MacBook 사용자가 겪는 외부 디스플레이의 한계
MacBook Air M1 사용자로서 처음에는 Apple 특유의 세련된 디자인, 뛰어난 전력 효율, 그리고 매끄러운 생태계에 매력을 느꼈습니다. 하지만 작업량이 점점 복잡해지면서 더 넓은 화면 공간의 필요성이 분명해졌습니다. 그래서 외부 디스플레이 3대를 연결해 보려고 했고, 당연히 간단하게 설정될 것이라고 생각했습니다. 하지만 곧 예상치 못한 한계에 부딪혔습니다.
두 번째 모니터를 연결했을 때, 작업 공간이 확장되는 대신 화면이 복제되거나, 더 심한 경우 모니터가 전혀 인식되지 않았습니다. 온라인 포럼을 자세히 살펴본 결과, 같은 문제를 겪는 사용자가 많다는 것을 알게 되었습니다. M1 및 M2 MacBook은 하드웨어 제한으로 인해 기본적으로 여러 대의 외부 디스플레이를 지원하지 않습니다. Thunderbolt 3 또는 Thunderbolt 4 포트가 여러 개 있더라도, 이 기기들은 Windows PC에서 단일 연결로 여러 모니터를 처리할 때 널리 사용되는 Multi-Stream Transport(MST)를 기본 지원하지 않습니다.
참고로, 다음 기본형 Apple Silicon MacBook 모델은 외부 디스플레이를 1대만 지원합니다.
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M1 MacBook Pro 13인치
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M2 MacBook Pro 13인치
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M1 MacBook Air
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M2 MacBook Air
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M3 MacBook Air(덮개가 열려 있는 경우)
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M3 MacBook Pro 14인치(덮개가 열려 있는 경우)
그렇다면 Mac 사용자는 외부 모니터 1대만 사용해야 할까요? 다행히 그렇지는 않습니다. 해결책은 DisplayLink 기술에 있습니다. DisplayLink는 Apple Silicon Mac에서 여러 대의 외부 디스플레이를 사용할 수 있게 해 주는 널리 채택된 방식입니다.
DisplayLink의 작동 방식
DisplayLink 기술은 두 가지 핵심 구성 요소를 기반으로 작동합니다.
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Mac에 설치되는 가상 그래픽 카드(VGC) 드라이버로, 추가 GPU처럼 동작합니다.
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DisplayLink 어댑터 또는 도킹 스테이션 내부에 탑재된 하드웨어 렌더링 엔진(HRE)입니다.
DisplayLink 드라이버(VGC)는 GPU 출력을 가로채고, 적응형 인코딩 알고리즘을 사용해 가상 화면 데이터를 압축한 뒤, 압축된 영상 스트림을 USB를 통해 전송합니다. 이후 DisplayLink 장치는 HRE를 통해 데이터를 압축 해제하고, 이를 표준 DisplayPort 또는 HDMI 신호로 변환합니다. 이 과정을 통해 여러 대의 외부 모니터를 안정적으로 사용할 수 있습니다.
DisplayLink의 가장 큰 장점 중 하나는 USB 3.0 호환성입니다. 즉, Thunderbolt 3 또는 Thunderbolt 4가 반드시 필요하지 않습니다. USB-C, USB-A, Thunderbolt 도킹 스테이션 중 어떤 환경을 사용하더라도 DisplayLink는 다양한 Mac 구성에 유연하게 적용될 수 있습니다.
요약: 멀티 디스플레이 Mac 사용자를 위한 해결책
M1/M2 MacBook Pro 또는 MacBook Air를 사용하면서 2대 이상의 4K 디스플레이를 연결해야 한다면, 가장 현실적인 선택지는 DisplayLink 도킹 스테이션 또는 KVM 스위치입니다. DisplayLink는 약간의 지연을 유발할 수 있지만, USB 대역폭이 과도하게 점유되지 않는 한 일반적인 생산성 작업에서는 충분히 허용 가능한 수준입니다.
현재 시중의 DisplayLink 도킹 스테이션 대부분은 듀얼 디스플레이 구성을 지원하는 수준에 머무릅니다. 3대의 디스플레이를 지원해야 한다면 TESmart KVM 스위치를 추천합니다. 또한 저처럼 두 대의 컴퓨터를 동시에 연결하고, 필요할 때 쉽게 전환하면서 사용해야 한다면 TESmart KVM 스위치는 매우 적합한 솔루션입니다.
실사용 성능 테스트
저는 MacBook Air와 데스크톱 워크스테이션을 자주 전환해 사용하기 때문에, DL-6950 칩셋을 탑재하고 4K60 멀티 디스플레이 구성을 지원하는 TESmart HDC203-PM24 KVM 스위치를 선택했습니다.
KVM 스위치를 MacBook에 연결한 뒤 시스템 리포트에서 3대의 디스플레이 정보를 확인할 수 있었습니다. 세 화면 모두 4K 60Hz 해상도로 동작했습니다. 이 테스트에서는 HiDPI를 비활성화했습니다.

