# 내가 60fps Eink 모니터 Modos Flow를 만든 방법

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- Author: [neo](https://news.hada.io/@neo)
- Published: 2026-06-13T09:09:54+09:00
- Updated: 2026-06-13T09:09:54+09:00
- Original source: [youtu.be](https://youtu.be/nHbA2-_qzH4)
- Points: 1
- Comments: 1

## Topic Body

- 13.3인치 **Eink 모니터**는 300ppi에서 초당 60회 갱신하며, 4년간 자체 컨트롤러·하드웨어·펌웨어를 거쳐 실제 제품 형태가 됨
- 기존 Eink 컨트롤러는 약 **100ms 전역 업데이트** 대기 때문에 속도와 명암비를 맞바꾸지만, 픽셀별 업데이트 방식은 변경된 픽셀을 즉시 갱신함
- 픽셀별 갱신은 13인치 흑백 표시에서 대역폭 요구량이 **20MB/s에서 540MB/s**로 늘어나 DDR3와 DisplayPort가 필요해짐
- 회색조는 비점멸 방식이 불가능해 Bayer dithering, blue noise, error diffusion과 **하이브리드 표시 모드**를 조합함
- 최종 결과물은 터치스크린, 전면 조명, 색상 옵션, 여러 표시 모드, 오픈소스 하드웨어·FPGA 게이트웨어·펌웨어를 갖춘 **고주사율 Eink 모니터**가 됨

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### 시작점: Eink 노트북에서 자체 컨트롤러로
- 60fps **Eink 모니터**는 300ppi에서 동작하며, Eink가 속도로 알려진 디스플레이가 아님에도 초당 60회 갱신함
- 개발 출발점은 Eink 노트북이었고, 당시 Eink를 지원하는 SoC는 전자책 리더용으로 설계되어 저전력·느린 프로세서·제한된 인터페이스에 묶여 있었음
- 노트북을 만들기 위해 SoC와 화면을 분리해야 했고, 그 사이에 FPGA 기반 드라이버 칩을 넣어 자체 **Eink 컨트롤러**를 만드는 구조가 필요했음
- 초기 노트북 설계에는 큰 터치바처럼 동작하는 막대형 LCD가 있었고, 일부 작업에는 빠른 디스플레이가 필요하며 Eink는 느려도 된다는 전제가 있었음
- 60fps는 초기 주목표가 아니었고, 노트북에 충분히 빠른 수준이면 됐으며 60fps가 안 되면 15fps도 괜찮은 목표였음

### 픽셀 단위 업데이트가 만든 속도와 품질
- 기존 Eink 컨트롤러는 **전역 업데이트 타이머**를 사용해 화면을 새로 고칠 때 이전 업데이트가 끝날 때까지 기다림
- 기존 업데이트는 약 100ms가 걸려 최악의 경우 새 이미지가 처리되기 전부터 100ms를 기다리게 됨
- 타이머를 더 빠르게 돌리면 프레임률은 올라가지만, Eink 입자가 반응할 시간이 부족해 이미지가 씻겨 나간 것처럼 보임
- 기존 방식은 **주사율과 명암비** 사이의 절충을 만들며, 일부 컨트롤러는 4~16개 영역을 독립 갱신해 이를 완화함
- 영역 기반 완화 방식은 소프트웨어가 영역을 직접 관리해야 하고, 여전히 한계가 남음
- 픽셀별 업데이트 방식은 모든 픽셀을 독립 업데이트 영역처럼 다루며, 무언가 바뀐 픽셀은 기다리지 않고 즉시 갱신을 시작함
- 이 방식은 높은 프레임률과 높은 명암을 동시에 얻어 기존 속도·품질 절충을 없앰
- 단점은 **메모리 대역폭**이며, 13인치 패널에서 흑백 이미지를 표시할 때 기존 컨트롤러는 초당 20MB가 필요하지만 이 방식은 초당 540MB가 필요함
- 높은 대역폭 요구 때문에 기본 SDRAM 대신 DDR3가 필요하고, USB 대신 DisplayPort가 필요해 비용이 증가함
- 책 읽기 용도에는 이 구성이 불필요하지만, 모니터 용도에서는 큰 차이를 만듦

### 표시 품질: 디더링과 하이브리드 회색조
- 프로젝트는 노트북보다 먼저 좋은 모니터를 만드는 방향으로 바뀌었고, 이후 몇 년간 여가 시간에 진행됨
- Eink는 비점멸 방식의 **회색조**를 구현하지 못해 디더링이 필수였음
- 구현된 디더링 알고리듬은 Bayer dithering, blue noise, error diffusion 세 가지였음
- Bayer dithering은 빠르지만 눈에 띄는 패턴이 생기고, blue noise는 더 나은 외관을 만들며, error diffusion은 가장 좋은 품질을 내지만 고해상도로 확장하기 어려움
- 디더링은 동작하지만 진짜 회색조를 넘어서지 못하며, 예외는 점멸 방식 회색조였음
- 기존 모니터는 느린 점멸 모드를 구현하거나 회색조를 완전히 건너뛰는 방식이었음
- 하이브리드 방식은 이미지가 바뀔 때 빠른 이진 모드로 전환하고, 잠시 안정되면 회색조로 다시 렌더링함
- 이 방식은 읽기에는 잘 맞지만 다른 용도에서는 덜 적합했으며, 자체 컨트롤러 덕분에 사전 설정 모드에 묶이지 않고 사용 사례에 맞게 최적화할 수 있었음

