'帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析'

HDMI 英特爾 獨孤求敗 技術 蘋果公司 微型計算機 2019-08-13
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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

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DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲雷電3,小小的接口帶著一統江湖的氣勢而來。


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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲雷電3,小小的接口帶著一統江湖的氣勢而來。


帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲USB Type-C接口在DP alt模式下,除了保留USB 3.1數據通道和供電通道外,其餘全部用於傳輸DP數據流。

USB 4幾乎就是把雷電3拿去改了個名字,將它大眾化了(因為使用雷電3必須經過Intel的嚴格認證),另外USB雙向數據通信的特性決定了它基本上就只能工作在40Gbps的帶寬上。但對於DP而言,視頻信號是單向傳輸,不需要全雙工,這樣就能夠單向利用到雷電3的全部帶寬。這可比從零開發簡單多了,也更能被市場認可。同時,DP還繼承了雷電3那無比高效的信號編碼方案,也就是128/132b,讓DP 2.0不僅得到了更多的帶寬,並且更有效地利用它。

從“新”連接

鑑於雷電3、DP 2.0、USB Type-C在物理結構上是一樣的,這使得USB Type-C也成了DP官方接口標準之一。VESA綜合考慮成本、技術、市場等多方面因素後,最終決定DP 2.0採用了兩個物理接口:一是繼續利用原有DP接口並向下兼容,二是利用USB Type-C接口(工作在DP alt模式)。

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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲雷電3,小小的接口帶著一統江湖的氣勢而來。


帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲USB Type-C接口在DP alt模式下,除了保留USB 3.1數據通道和供電通道外,其餘全部用於傳輸DP數據流。

USB 4幾乎就是把雷電3拿去改了個名字,將它大眾化了(因為使用雷電3必須經過Intel的嚴格認證),另外USB雙向數據通信的特性決定了它基本上就只能工作在40Gbps的帶寬上。但對於DP而言,視頻信號是單向傳輸,不需要全雙工,這樣就能夠單向利用到雷電3的全部帶寬。這可比從零開發簡單多了,也更能被市場認可。同時,DP還繼承了雷電3那無比高效的信號編碼方案,也就是128/132b,讓DP 2.0不僅得到了更多的帶寬,並且更有效地利用它。

從“新”連接

鑑於雷電3、DP 2.0、USB Type-C在物理結構上是一樣的,這使得USB Type-C也成了DP官方接口標準之一。VESA綜合考慮成本、技術、市場等多方面因素後,最終決定DP 2.0採用了兩個物理接口:一是繼續利用原有DP接口並向下兼容,二是利用USB Type-C接口(工作在DP alt模式)。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP alt模式下,TX通道用於傳輸DP數據流。

但原有的DP接口物理層已經改變,老版本的DP線纜並不能滿足需求,又不能把所有老的DP線纜一棍子打死然後強制推行新線纜。為此VESA制定了符合DP 2.0特性的線纜新標準:UHBR(Ultra High Bit Rate 超高比特率)標準。

UHBR將線纜分為三個等次:UHBR 10、UHBR 13.5、UHBR 20,裡面的數字實際上就是各自的每通道帶寬。UHBR 10作為最低標準的擁有10×4=40Gbps的理論帶寬,單純傳輸8K視頻已經足夠了,關鍵是它對線纜要求很低,普通的無源銅線纜已經足夠,並且傳輸距離可以達到2~3米。UHBR 10也符合VESA曾經推出的DP 8K線纜認證項目,也就是說,通過了8K認證的DP線纜就符合UHBR 10的信號傳輸要求。

"

2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲雷電3,小小的接口帶著一統江湖的氣勢而來。


帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲USB Type-C接口在DP alt模式下,除了保留USB 3.1數據通道和供電通道外,其餘全部用於傳輸DP數據流。

USB 4幾乎就是把雷電3拿去改了個名字,將它大眾化了(因為使用雷電3必須經過Intel的嚴格認證),另外USB雙向數據通信的特性決定了它基本上就只能工作在40Gbps的帶寬上。但對於DP而言,視頻信號是單向傳輸,不需要全雙工,這樣就能夠單向利用到雷電3的全部帶寬。這可比從零開發簡單多了,也更能被市場認可。同時,DP還繼承了雷電3那無比高效的信號編碼方案,也就是128/132b,讓DP 2.0不僅得到了更多的帶寬,並且更有效地利用它。