DisplayLink는 소프트웨어 방식으로 영상 신호를 압축하기 때문에 시스템 CPU에 크게 의존합니다. 영상 콘텐츠의 변화가 빠를수록, 정적인 화면을 표시할 때보다 CPU 리소스 요구량이 증가합니다. 이제 미러링 모드와 확장 모드, 콘텐츠 유형, 시스템 부하 조건을 달리해 DisplayLink의 지연 시간을 실제 환경에서 테스트해 보겠습니다.
테스트 환경:
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3대의 모니터를 동시에 연결
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타임스탬프 표시용 사용자 지정 스크립트 실행
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QuickTime Player를 통한 로컬 동영상 재생
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Safari 브라우저를 사용한 온라인 동영상 스트리밍: https://www.youtube.com/watch?v=linlz7-Pnvw
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브라우저 성능 테스트: https://browserbench.org/Speedometer2.0/
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게임 영상: https://www.youtube.com/watch?v=MguHX7p4jA4
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iPhone 15 Pro로 촬영
미러링 모드에서 DisplayLink 테스트
DisplayLink로 연결된 디스플레이의 지연 시간과 프레임 성능을 더 쉽게 비교하기 위해, 먼저 DisplayLink 디스플레이를 MacBook 내장 디스플레이와 미러링하도록 설정했습니다.
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왼쪽: MacBook 내장 디스플레이
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오른쪽: TESmart KVM 스위치를 통해 연결된 DisplayLink 디스플레이
시스템 유휴 상태에서의 지연 시간 테스트

시스템이 유휴 상태일 때 DisplayLink 연결 디스플레이와 내장 디스플레이 사이의 지연은 거의 느껴지지 않았습니다.
로컬 4K60Hz 동영상 재생 중 지연 시간 테스트

로컬 4K60Hz 동영상 재생 중에는 지연 시간이 25ms까지 증가했습니다.
온라인 4K60Hz 동영상 재생 중 지연 시간 테스트

흥미롭게도 이 경우에는 눈에 띄는 지연이 없었습니다. 그 이유를 확인하기 위해 CPU 사용량을 살펴보겠습니다.


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로컬 동영상 재생: DisplayLink의 CPU 사용률이 무려 80%까지 올라갔습니다.
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Safari를 통한 온라인 동영상 재생: CPU 사용률은 약 40%에 그쳤습니다.
이 차이는 로컬 동영상 재생의 경우 DisplayLink가 처리하는 영상 압축 및 압축 해제 과정으로 인해 시스템 부하가 더 커진다는 점을 보여 줍니다. 반면 온라인 스트리밍은 브라우저의 하드웨어 가속을 활용하므로 CPU 리소스를 상대적으로 적게 사용합니다.
온라인 4K60 동영상 재생 및 KVM에 연결된 USB 장치로 SSD 속도 테스트 시 지연 시간

이 시점에서 지연 시간은 67ms에 도달했습니다. DisplayLink 디스플레이에서 마우스 반응이 내장 디스플레이보다 느리다는 것을 분명히 느낄 수 있었습니다. 이는 SSD 읽기/쓰기 작업처럼 실시간 성능이 필요한 작업이 있을 경우, 시스템이 해당 작업에 대역폭을 우선 할당한다는 점도 보여 줍니다. 그 결과 DisplayLink를 통한 영상 신호 전송이 SSD 성능에 큰 영향을 주지 않았고, DisplayLink를 사용하지 않을 때와 비교해 읽기/쓰기 속도에 큰 차이가 나타나지 않았습니다.

이 결과는 자연스럽게 또 다른 궁금증으로 이어졌습니다. KVM이 동작 중이고 다른 USB 장치들이 많은 대역폭을 사용한다면 DisplayLink 성능이 크게 영향을 받을까요? 이를 확인하기 위해 KVM의 USB 포트에 카메라를 연결하고, 온라인 4K60 영상을 스트리밍하면서 동시에 하드 드라이브 읽기/쓰기 작업을 수행했습니다. 여기에 Logi Options+까지 실행해 제 가설을 검증해 보았습니다.

