HDMI 和 DP 協(xié)議之爭
顯示器接口作為連接顯示信息生成/播放設備與顯示器之間的信息傳遞的通路,隨著顯示技術的發(fā)展也在不斷發(fā)展著,迄今為止產(chǎn)生了很多不同的接口。而目前主流的接口包括 HDMI 和 DP 接口。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202502/466690.htm就在今年年初的國際消費類電子產(chǎn)品展覽會(International Consumer Electronics Show,簡稱 CES)上,HDMI2.2 時隔多年終于更新了。另一方面,視頻電子標準協(xié)會(VESA)也宣布將于 2025 年春季對現(xiàn)有的 DisplayPort 2.1 規(guī)范進行升級,推出 DP 2.1b 版本。
這些更新引發(fā)了關于 HDMI 和 DisplayPort 兩種視頻接口協(xié)議的再次熱議。作為消費者,我們或許并不總是關注這些技術細節(jié),但它們確實在我們的日常生活中扮演著重要角色。那么,HDMI 和 DP 究竟有何不同?這次 HDMI2.2 的更新又意味著什么?
什么是 DP 與 HDMI?
HDMI,全稱 High Definition Multimedia Interface,即高清多媒體接口。2002 年,日立、索尼、松下、飛利浦、硅圖像、湯姆森和東芝等公司聯(lián)合創(chuàng)立了這一接口標準,旨在統(tǒng)一電視的顯示輸入,取代當時的 DVI、VGA 等接口。憑借其自身具備的高可靠性和便捷性,再加上 Fox、Universal 等行業(yè)巨頭的大力支持,HDMI 迅速在市場上嶄露頭角,成為主流的接口標準。2003 年,消費類產(chǎn)品開始采用 HDMI 接口進行生產(chǎn),僅僅一年后,也就是 2004 年,HDMI 接口就出現(xiàn)在了消費級高清電視上。
自問世以來,HDMI 歷經(jīng)了多次版本的更新迭代。從最初的 HDMI 1.0 到如今的 HDMI 2.2,每一次更新都為用戶帶來了更高的帶寬、更多豐富的功能以及更出色的兼容性。例如,HDMI 1.3 版本引入了 Deep Color(深色技術)和 DTS - HD Master Audio 等高級音視頻功能;而 HDMI 2.1 版本更是實現(xiàn)了重大突破,支持高達 10K 的分辨率,以及 8K/60Hz 和 4K/120Hz 的刷新頻率,同時還加入了自動低延遲模式(ALLM)和可變刷新率(VRR)等深受游戲玩家喜愛的功能。在物理接口方面,HDMI 主要有標準 HDMI 接口、Mini HDMI 接口和 Micro HDMI 接口這幾種類型。
然而,HDMI 也并非完美無缺。它是由業(yè)內(nèi)少數(shù)公司主導制定的標準,使用 HDMI 需要繳納較高的授權費。并且,HDMI 屬于一個封閉的組織,在整個業(yè)界并沒有達成廣泛的共識,也缺乏像 VESA(視頻電子標準協(xié)會)這樣權威的行業(yè)組織進行認證。
DisplayPort(簡稱 DP)是一個由 PC 及芯片制造商聯(lián)盟開發(fā),視頻電子標準協(xié)會(VESA)標準化的數(shù)字式視頻接口標準。該接口免認證、免授權金,主要用于視頻源與顯示器等設備的連接,并也支持攜帶音頻、USB 和其他形式的數(shù)據(jù)。
不難看出,HDMI 是電視機行業(yè)投影儀行業(yè)支持的標準,DP 是顯卡行業(yè)和 PC 行業(yè)支持的標準。所以才會存在兩個并列標準。
一般而言,要想實現(xiàn)統(tǒng)一的接口來連接所有設備,首先需要行業(yè)內(nèi)的主流公司都參與其中,其次需要統(tǒng)一的通信方式,最后標準是開放的。
2003 年,DELL 基于 LVDS(低電壓差分信號)技術研發(fā)了一種 Display Port 的協(xié)議,并于 2005 年提交給 VESA,此時的 VESA 已不再局限于顯卡公司,蘋果、戴爾等主機廠商也已加入其中。2006 年,VESA 正式發(fā)布 DP 標準。此后,DP 協(xié)議也經(jīng)歷了多個版本的演進。DP 1.0 提供了 10.8Gbps 的帶寬,能夠支持 2560x1600 分辨率;DP 1.2 引入了 MST(多流傳輸)技術,使得單個 DP 接口可以連接多個顯示器;DP 1.4 更是支持高達 8K 的分辨率和 HDR(高動態(tài)范圍)技術。而最新的 DP 2.1 標準,將帶寬進一步提升至 80Gbps(通過 UHBR 20 模式),能夠支持更高的分辨率和刷新率。