從“新”連接

鑑於雷電3、DP 2.0、USB Type-C在物理結構上是一樣的,這使得USB Type-C也成了DP官方接口標準之一。VESA綜合考慮成本、技術、市場等多方面因素後,最終決定DP 2.0採用了兩個物理接口:一是繼續利用原有DP接口並向下兼容,二是利用USB Type-C接口(工作在DP alt模式)。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP alt模式下,TX通道用於傳輸DP數據流。

但原有的DP接口物理層已經改變,老版本的DP線纜並不能滿足需求,又不能把所有老的DP線纜一棍子打死然後強制推行新線纜。為此VESA制定了符合DP 2.0特性的線纜新標準:UHBR(Ultra High Bit Rate 超高比特率)標準。

UHBR將線纜分為三個等次:UHBR 10、UHBR 13.5、UHBR 20,裡面的數字實際上就是各自的每通道帶寬。UHBR 10作為最低標準的擁有10×4=40Gbps的理論帶寬,單純傳輸8K視頻已經足夠了,關鍵是它對線纜要求很低,普通的無源銅線纜已經足夠,並且傳輸距離可以達到2~3米。UHBR 10也符合VESA曾經推出的DP 8K線纜認證項目,也就是說,通過了8K認證的DP線纜就符合UHBR 10的信號傳輸要求。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲8K終端設備已經開始面向市場推廣

至於UHBR 13.5和UHBR 20,理論帶寬為54Gbps和80Gbps。帶寬提升帶來的副作用就是傳輸距離幾何級數般減少。無源線纜只能用作極短距離的傳輸,例如筆記本擴展塢。要想長距離傳輸,只能在線纜中加入放大器和控制電路,這必然導致成本上升,但VESA似乎也沒有其他更好的方法。

其他改進

DP 1.4的特性中有一個可選項是前向糾錯技術FEC(Forward Error Correction),這是顯示流壓縮技術DSC(Display Stream Compression)標準的一部分。DSC是VESA的無損圖像壓縮標準,提供大概3:1的壓縮比,讓壓縮後的圖像剛好足夠節省電力和帶寬,也不會顯著增加延遲。

在DP 2.0中,FEC默認對所有未壓縮和經過DSC壓縮的數據流都開啟。它也成為DP 2.0的核心特性之一,任何支持DP 2.0標準的設備都必須同時支持對DSC數據流的編解碼與傳輸。但需要說明的是,DP 2.0並不強制使用DSC,當帶寬允許時,自然是首選未壓縮的圖像進行傳輸。對於設備製造商而言,這也能為他們開發帶DSC模式的顯示器打下基礎。

DP 2.0在電源效率方面也進行了改進,採用了VESA的Panel Replay技術。這是從當年的PSR(Panel Self Refresh,面板自刷新)技術演化而來的,它允許系統只傳輸和更新與上一個視頻幀不同的圖像部分。當初PSR主要用在筆記本電腦和其他移動設備上,通過減少傳輸數據量進而降低數據通道和CPU的負荷,達到節能目的。DP 2.0的Panel Replay延續了這一理念,且不需要額外的控制芯片來達到目的。

"

2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲雷電3,小小的接口帶著一統江湖的氣勢而來。


帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲USB Type-C接口在DP alt模式下,除了保留USB 3.1數據通道和供電通道外,其餘全部用於傳輸DP數據流。

USB 4幾乎就是把雷電3拿去改了個名字,將它大眾化了(因為使用雷電3必須經過Intel的嚴格認證),另外USB雙向數據通信的特性決定了它基本上就只能工作在40Gbps的帶寬上。但對於DP而言,視頻信號是單向傳輸,不需要全雙工,這樣就能夠單向利用到雷電3的全部帶寬。這可比從零開發簡單多了,也更能被市場認可。同時,DP還繼承了雷電3那無比高效的信號編碼方案,也就是128/132b,讓DP 2.0不僅得到了更多的帶寬,並且更有效地利用它。

從“新”連接

鑑於雷電3、DP 2.0、USB Type-C在物理結構上是一樣的,這使得USB Type-C也成了DP官方接口標準之一。VESA綜合考慮成本、技術、市場等多方面因素後,最終決定DP 2.0採用了兩個物理接口:一是繼續利用原有DP接口並向下兼容,二是利用USB Type-C接口(工作在DP alt模式)。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP alt模式下,TX通道用於傳輸DP數據流。

但原有的DP接口物理層已經改變,老版本的DP線纜並不能滿足需求,又不能把所有老的DP線纜一棍子打死然後強制推行新線纜。為此VESA制定了符合DP 2.0特性的線纜新標準:UHBR(Ultra High Bit Rate 超高比特率)標準。