### 하드웨어 반복과 제품화 과정
- 첫 프로토타입은 풀사이즈 **DisplayPort**를 사용했고, 이후 DisplayPort를 포함한 USB Type-C로 전환함
- 통합 전원 관리 IC가 단종되면서 개별 DC-DC 컨버터로 바꿔야 했음
- 예기치 않은 latch-up 이벤트로부터 화면을 보호하기 위해 보드에 전체 전압·전류 모니터링을 추가함
- 각 변경은 새 PCB 리비전을 필요로 했고, 각 리비전은 새로운 학습으로 이어졌음
- 외주 업체에서 첫 케이스 설계가 돌아왔을 때, 책상 위 노출 PCB가 아니라 실제 제품처럼 보이기 시작함
- Hackaday Supercon, LatchUp, Supply의 Teardown 행사에서 시연했고, 사람들은 이 제품이 실제로 나오길 원했음
- 기술이 동작하고 수요가 있으며 설계도 있었기 때문에 마지막 추진을 위해 직장을 그만둠
- 계획은 몇 달간 집중해 설계를 다듬고, 제조하고, 출하하는 것이었음

### 전면 재설계, 공급사 문제, 최종 기능
- 전업으로 전환한 직후 Eink가 더 높은 해상도, 더 나은 사양, 더 낮은 가격의 새 패널을 발표함
- 새 패널은 더 나은 제품으로 이어질 수 있었지만, 더 높은 해상도 때문에 고대역폭 디코더 IC, 고대역폭 DDR 메모리, 새 FPGA, 더 높은 전류의 전원 공급이 필요해짐
- 이 변경은 보드의 거의 전부를 바꾸는 수준이었고, 최소 반년 지연을 만들었음
- 최종 제품에서는 보드를 먼저 설계하고 케이스를 맞추던 방식에서 벗어나, 섀시·정확한 치수·마운팅 포인트 등 폼팩터를 먼저 정하고 보드를 맞추는 방식으로 바뀜
- 새 방식은 전체 설계를 더 최적화되고 일관되게 만들었지만, 또 한 번의 큰 리비전이 필요했음
- 완전 조립 프로토타입은 Design Shenzhen에서 선보였지만, 무작위 글리치, 영상 끊김, 초기화 실패 때문에 출하하기엔 너무 불안정했음
- 비디오 디코더 칩 공급사는 NDA와 서비스 계약이 있었음에도 도움을 거부했고, 처음부터 드라이버 코드를 제공하지 않았음
- 칩을 쓰기 위한 소스코드를 받기 위해 추가 비용을 지불해야 했지만 코드는 동작하지 않았고, 동작하는 코드에는 더 많은 돈을 요구했음
- 이후 다른 공급사로 바꿨고, 새 공급사는 함께 일하기 훨씬 나았지만 프로젝트 시작 시점에는 해당 칩을 구할 수 없었음
- 이후 터치스크린 지원을 추가하면서 새 터치 컨트롤러 통합, 드라이버 작성, 보정 처리가 필요했음
- 깜빡임 없는 전면 조명, 선명도에 유용한 프레임률 제한기, 전원 연결이 없을 때 전력을 아끼는 저전력 모드, 이 기능들을 제어하는 온스크린 디스플레이가 추가됨
- 각 기능은 한 문장으로는 단순해 보이지만 제대로 구현하는 데 몇 주가 걸렸고, 마감선은 계속 이동했음
- 전업 이후에는 직장에 다닐 때보다 더 많은 시간을 일했고, 밤과 주말의 경계가 흐려졌으며, 게임과 자유 시간이 줄어듦
- 직접 결정하면 바로 실행되고, 문제를 해결하면 해결된 상태가 유지되며, 기능을 구현하기 위해 다른 사람을 설득할 필요가 없었음
- 4년 뒤 결과물은 13.3인치, 최대 60fps, 매우 낮은 지연시간, 여러 표시 모드, 터치스크린, 전면 조명, 색상 옵션을 갖춘 모니터가 됨
- 하드웨어 설계, FPGA 게이트웨어, 펌웨어가 모두 **오픈소스**로 공개되어 직접 만들 수도 있음