更重要的是,DP 是免費的,除了一個很低的入門會員費外,不收取任何專利費。此外,DP 顯卡與現(xiàn)有的 HDMI 和 DVI 接口具有良好的兼容性,只需使用簡單的轉(zhuǎn)換頭即可連接。而且 DP 傳輸?shù)氖羌償?shù)據(jù),也支持 HDCP(高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護技術,由好萊塢與半導體界巨人 Intel 合作開發(fā),用以確保數(shù)字化的影像與聲音數(shù)據(jù)在通過傳輸接口傳送時不會遭到非法拷貝,HDMI 也支持該技術)。
因為 DP 與生俱來的可擴展性,很多電腦主機廠都非常積極地擁抱 DP 標準。蘋果在 2008 年開發(fā)了 mini DP 標準,替換 DVI 接口,使蘋果自家筆記本產(chǎn)品更輕薄。之后,由 Intel 主導、蘋果協(xié)助的 Thunderbolt 雷電接口標準發(fā)布,接口外形采用 Mini DP,但實際上是借鑒 DP 與 PCI Express(Peripheral Component Interconnect Express) 兩種技術。
HDMI2.2 和 DP2.1
HDMI 2.2 和 DP 2.1 作為兩種先進的數(shù)字顯示接口標準,各自擁有獨特的參數(shù)和采用的相關技術。以下是對兩者的詳細對比:
一、參數(shù)對比
二、采用的相關技術
HDMI 2.2
1.Ultra96 線材:HDMI 2.2 引入了新的「Ultra96」線材,以支持高達 96Gbps 的帶寬,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俸透咝А?/p>
2. 固定比特率傳輸技術(FRL):沿用了 HDMI 2.1 中的 FRL 技術,并在數(shù)據(jù)傳輸速率上實現(xiàn)了翻倍增長,達到了 96Gbps 的傳輸帶寬峰值。
3. 延遲指示協(xié)議(LIP):旨在優(yōu)化音頻與視頻的同步性能,尤其適用于復雜的系統(tǒng)配置。
4. 未壓縮視頻傳輸:支持 10 位和 12 位色彩深度的未壓縮 4K/240Hz 以上流媒體傳輸規(guī)格,確保圖像的完整性和細節(jié)的豐富性。
DP 2.1
1. 超高比特率(UHBR)傳輸模式:DP 2.1 引入了三種新的傳輸模式,包括 UHBR 10、UHBR 13.5 和 UHBR 20,最大帶寬可達 80Gbps。
2.128b/132b 編碼:使用了更高效的 128b/132b 編碼方案,整體效率達到 96.7%,從而充分利用其帶寬。
3.Display Stream Compression(DSC)技術:在需要時,DP 2.1 可以通過 DSC 技術支持更高分辨率和刷新率的視頻播放。
4.USB-C 集成:DP 2.1 可通過 USB-C 連接使用,并可同時傳輸高速數(shù)據(jù)和多個 4K 顯示器需要的電力。
值得注意的是,最近視頻電子標準協(xié)會(VESA)宣布,推出 DP80LL UHBR(低損耗超高比特率)線纜,在長達 3 米的有源電纜上提供四通道 UHBR20 鏈路速率(80Gbps),經(jīng)過 VESA 認證的 DP80LL 線纜預計會在未來幾個月內(nèi)推向市場。這次更新屬于 DisplayPort 2.1b 的一個關鍵亮點,該版本將于 2025 年春季發(fā)布。與現(xiàn)有 VESA 認證的 DP80 無源電纜相比,DisplayPort 2.1b 更新將為 UHBR20 GPU 到顯示器的連接提供原有 3 倍的線纜長度。
接口背后的利益之爭
除了專門設計給電腦用的顯示器外,絕大多數(shù)的多媒體設備都是支持 HDMI 的,而不一定支持 DP 或 mDP。