놀랍게도 지연 시간은 SSD 속도 테스트만 진행했을 때보다 오히려 더 낮았습니다. 이는 DisplayLink의 적응형 압축 기술과 시스템의 대역폭 할당 메커니즘이 함께 작동한 결과일 수 있습니다. 다만 이 테스트는 대역폭 점유율이 비교적 높은 상황을 시뮬레이션한 것일 뿐입니다. 당시 더 빠른 읽기/쓰기 속도를 가진 SSD가 없었기 때문에, 극한 조건에서 DisplayLink 지연이 어느 정도까지 증가하는지는 테스트할 수 없었습니다.
온라인 4K60 동영상 재생 및 브라우저 성능 테스트 중 지연 시간

4K60 영상을 재생하면서 동시에 browserbench를 사용해 브라우저 성능 테스트를 실행했습니다. 이는 영상을 시청하는 동시에 CPU 사용률이 높은 작업을 수행하는 상황을 시뮬레이션한 것입니다. 측정된 지연 시간은 14ms였으며, 체감상 큰 차이는 없었습니다.
4K60 게임 영상 재생 중 지연 시간 테스트

더 역동적인 콘텐츠의 영상을 재생할 때도 지연 시간은 13ms에 그쳤습니다. 움직임이 많은 영상에서도 상당히 낮은 수준입니다.
확장 모드에서 DisplayLink 디스플레이 사용
시스템 유휴 상태에서의 지연 시간 테스트

예상대로 시스템이 유휴 상태일 때는 지연이 없었습니다. 이는 미러링 디스플레이 테스트에서 관찰된 결과와 일치합니다.
로컬 4K60Hz 동영상 재생 중 지연 시간 테스트

지연 시간은 미러링 디스플레이 사용 시와 유사하게 22ms로 측정되었습니다.
온라인 4K60Hz 동영상 재생 중 지연 시간 테스트

이번에도 지연 시간은 미러링 화면 구성과 거의 동일했으며, 체감 가능한 지연은 사실상 없었습니다.
온라인 4K60 동영상 재생 및 SSD 속도 테스트 중 지연 시간

이 시점의 지연 시간은 63ms였으며, 미러링 모드에서 관찰된 지연 시간과 매우 비슷했습니다.
온라인 4K60 동영상 재생 및 브라우저 성능 테스트 중 지연 시간

측정된 지연 시간은 13ms로, 미러링 화면에서의 성능과 일치했습니다.
4K60 게임 영상 재생 중 지연 시간 테스트

이 경우 지연 시간은 14ms였으며, 역시 미러링 화면 구성과 비슷한 수준이었습니다.
요약
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사용 시나리오(미러링 또는 확장 모드)
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지연 시간 상황
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시스템 유휴 상태
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거의 지연 없음
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로컬 4K60Hz 동영상 재생
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22ms - 25ms
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온라인 4K60Hz 동영상 스트리밍
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일반적으로 뚜렷한 지연 없음
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온라인 4K60Hz 동영상 스트리밍과 SSD 속도 테스트 동시 진행
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63ms - 67ms
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온라인 4K60 동영상 재생 중 브라우저 성능 테스트 진행
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13ms - 14ms
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4K60 게임 영상 재생
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13ms - 14ms
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전반적으로 다양한 시스템 부하와 콘텐츠 유형에서 DisplayLink의 지연 시간은 비교적 안정적으로 유지되었습니다. 대부분의 시나리오에서는 일상적인 사용을 방해할 정도의 뚜렷한 지연이 나타나지 않았습니다. 다만 SSD 속도 테스트와 같은 특정 작업에서는 지연 시간이 더 높아질 수 있습니다.
추가로 한 가지 궁금증이 생겼습니다. 혹시 KVM 스위치 자체가 추가 지연을 유발하는 것은 아닐까요? 이를 더 자세히 확인하기 위해 Plugable UD-6950H를 구매해 비교 테스트를 진행했습니다. 비교 항목은 로컬 동영상 재생 중 지연 시간과 온라인 4K60 동영상 재생 및 SSD 속도 테스트를 동시에 수행할 때의 지연 시간에 집중했습니다.


로컬 동영상 재생 중에는 53ms의 지연 시간이 관찰되었습니다. 이는 TESmart KVM 스위치를 사용했을 때보다 더 높은 수치였습니다. 온라인 4K60 동영상을 재생하면서 동시에 SSD 속도 테스트를 진행했을 때는 지연 시간이 63ms로 측정되었고, 이는 KVM 스위치를 사용할 때 관찰된 지연 시간과 거의 동일했습니다. 이 결과는 추가 지연이 KVM 스위치 자체 때문이 아니라, DisplayLink 특유의 기본 지연에서 비롯된다는 점을 보여 줍니다.
두 제품을 사용하는 동안 간헐적인 프레임 드롭도 경험했습니다. 발생 빈도는 높지 않았지만, 이러한 문제에 민감한 사용자라면 구매 전에 고려할 필요가 있습니다.
결국 저는 Plugable UD-6950H를 반품하고 TESmart KVM 스위치를 계속 사용하기로 했습니다.
이 글이 DisplayLink 제품 구매를 고민하는 분들에게 도움이 되기를 바랍니다.