## Comments



### Comment 59512

- Author: neo
- Created: 2026-06-13T09:09:56+09:00
- Points: 1

###### [Lobste.rs 의견들](https://lobste.rs/s/wnn1ul/how_i_made_60fps_eink_monitor_modos_flow) 
- 올해 FOSDEM에서 Alex를 만나 이 데모를 봤는데, 꽤 좋아 보였음
  - 나도 봤고, 거의 **드디어 나왔다**는 느낌이었음  
    아직 시제품이고 케이스도 완성 전이라 완전히 확신하진 못했지만 가능성이 커 보였고, 다음 전자잉크 구매는 아마 modos 제품이 될 것 같음

- 예전 Crowd Supply 캠페인 때 받은 **개발 키트**를 갖고 있는데, 궁금한 거 있으면 물어봐도 됨
  - 코딩하기 좋은가?
  - **전력 소모**를 정량적으로 측정한 값이 있나? 찾을 수 있었던 사양은 일반적인 전자종이의 “낮음” 대비 “높음” 정도뿐이었음  
    밝은 햇빛 아래 대비는 어떤지, 소프트웨어 쪽에서 문제를 겪은 적은 없는지도 궁금함

- 정말 멋진 디스플레이임. 노트북이나 태블릿에 들어가면 좋겠고, 작은 외장 디스플레이 단독으로는 쓸 일이 있을지 잘 모르겠음  
  “이동 중에는 USB Type-C 케이블 하나로 Flow를 최대 40Hz로 구동할 수 있고, 책상에서는 추가 전원을 연결해 전체 60Hz 주사율을 활용할 수 있다”는 설명은 좀 이상하게 들림  
  전력 소비 수치는 못 찾았지만 USB-C 케이블 하나로 고급 노트북 전체도 전원 공급이 가능한데, 디스플레이 하나가 그보다 더 먹을 리가 있나 싶음
  - 제대로 이해한 건지는 모르겠지만, 입력 쪽이 **USB Power Delivery**를 제공하느냐의 문제 같음  
    AC/DC 입력이 있는 데스크톱 모니터는 60W나 100W 같은 PD를 출력할 수 있지만, 내 노트북은 PD를 출력하지 않음  
    PD로만 충전되는 카메라가 있는데, 노트북은 USB-C로 연결은 잘 되지만 25W나 30W 정도가 필요해서 충전은 못 해줌  
    다만 우리 집의 다른 휴대용 모니터들은 노트북 USB-C만으로도 동작함. 전자잉크는 셀을 지우는 데 5V보다 높은 전압이 필요하니, 60Hz에서는 그 승압 때문에 전력 소모가 너무 커질 수도 있어 보임

- 이건 좀 믿기 어려움. 내가 이해하기로 낮은 프레임률은 기본적으로 **소프트웨어 한계**이지 하드웨어 한계가 아닌 것 같은데, 왜 아직 더 널리 보급되지 않았을까?
  - 비용과 신뢰성 때문임. 전자잉크 디스플레이의 주 용도는 **저전력**인데, 전력 소모가 크고 대역폭이 높은 컨트롤러는 그 목적과 반대라서 투자가 덜 됨  
    고객이 필요로 하지 않는 더 비싼 컨트롤러를 넣을 이유도 약하고, 전자잉크를 더 세게 구동하면 수명이 줄어 가치 제안이 달라짐  
    전자잉크 디스플레이는 특허 비용과 까다로운 기계 설계 때문에 원래도 비싼 편임. Toyota Corolla를 시속 150마일로 달리게 만들 수는 있겠지만, 편의를 위한 내부 요소를 바꾸고 일부 안전장치를 제거해야 하며, 움직이는 부품들은 한 바퀴만 돌고도 망가질 수 있는 것과 비슷함
  - 이건 단순히 소프트웨어 문제가 아님. 픽셀의 물리적 제약을 다루기 위해 **특수 하드웨어 컨트롤러**를 설계해야 했고, 업데이트 속도도 세심하게 조율해야 했음  
    결국 “모든 하드웨어는 알고리즘이므로 소프트웨어에서 시작한다”는 말은 맞지만, 전자잉크의 경우 컨트롤러 시장이 DVI나 VGA 컨트롤러처럼 수십 년 동안 성숙한 시장을 따라잡지 못했음  
    Alex의 작업이 오픈소스이니, 머지않아 어느 시점에는 대규모로 재현될 가능성이 있다고 봄

- **높은 주사율**과 **높은 대비**를 갖춘 반사형 화면에 대한 수요가 분명히 있어 보임. 그런데 왜 대부분의 접근이 “일반 전자종이를 어떻게든 쓰거나 개조하자”는 식인지 궁금함  
  제조사들이 Sharp의 Memory Display 계열 같은 방식으로 6인치 이상 반사형 LCD 패널을 만들지 않는 이유가 뭘까?  
  덧붙이면, 전자업계가 구매 가능한 전기습윤 디스플레이도 좀 만들어줬으면 좋겠음
  - 내 인상으로는 전자잉크가 **반사형 LCD**보다 종이에 더 가까워 보임
