맥북 프로 16인치 최대 충전량(W)은? C충전(PD충전) 파헤치기

목차

• 1. 애플 맥북 프로 16인치(2019년형) 스펙
• 2. 충전 실험 - 모니터 On
• 3. 충전 실험 - 모니터 Off
• 4. 정리

Macbook Pro 16인치 2019년형(출처: Apple 공홈)

 

USB에 관심이 많은.. 특히나 요즘에 핫한 USB Type-C와 PD(Power Delivery) 고속 충전에는 더 관심이 많은 1인으로써
주변 지인들을 통해 제품을 빌려 충전 실험을 해보곤 합니다. 이미 제가 갖고 있는 삼성 노트북을 포함해서
LG그램, 갤럭시 S21 등 여러가지 제품을 대상으로 PD 충전을 실험해보기도 했고,
충전기만을 대상으로 충전기 W가 클수록 무조건 충전이 빨리 되는지도 확인해보기도 했구요

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1. 애플 맥북 프로 16인치(2019년형) 스펙

애플의 맥북 프로 16인치 2019년형은 2019년 말인 11월에 발표하여 12월달에 출시한 제품으로 2019년형이라고 하지만 실질적으로는 2020년형이라고 봐도 무방한 제품입니다. 따져보면 그렇게 오래된 모델도 아니죠. 

이번에 제가 실험한 제품은 16인치 제품으로 맥북 중에서도 사이즈가 큰 제품으로 그만큼 배터리 용량이나 충전량도 다른 제품에 비해 높은 스펙을 보유하고 있습니다. 디스플레이는 3072 x 1920 해상도로 4K에 살짝 부족한 3K 해상도를 갖고 있고, 무게는 약 2.0kg으로 꽤나 무겁긴 합니다만 그만큼 배터리도 100Wh 다소 큰 용량의 리튬 폴리머 배터리가 탑재되어 있습니다.

맥북프로 16인치 - 실버와 그레이 색상 두가지

 

오늘의 실험 대상인 USB C 포트는 총 4개(왼쪽 2개, 오른쪽 2개)로 노트북 치고는 넉넉하게 갖고 있고, 각 USB C 포트에서는 기본적으로 USB 통신으로는 USB 3.2 Gen2인 10Gbps 속도를 지원하고, Thunderbolt 통신으로는 Thunderbolt 3로 최대 40Gbps 속도를 지원합니다.

또한 USB C포트에서 통신 데이터 라인을 DisplayPort 신호로 변환하여 추가 모니터로 확장이 가능하게 해주는 Alt-Mode를 지원하고 있고, USB Power Delivery 충전은 96W까지 지원하고 있습니다.

맥북 프로 16인치 포트 사양 C 포트 4개에 Aux단자 한개

 

USB C 포트에서 DP로도 연결되고, 일반 USB도 연결되고 썬더볼트, 충전까지 모두 다 되니 군더더기 없이 깔끔한 모습이네요. 이러니 애플에서도 USB C포트를 채택을 했겠죠. (근데 왜 아이폰은 아직도.....)

그런데 맥북 스펙상 단순히 96W 충전을 지원한다.. 라고만 표현했지만 이것만으로는 정보가 너무 부족합니다. PD 충전을 지원하는지 여부 조차도 알 수가 없는데, 96W에 C포트를 사용했으면 당연히 사용했을거라 보입니다.

사실 PD 충전은 단순히 W에 맞춰 전압과 전류가 맞춰져 있는 것이 아니고, 전압과 전류를 여러가지로 선택하여 충전할 수 있는 아주 유연하면서도 고속의 충전을 할 수 있는 차세대 충전 방식입니다.

단순히 고정전압(5V, 9V, 15V, 20V)을 사용할 것이냐 아니면 0.1V 단위로 아주 미세하게 조절해가며 충전을 해줄 수 있는 PPS(Programable Power Supply) 기능을 지원하느냐에 따라 충전 효율이나 속도가 달라질텐데 말이죠. 