UHBR將線纜分為三個等次:UHBR 10、UHBR 13.5、UHBR 20,裡面的數字實際上就是各自的每通道帶寬。UHBR 10作為最低標準的擁有10×4=40Gbps的理論帶寬,單純傳輸8K視頻已經足夠了,關鍵是它對線纜要求很低,普通的無源銅線纜已經足夠,並且傳輸距離可以達到2~3米。UHBR 10也符合VESA曾經推出的DP 8K線纜認證項目,也就是說,通過了8K認證的DP線纜就符合UHBR 10的信號傳輸要求。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲8K終端設備已經開始面向市場推廣

至於UHBR 13.5和UHBR 20,理論帶寬為54Gbps和80Gbps。帶寬提升帶來的副作用就是傳輸距離幾何級數般減少。無源線纜只能用作極短距離的傳輸,例如筆記本擴展塢。要想長距離傳輸,只能在線纜中加入放大器和控制電路,這必然導致成本上升,但VESA似乎也沒有其他更好的方法。

其他改進

DP 1.4的特性中有一個可選項是前向糾錯技術FEC(Forward Error Correction),這是顯示流壓縮技術DSC(Display Stream Compression)標準的一部分。DSC是VESA的無損圖像壓縮標準,提供大概3:1的壓縮比,讓壓縮後的圖像剛好足夠節省電力和帶寬,也不會顯著增加延遲。

在DP 2.0中,FEC默認對所有未壓縮和經過DSC壓縮的數據流都開啟。它也成為DP 2.0的核心特性之一,任何支持DP 2.0標準的設備都必須同時支持對DSC數據流的編解碼與傳輸。但需要說明的是,DP 2.0並不強制使用DSC,當帶寬允許時,自然是首選未壓縮的圖像進行傳輸。對於設備製造商而言,這也能為他們開發帶DSC模式的顯示器打下基礎。

DP 2.0在電源效率方面也進行了改進,採用了VESA的Panel Replay技術。這是從當年的PSR(Panel Self Refresh,面板自刷新)技術演化而來的,它允許系統只傳輸和更新與上一個視頻幀不同的圖像部分。當初PSR主要用在筆記本電腦和其他移動設備上,通過減少傳輸數據量進而降低數據通道和CPU的負荷,達到節能目的。DP 2.0的Panel Replay延續了這一理念,且不需要額外的控制芯片來達到目的。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲VR沉浸式玩法有望推動高分辨率的發展

DP 2.0還對此前誕生於1.2版本的分支功能進行了改進。DP的分支功能允許多臺顯示器通過菊花鏈的方式連接,但1.x版本需要各分支設備能夠解碼DP數據流,如今面對DP 2.0超高帶寬帶來的巨大數據流,解碼將會非常困難。DP 2.0只要求分支設備能夠傳遞數據而不需要解碼,使得MST和菊花鏈更容易實現。此外,VESA Adaptive Sync在DP 2.0中仍是作為一項可選功能。

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2017年,在HDMI聯盟發佈HDMI 2.1版標準之後,老對手DisplayPort(後文簡稱DP)一直沒有任何反應。是就此沉寂還是等著“放大招”?答案現在已經揭曉:6月26日,VESA發佈了DP 2.0版標準,堪稱DP標準誕生以來最重要的一次更新。主要提供了對8K顯示器的完美支持,讓用戶能夠享受到超高清畫質帶來的精細化體驗。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

質的飛躍

DisplayPort和HDMI在視頻標準的競爭方面一直是你追我趕互不相讓。2017年,HDMI聯盟發佈了HDMI 2.1版標準。我們先來複習一下這個版本有多厲害:

1.帶寬48Gb/s,支持8K@60Hz和4K@120Hz視頻分辨率,最高可以傳輸10K(10240×4320)的視頻;

2.能讓每一幀畫面都呈現出各種完美細節的動態HDR技術;

3.更強大的eARC音頻回傳技術;

4.增強畫面刷新率,確保遊戲、電影和視頻畫面實現流暢且無縫地移動和轉換。此特性包含三個方面:面向遊戲的可變刷新率(VRR)、面向電影和視頻的快速媒體切換(QMS)和麵向VR的快速幀傳輸(QFT);

5.自動設置理想延遲的自動低延遲模式(ALLM);

6.可逆向兼容早期的HDMI版本。

而同一時期,DP還是1.4版本。其實DP 1.4的標準也不能說低,畢竟大多數人的顯示器還停留在2K@60Hz時代。技術的車輪終歸要緩慢前行,顯示器的分辨率和刷新率一直在不斷提高。與此同時,為了更好地重現這個五彩斑斕的花花世界,10bit甚至12bit色深、HDR等也開始成為顯示器標配。高分辨率、高刷新率加上廣色域必然帶來海量的數據,DP 1.4傳輸這樣的數據也會頗感吃力。

