Display Port接口科普

Display Port接口科普？

DisplayPort是一種流行的數(shù)字顯示接口，主要用于將視頻從電腦傳輸?shù)竭B接的顯示器，但它也可以傳送音頻和數(shù)據(jù)。

它被介紹來替代像VGA和DVI這樣的老舊解決方案，但通過使用適配器，它仍然保持對這些接口，以及HDMI接口的向下兼容性。

作為HDMI的競爭對手，DisplayPort通常提供更大的帶寬，但它沒有相同的特性集。第一代DisplayPort于2006年推出，并經(jīng)歷了幾個后續(xù)代，直到DisplayPort 2.1的推出之前，它沒有見過任何重大的修訂。而現(xiàn)在最流行的DisplayPort 1.4主要是一個特性升級，而不是性能改進(jìn)，在許多顯卡和顯示器上都是采用的DP1.4標(biāo)準(zhǔn)。

DisplayPort使用帶有20個引腳的不可逆插頭。它具有鎖定機制，以保持電纜穩(wěn)定，但也可在沒有該安全功能的Mini DisplayPort接頭中使用。然而，隨著USB-C提供通過DisplayPort Alt Mode的DisplayPort兼容性，Mini DisplayPort在最近幾年已被Type-C DP線逐漸淘汰。

USB-C物理接口本身就是DP2.0官方標(biāo)準(zhǔn)的一部分，原生DP接口有4條lane，而使用“普通的”被動USB-C接口的時候（DP Alt Mode）會只使用2條lane，導(dǎo)致在最大帶寬上有差別。

USB-C更多是一個接口的形狀標(biāo)準(zhǔn)，重點在于形狀。而DP是一個影音數(shù)據(jù)交換協(xié)議，重點在于數(shù)據(jù)編碼。還有就是上面的Thunderbolt 3的物理界面(，重點在于傳輸。

不管是那個協(xié)議，大家都不是互斥的，這次的2.0和之前1.4版本不同的是，DP2.0采用了和USB4一樣，都用Thunderbolt 3作為物理界面(PHY)。原來的Thunderbolt 3是雙向40Gbps的帶寬，但是DP2.0不需要數(shù)據(jù)上行，所以合并雙向為單向，成為單向80Gbps的帶寬。

本身Thunderbolt 3使用的就是USB-C形狀接口，而DP2.0則支持原生DP和USB-C兩種形狀。但是要達(dá)到Thunderbolt 3的最高帶寬則要求傳輸線是active的（或者0.5米長以下），而普通的passive的USB線無法實現(xiàn)這種速率。在這種情況下DP2.0還是通過新的編碼可以實現(xiàn)比原來1.4a版本更高速更有效率的帶寬利用。

DisplayPort支持一些最高的分辨率和刷新率，而DisplayPort 2.1代表當(dāng)今最功能強大的視頻傳輸接口。

DisplayPort 2.1解析

DisplayPort 2.1是最新一代的DisplayPort技術(shù)，并像HDMI 2.1一樣，它代表了比前代產(chǎn)品更大的升級。由于幾乎沒有多少設(shè)備使用過DisplayPort 2.0標(biāo)準(zhǔn)，DisplayPort 2.1實際上是第一個利用了換代技術(shù)的全部優(yōu)勢，并增加了一些額外的特性來更好地標(biāo)準(zhǔn)化高速版本的DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)，并更好地將DisplayPort協(xié)議與USB-C集成。

展望未來，我們不太可能看到更多的DisplayPort 2.0的設(shè)備或顯示器了，第一是DP2.1已經(jīng)推出，再推廣DP2.0設(shè)備已經(jīng)沒有意義，而且由VESA主管的顯示器技術(shù)聯(lián)盟指出，DisplayPort 2.1“定義了元件和系統(tǒng)設(shè)計的新規(guī)范要求和指導(dǎo)信息”。但DisplayPort 2.1到底能做什么呢？答案是非常多。

DisplayPort 2.1最大的升級在于其帶寬。它可以支持的總帶寬是DisplayPort 1.4的三倍以上，這是因為DP2.1有三種新的傳輸模式。這三種新的傳輸模式是Ultra High Bit Rate 10（UHBR 10，超高比特率10）、Ultra High Bit Rate 13.5（UHBR 13.5，超高比特率13.5）和Ultra High Bit Rate 20（UHBR 20，超高比特率20）。

數(shù)字表示連接的每路數(shù)據(jù)傳輸速率，在采用DisplayPort口的情況下，這些速率會在DP口的20針線路中的四條通道上跑，因此速率會被四倍增加，從而可能使DisplayPort 2.1的最大帶寬達(dá)到80 Gbps。這幾乎是HDMI 2.1的兩倍，可以與最快的USB4 Type-C電纜相媲美。

并非每條DisplayPort 2.1信號線、DP2.1接口顯卡或顯示器都支持全部三種新的傳輸模式，但即便是只用UHBR 10模式，也使DisplayPort2.1成為最強大的視頻信號接口了。采用UHBR10的DP線和顯卡，可處理 144Hz刷新率的4K信號，或在8K 分辨率最高達(dá)到30Hz刷新率。如果采用更高帶寬的UHBR傳輸模式，DP2.1可以達(dá)到4K@240Hz，甚至是8K@85Hz的圖形模式支持。