PD 충전 기술에 대해서는 이전에 다뤘던 포스팅을 보시면 좀 더 자세히 이해하실 수 있습니다.

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노트북과 함께 동봉된 충전기는 Type-C Port 1개만 있고, 최대 96W를 지원하고 있지만 위에서 말씀드린 것 처럼 충전 프로파일에 대해서는 전혀 언급이 없습니다. 

애플 96W 충전기

 

삼성의 충전기의 경우 아래 사진처럼 충전 프로파일(전압과 각 전압에서의 최대 전류)을 표시해 주고 있는데말이죠.. 저런 것마저 미관상 해칠까봐 적어놓지 않을 것일까요...?

삼성의 65W 정품 충전기

 

2. 충전 실험 - 모니터 On

PD 충전 실험이니 당연히 PD를 지원하는 충전기면 모두 충전이 되어야 할테니 애플의 정품 충전기가 아닌 타사 제품으로  단일포트 100W까지 지원하는 제품으로 선정하여 실험해 보았습니다. 

클레버 타키온 충전기.

C포트에서 고정전압 5V, 9V, 12V, 15V, 20V과 20V Prog PPS(3.3~20V)를 지원하고 있네요. 특이하게 원래 PD 규격에는  12V 고정 전압에 대해서는 없는데 12V도 지원하고 있다고 하네요.

함께 사용된 Type-C 케이블은 최대 100W까지 충전을 지원하는 E-Marker IC 탑재 케이블로 Elecom 사의 USB-IF 인증을 받은 케이블을 이용했습니다.

100W Cable

앞서 삼성, 엘지 노트북에서 충전실험한 것과 동일하게 전압과 전류와 함께 PD 메시지를 분석할 수 있는 PD 아날라이저를 이용하였고, 노트북에서 최대로 충전하는 양과 완충까지의 시간을 확인하기 위해 노트북은 켜지지 않을정도로 완전히 방전시킨 상태서부터 시작했습니다.

아예 부팅이 안될때까지 방전...

 

그리고 아래와 같이 연결하여 충전량을 측정하기 시작하였습니다.

 

충전 시작!!

 

그런데, 이전에 삼성 노트북이나 엘지 노트북에서 실험했던 것과는 다르게, 시간에 따라 맥북에서 표시하는 충전량이 얼만큼 되는지도 함께 확인해보고 싶었습니다. 그래서 맥북을 열어 놓아 화면얼 켜놓은 상태에서 충전실험을 진행했는데, 이럴경우 완충까지의 시간이 달라질 수 있어 뒤에서 노트북을 닫아 놓은 상태에서 한번 더 실험을 진행했습니다.

먼저 화면을 켜놓아 충전량 UI를 관찰

 

충전 전압은 처음부터 끝까지 약 20V로 최하 약 19.9V부터 최대 20.5V 사이를 미세하게 움직이며 유지했습니다. 전류는 최대 약 4.62A까지 올라갔습니다. 아주 잠깐이었지만 최대 충전 W는 20.02V / 4.61A 약 92.3W로 스펙에서 말한 최대 충전 96W까진 미치지 못했지만 이정도면 근접했다고 봐도 될 것 같습니다.

모니터를 켜 놓은 상태에서의 충전 그래프

 

처음 충전을 시작하고 모니터를 켜놔서 그런가 전류가 많이 흔들리는 모습이 보이긴 했지만 평균 80W 이상의 고속으로 빠르게 충전을 시작했고 그 이후에는 배터리 보호를 위해 전류를 서서히 줄이는 모습이 보인는데, 이게 전류가 너무 흔들려서 정확한 값을 보기가 어려웟습니다. 완충까지는 약 150분(2시간 30분)이 걸렸습니다.

이번엔 PD 메시지를 분석해 보았습니다.