面對HDMI升級到2.1的“挑釁”,VESA直到今年6月才放出了“大招”:DP 2.0。這裡我們也可以看出這對“冤家”鬥得真是難解難分:HDMI從1.4直接跳到了2.0,那麼DP呢?“對手都2.0了不能讓人覺得咱們還在1.0的基礎上修修補補”,於是也有樣學樣。

這種數字遊戲我們在手機廠商身上看得很多,但DP版本從1.4跳到2.0確實是有理有據的。本次是DP標準自2007年誕生以來最大的一次更新,或者說是飛躍也不為過。此前,DP 1.3和1.4的理論帶寬是32.4Gbps,在10bit編碼下,有效帶寬只能達到80%,也就是25.9Gbps。

對於一臺1670萬顏色(24bit)、4K@120Hz分辨率,或者10億顏色(30bit)、4K@98Hz分辨率的顯示器而言這已經足夠了。但它對付不了下一代顯示器,例如分辨率高達6016×3384的蘋果Pro Display XDR,以及今後的8K顯示器。這些超高清的顯示設備對帶寬的渴求就像黑洞一樣,此前只有HDMI 2.1能滿足它們。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲蘋果Pro Display XDR,炫技,也為了專業。

DP 2.0也終於跟上了步伐。它引入了幾種比特率模式,最高可達到80Gbps帶寬。在此基礎上,DP 2.0還採用了全新的編碼機制128/132b將帶寬有效率提升至97%,實際帶寬達到77.4Gbps,是DP 1.4的三倍,也徹底碾壓了HDMI 2.1的48Gbps。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP 2.0的帶寬有著火箭升空般的提升

DP 2.0這康莊大道般的帶寬為VESA的成員製造商打開了新世界的大門,讓顯示器可以輕鬆輸出8K@60Hz HDR、>8K@60Hz SDR、4K@144Hz HDR、2×5K@60Hz等視頻規格,還可以支持到30bit色深(超過10億色),並且在不壓縮任何數據(包括色度子採樣)的情況下達到10K分辨率、24bit色深。

他山之石

在過去的五年左右的時間裡,VESA的成員都在討論DP未來的發展方向。如果標準升級後還需要開發全新的外部接口,對於廠商和用戶都是難以接受的,圍繞現有的物理層和數據傳輸技術作出改進才是明智的出路,VESA顯然非常清楚這一點。但DP的物理層設計於十多年前,初衷是為了取代VGA和DVI這兩個“老傢伙”,那時候根本想不到要擴展到今天這樣的帶寬。

VESA採用了一個很聰明的辦法:借道。他們參考了Intel近期開放的雷電3標準。基於USB Type-C介質面的雷電3最早的應用可以追溯到2015年,它共有4個20Gbps的數據傳輸通道,一共能提供80Gbps的最大帶寬,在默認的雙向全雙工工作狀態下,帶寬為40Gbps。我們並不清楚VESA這些年是在等待Intel開放雷電3,還是因為雷電3的開放給VESA指明瞭道路。總之Intel此舉真是功德無量,一下拯救了USB 4和DP 2.0兩大標準。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲雷電3,小小的接口帶著一統江湖的氣勢而來。


帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲USB Type-C接口在DP alt模式下,除了保留USB 3.1數據通道和供電通道外,其餘全部用於傳輸DP數據流。

USB 4幾乎就是把雷電3拿去改了個名字,將它大眾化了(因為使用雷電3必須經過Intel的嚴格認證),另外USB雙向數據通信的特性決定了它基本上就只能工作在40Gbps的帶寬上。但對於DP而言,視頻信號是單向傳輸,不需要全雙工,這樣就能夠單向利用到雷電3的全部帶寬。這可比從零開發簡單多了,也更能被市場認可。同時,DP還繼承了雷電3那無比高效的信號編碼方案,也就是128/132b,讓DP 2.0不僅得到了更多的帶寬,並且更有效地利用它。

從“新”連接

鑑於雷電3、DP 2.0、USB Type-C在物理結構上是一樣的,這使得USB Type-C也成了DP官方接口標準之一。VESA綜合考慮成本、技術、市場等多方面因素後,最終決定DP 2.0採用了兩個物理接口:一是繼續利用原有DP接口並向下兼容,二是利用USB Type-C接口(工作在DP alt模式)。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲DP alt模式下,TX通道用於傳輸DP數據流。