值得注意的是,HDMI 是有收取版權費用的,生產(chǎn)廠家每年需要交納 15000 美元的版權許可費用,加上生產(chǎn) HDMI 的本身需要 1.1 美元的成本,加起來看起來是不少,但實際上對于大廠商而言卻不然,畢竟一年下來生產(chǎn)數(shù)千萬的 HDMI 產(chǎn)品,平均下來所謂的版權費幾乎可以忽略。DP 盡管是免費開放的,但卻在市場占有率上落后。
從技術層面分析,DP2.1 接口和 HDMI2.2 接口在參數(shù)上相差無幾,一些極限「性能」差距也僅僅是針對超級影音發(fā)燒友而言,而對于普通用戶日常娛樂使用而言,兩者并沒有什么區(qū)別。但電視廠商不改用免費的 DP 接口,卻堅守收費的 HDMI。
事實上并不是電視廠商錢多得沒地方花,反而是出于成本和收益的權衡才堅持采用 HDMI 接口。DP 接口是 PC 與顯示器廠商主導的協(xié)議,而 HDMI 接口則是電視廠商主導的協(xié)議?,F(xiàn)階段在電視領域,HDMI 的普及率已經(jīng)非常高,同時與電視相關的各種「衍生產(chǎn)品」——家里所配套的電視盒子、游戲主機、播放器、音箱功放等等也都以 HDMI 接口為主。也就是說,DP 接口并沒有顯著的成本優(yōu)勢。
由于 HDMI 已經(jīng)得到普及,而新出的 DP 技術雖然新進,但是和 HDMI 接口來說,可以說是同質(zhì)的存在,那么多對廠家來說,就沒有必要再布置多一個沒有必要的接口。而且,多一個接口對于電路板來說就多一分不穩(wěn)定的因數(shù),成本也增加了,沒有特別的好處下,廠家是不會背負這個風險的。
雖然 DP 接口在硬件參數(shù)上也十分優(yōu)秀,但與現(xiàn)階段的 HDMI 接口的市場占有率相比,DP 接口只能算一個小眾接口,普及率不高。最令人詫異的是,作為顯卡廠商主推的協(xié)議,甚至在其主攻的 PC 領域,40 系列顯卡甚至不支持 DP2.0 及以上版本的協(xié)議。連 GPU 市場的龍頭老大都沒有支持 DP2.0,顯示器廠商更缺乏動力跟進,Nvidia 成為了標準升級的短板。
反而作為 GPU 市場的 others,Intel 和 AMD 積極擁抱 DP 協(xié)議。比如,Intel 在 2022 年發(fā)布的移動端顯卡 A350m,A370m 都支持 DP2.0,雖然只支持到 UHBR10(40Gbps)。
隨著傳統(tǒng)電視市場的萎縮,雙方都在爭奪顯示器等市場的視頻接口。特別是游戲?qū)Ω邘屎透叻直媛实男枨?,也推動了接口協(xié)議的進步。
盡管 HDMI 和 DP 都是脫身于 DVI,但明顯發(fā)展沒有停止,一路發(fā)展,一路升級,目前不管 HDMI 或者 DP 都已經(jīng)更換了好幾個版本了。
也許正是因為 DP 接口一直無法真正的占領市場,所以短短的幾年不斷的推陳出新,也正因為 DP 接口不斷的升級,HDMI 迫于壓力也只能咬牙升級,進而推進了高清數(shù)碼的快速良性發(fā)展。
大一統(tǒng)的 Type-C 接口
在如今的電子設備市場,Type - C 接口展現(xiàn)出了統(tǒng)一多種接口標準的趨勢。隨著 USB Type - C 接口的廣泛推廣,它憑借在數(shù)據(jù)傳輸速度上的顯著優(yōu)勢,以及支持反向插拔和電源傳輸?shù)葘嵱霉δ埽蔀榱艘环N備受青睞的多功能解決方案,已經(jīng)在手機和電腦等設備上得到了廣泛應用。
完整的 Type - C 由 24 根引腳組成,具備強大的功能集成性,數(shù)據(jù)傳輸、供電以及視頻信號傳輸都能通過這一個接口實現(xiàn),并且這些功能可以同時并發(fā)運行。目前的 Type - C 接口能夠?qū)崿F(xiàn)雙向 40Gbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速度,可同時傳輸視頻、聲音和數(shù)據(jù)。
得益于其強大的功能和高度的普及度,Type - C 接口在未來很有可能成為更廣泛采用的標準,也就是主流接口,有望逐步替代 HDMI、DP 接口。這一趨勢不僅將簡化電子設備的接口設計,還會為用戶帶來更加便捷的使用體驗。
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