충전기의 충전 프로파일

 

실험에 사용된 충전기의 충전 프로파일은 총 6개로 Fixed PDO 즉, 고정전압을 사용하는 프로파일 5개와 전압을 미세하게 조절할 수 있는 Augmented PDO 즉, PPS 기능의 프로파일(3.3 ~ 21V) 1개로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있습니다.

맥북에서 선택한 충전 프로파일 20V의 고정 Fixed PDO

 

위 메시지는 맥북에서 충전기로 프로파일을 요청하는 메시지 입니다. 일전에 리뷰했던 노트북들과 마찬가지로 충전기의 충전 프로파일 중에서 5번째 프로파일을 선택하여 충전하겠다는 의미입니다. 위의 충전기 쪽에서 온 프로파일 메시지를 보면 5번째 프로파일은 20V 고정 전압 프로파일 입니다. 

이는 충전기에서는 PPS를 충전을 지원하지만 충전을 받는 노트북 입장에서는 PPS를 지원하지 않아 선택하지 않은 것이죠. 삼성 노트북이나 LG 노트북에서도 PPS를 지원하지 않아 실망했는데 맥북마저도 PPS를 지원하지 않는다니... 이번에 새로 출시한 M1 맥북은 다를까 궁금하네요.

아무튼 저렇게 20V 고정전압으로 최대 4.7A 까지 충전을 요청하여 그 비슷하게 충전을 시작을 했고, 마지막에 완충이라고 표시한 부분에서는 전압이 0V가 아닌 5V 고정전압의 프로파일로 선택을 바꾸어 낮추게 되는데요. 완충이 되었다 해도 모니터 화면이 켜져 있는 상태라 가장 낮은 전압의 충전 프로파일로 바꾼 것이 아닐까 생각됩니다.

맥북이 완충 시 충전 전압을 5V로 낮추어 요청합니다.

 

자 그럼 맥북에 UI 상으로 나온 배터리 상태와 예상 완충시간이 실제와 얼마나 맞는지 확인해 보도록 하겠습니다.

맥북  UI상 표시된 충전량	실제 걸린시간(누적)	맥북에서 예상하는 완충시간	특이사항
0 % ~ 5 %	6분	2시간 30분(3%부터 보였음)
5 % ~ 10 %	9분	2시간 23분
10 % ~ 15 %	13분	2시간 19분
15 % ~ 20 %	17분	2시간 15분
20 % ~ 25 %	22분	2시간 12분
25 % ~ 30 %	27분	2시간 6분
30 % ~ 36 %	31분	1시간 58분	35% 표시량을 건너뜀
36 % ~ 40 %	35분	1시간 51분
40 % ~ 46 %	39분	1시간 44분	45% 표시량을 건너뜀
46 % ~ 50 %	42분	1시간 34분
50 % ~ 55 %	46분	1시간 31분
55 % ~ 60 %	50분	1시간 31분	완충시간이 변동이 없음
60 % ~ 65 %	55분	1시간 34분	오히려 완충시간이 늘어남
65 % ~ 70 %	61분	1시간 29분
70 % ~ 75 %	66분	1시간 19분
75 % ~ 80 %	73분	1시간 15분
80 % ~ 85 %	82분	1시간 13분
85 % ~ 90 %	92분	54분
90 % ~ 95 %	101분	37분
95 % ~ 100 %	114분	완충

 

이 표로 근거로 해서 낼 수 있는 결론은 맥북의 UI상 충전량 표시가 0% 부터 75%까지는 5%가 충전되기가지 4~6분 정도로 일정하게 유지가 되는 모습을 보였고 그 이후로는 급격하게 충전 속도가 느려짐을 확인할 수 있었습니다. 배터리 보호를 위해서겠죠. 그리고 완충이라고 표시가 될때까지 실제 걸린 시간은 114분이나 맥북에서 초반 3% 충전 시 맥북에서 계산한 값은 2시간 30분(150분)으로 약 35분이나 차이가 나고 있습니다.