但原有的DP接口物理層已經改變,老版本的DP線纜並不能滿足需求,又不能把所有老的DP線纜一棍子打死然後強制推行新線纜。為此VESA制定了符合DP 2.0特性的線纜新標準:UHBR(Ultra High Bit Rate 超高比特率)標準。

UHBR將線纜分為三個等次:UHBR 10、UHBR 13.5、UHBR 20,裡面的數字實際上就是各自的每通道帶寬。UHBR 10作為最低標準的擁有10×4=40Gbps的理論帶寬,單純傳輸8K視頻已經足夠了,關鍵是它對線纜要求很低,普通的無源銅線纜已經足夠,並且傳輸距離可以達到2~3米。UHBR 10也符合VESA曾經推出的DP 8K線纜認證項目,也就是說,通過了8K認證的DP線纜就符合UHBR 10的信號傳輸要求。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲8K終端設備已經開始面向市場推廣

至於UHBR 13.5和UHBR 20,理論帶寬為54Gbps和80Gbps。帶寬提升帶來的副作用就是傳輸距離幾何級數般減少。無源線纜只能用作極短距離的傳輸,例如筆記本擴展塢。要想長距離傳輸,只能在線纜中加入放大器和控制電路,這必然導致成本上升,但VESA似乎也沒有其他更好的方法。

其他改進

DP 1.4的特性中有一個可選項是前向糾錯技術FEC(Forward Error Correction),這是顯示流壓縮技術DSC(Display Stream Compression)標準的一部分。DSC是VESA的無損圖像壓縮標準,提供大概3:1的壓縮比,讓壓縮後的圖像剛好足夠節省電力和帶寬,也不會顯著增加延遲。

在DP 2.0中,FEC默認對所有未壓縮和經過DSC壓縮的數據流都開啟。它也成為DP 2.0的核心特性之一,任何支持DP 2.0標準的設備都必須同時支持對DSC數據流的編解碼與傳輸。但需要說明的是,DP 2.0並不強制使用DSC,當帶寬允許時,自然是首選未壓縮的圖像進行傳輸。對於設備製造商而言,這也能為他們開發帶DSC模式的顯示器打下基礎。

DP 2.0在電源效率方面也進行了改進,採用了VESA的Panel Replay技術。這是從當年的PSR(Panel Self Refresh,面板自刷新)技術演化而來的,它允許系統只傳輸和更新與上一個視頻幀不同的圖像部分。當初PSR主要用在筆記本電腦和其他移動設備上,通過減少傳輸數據量進而降低數據通道和CPU的負荷,達到節能目的。DP 2.0的Panel Replay延續了這一理念,且不需要額外的控制芯片來達到目的。

帶寬飛躍,獨孤求敗!DisplayPort 2.0解析

▲VR沉浸式玩法有望推動高分辨率的發展

DP 2.0還對此前誕生於1.2版本的分支功能進行了改進。DP的分支功能允許多臺顯示器通過菊花鏈的方式連接,但1.x版本需要各分支設備能夠解碼DP數據流,如今面對DP 2.0超高帶寬帶來的巨大數據流,解碼將會非常困難。DP 2.0只要求分支設備能夠傳遞數據而不需要解碼,使得MST和菊花鏈更容易實現。此外,VESA Adaptive Sync在DP 2.0中仍是作為一項可選功能。

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▲DP菊花鏈的優勢:簡潔。

前途展望

目前,業界正在努力推動4K UHD視頻廣播的普及,8K電視和顯示器也開始投放市場,日本廣播公司NHK已經宣佈了2020年東京奧運會的8K轉播計劃。同時,遊戲平臺也在通過不斷提升沉浸式玩法的體驗,推動PC和移動平臺向更高分辨率和刷新率發展。DP 2.0完全就是為順應這些需求打造的。由於有成熟的雷電3物理層作為基礎,VESA預計首批DP 2.0的零售產品將在2020年下半年問世。

必須承認,DP 2.0背後最大的功臣是Intel,如果雷電3沒有開放授權,DP 2.0不知還要“難產”多久。USB Type-C接口體積小、無正反、速度快、供電能力強的特點,已成為當前PC的首選接口類型。讓DP使用雷電3的物理層,使得USB Type-C更加如虎添翼,成為顯示性能最高的端口。而HDMI必須考慮與家電的連接,接口無法輕易更改。很顯然,DP 2.0未來應用的廣泛程度與靈活程度都將遠超HDMI。​

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