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