그런데 좀 특이한 부분을 발견했는데... 분명 UI상으로 완충이라고 표시된 저 114분 지점에서도 완충이라고 표시함에도 불구하고 실제로 PD 아날라이저로 통해 본 그래프로는 24W로 상당한 양의 충전을 진행하고 있었다는 겁니다.

맥북에서 UI상 완충이라고 표시한 부분과 실제 완충된 부분이 차이가 심하다

 

그래프 상으로 보면 전압은 20V에서 5V로, 전류는 거의 0으로 떨어뜨리는 구간, 즉 실제 완충은 150분이 되는 시점인데, 이게 맥북에서 초반 3% 충전 되었을 때 완충까지 예상한 시간 2시간 30분(150분)과는 완전히 일치한다는 것입니다.

결론은.. UI 상의 충전량 퍼센테이지(%)는 믿지 말고.. 충전 예상 시간값으로 보시는게 더 정확하다는 결론입니다. ㅎㅎ

 

3. 충전 실험 - 모니터 Off

이번엔 맥북 노트북을 닫아놓은 상태에서 완충까지 걸리는 시간을 측정해 보았습니다.

이렇게 닫아놓고 처음부터 끝까지 충전을 확인

 

마찬가지로 충전 전압은 약 20V를 유지했으나 미세하게 흔들렸고, 전류는 최대 4.1A까지 올라갔습니다. 중간중간 잠깐씩 Peak로 전류가 튀는 부분을 제외하고는 오히려 모니터를 켜놓은 상태보다 낮은 속도로 충전을 하고 있는 모습을 보여주고 있습니다.

맥북 모니터 닫고 충전한 그래프

처음 충전을 시작하고 45분까지는 평균 80W 이상 최대 82W로 충전을 진행하고, 그 이후로는 전류값을 빠르게 내리는 모습을 보실 수가 있습니다. 그런데 이상한 것은... 모니터를 닫아 Off된 상태에서 충전하면 더 빨리 충전될거라는 저의 예상이 완전히 빗나가버렸죠. 실제 완충까지 약 155분으로 모니터를 열어놓고 충전한 것과 거의 같거나 좀더 걸렸다고 봐야겠습니다.

마찬가지로 PD 메시지를 보았습니다.

충전기의 충전 프로파일 정보

 

당연히 동일한 충전기를 사용했으니 앞서 실험한 것과 동일한 충전 파일이 왔습니다. 그리고 마찬가지로 모니터를 닫아놓은 상태에서도 맥북은 20V 고정전압에 최대 4.7A 충전 전류를 요청하고 있는 모습입니다.

 

맥북에서 선택한 프로파일(충전기 프로파일의 5번째, 즉 20V 고정전압)

 

같은 프로파일을 요청하여 충전했음에도 실제로 충전하는 양의 차이가 있는 것이 좀 특이했고... 모니터를 켜놓은 상태보다 닫아 놓았을 때가 전류의 흔들림은 적었으나 전체적으로 충전량은 낮게 설정되어 충전되는 모습이 인상깊었습니다.

 

4. 정리

구분	최대 충전전력	완충시간
모니터 켜놓은 상태에서 충전	20.02V / 4.61A = 92.3W	150분
모니터 닫아놓은 상태에서 충전	20V / 4.1A = 82W	155분

 

• 맥북에서 UI상으로 표시된 충전량(%)보단 완충 예상시간이 더 정확하다.
• 위 말을 달리 하자면 UI상 완충으로 표시한 것은 가짜다!
• 맥북 프로 16인치(2019)에서 PD로 충전받을 수 있는 최대 전력량은 92.3W
• 맥북이 PPS를 지원하지 않아 충전기의 PPS의 기능은 무쓸모
• 모니터를 켜놓고 꺼놓고의 차이로 완충 시간은 차이가 거의 없음

 

시간이 없어서 못햇지만.. 다음에는 맥북이 핸드폰과 같은 주변기기를 PD로 충전해 줄 땐 얼만큼 줄 수 있는지와 동봉된 애플 정품 96W 충전기와의 비교도 한번 해봐야 겠습니다.

 

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