相比1.4、2.0，DP2.1有啥不同？

DisplayPort2.1與DisplayPort2.0在規(guī)格上幾乎相同，但它們在與USB-C接口和DisplayPort alt mode的集成方面有一些輕微的改進(jìn)。不過，這兩個標(biāo)準(zhǔn)性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了DisplayPort 1.4。DisplayPort 1.4只支持傳統(tǒng)的四種DisplayPort傳輸模式：Reduced Bit Rate（RBR）、High Bit Rate（HBR）、High Bit Rate 2（HBR2）和High Bit Rate 3（HBR3），最大帶寬為32.4 Gbps。

新的DisplayPort 2.0和2.1標(biāo)準(zhǔn)支持更新的UHBR傳輸模式，提供總帶寬高達(dá)80 Gbps，或者原始數(shù)據(jù)速率高達(dá)77.37 Gbps。DisplayPort1到1.4使用了舊的 ANSI 8b/10b 編碼系統(tǒng)，其中每10位中有8位是數(shù)據(jù)，最后兩位用于DC平衡（使傳輸中的1和0數(shù)量大致相等）。這導(dǎo)致效率僅為80%，從而使得DisplayPort 1.4的32.4 Gbps帶寬減少到僅有25.92 Gbps的總數(shù)據(jù)傳輸速率。



DisplayPort 2.0和2.1使用新的128b/132b編碼方案，其整體效率達(dá)到96.7%，從而使其在使用UHBR 20傳輸模式時充分利用其80 Gbps帶寬，使其總數(shù)據(jù)率達(dá)到77.37 Gbps。所有這些額外帶寬為DisplayPort 2.1和2.0帶來了新的分辨率和刷新率。它們可以支持1080p@900Hz，4K@240Hz，8K@60Hz，以及在DisplayPort 1.4帶寬更受限的分辨率和刷新率下支持HDR和10bit色深。

另外，兩種新的DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)還支持VESA的面板重放技術(shù)。這種技術(shù)可以在顯示器上顯示靜態(tài)內(nèi)容時，使像素不必刷新，從而降低顯示器的功耗，如顯示LOGO或游戲中的HUD元素。DisplayPort 2.1和DisplayPort 2.0在功能上幾乎相同，只是在版本2.1中對電纜完整性的標(biāo)準(zhǔn)化和UHBR 13.5、UHBR 20線的新命名約定方面進(jìn)行了一些小的改進(jìn)，因此2.1現(xiàn)在被認(rèn)為是最新DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)，今年和以后我們可能只會看到DisplayPort 2.1設(shè)備和顯示器發(fā)布了。

DisplayPort 2.1姍姍來遲，商業(yè)化卻異常地快,一方面，如今無論電視、顯卡，還是顯示器，都配備有HDMI接口；而在電視、影碟機、功放、游戲主機等設(shè)備上，則是看不到DP接口的。另一方面，隨著8K時代的到來，HDMI組織早在2017年就公布了能夠很好對應(yīng)8K，120Hz顯示設(shè)備，并支持VRR可變刷新率技術(shù)的HDMI 2.1標(biāo)準(zhǔn)，并且這一該標(biāo)準(zhǔn)也早已被廣泛運用到了各類家電、PC設(shè)備上。

相比之下，DP標(biāo)準(zhǔn)背后的視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（Video Electronics Standards Association，下文簡稱為VESA）在應(yīng)對“超高清”的需求時，卻顯得有些動作遲緩。2019年6月，就是在HDMI 2.1標(biāo)準(zhǔn)公布兩年后，同樣能夠支持8K 60FPS、8K 120FPS超清視頻傳輸?shù)腄P 2.0標(biāo)準(zhǔn)才姍姍來遲。

更為糟糕的是，又過了兩年多后，至今沒有看到任何一款配備了這一接口的主流PC或顯示器產(chǎn)品上市。很顯然對于整個PC陣營來說，這是一個非常被動的局面。因為如今HDMI 2.1標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被越來越多的超清、高刷設(shè)備采納，而這就必然意味著DP的行業(yè)地位將進(jìn)一步萎縮。在這樣的情況下，2022年10月下旬，PC行業(yè)終于吹響了反擊的號角，不僅公布了DisplayPort 2.1規(guī)范。

更為重要的是，VESA方面還宣布，一大批重要的產(chǎn)品，其中包括但不限于最新款GPU、擴展塢芯片、監(jiān)視器標(biāo)量芯片、PHY中繼器芯片、以及各種形狀的DP40/DP80電纜和接口，均已經(jīng)同步通過DP 2.1技術(shù)認(rèn)證、可以即刻投向市場。眾所周知，一項最新的行業(yè)規(guī)范自公布后，通常要經(jīng)歷數(shù)月、甚至數(shù)年時間，才會被實際的產(chǎn)品所采用。因此像DP 2.1這樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)才剛剛公布，產(chǎn)品（雖然是相對上游的零部件）就已經(jīng)準(zhǔn)備好了的情況，是相當(dāng)罕見的。那么，DP 2.1是如何做到能夠“快速出貨”的呢？原因其實很簡單，因為其本身的標(biāo)準(zhǔn)相比于2019年發(fā)布的DP 2.0，變化非常有限。

與此同時，VESA在這次公布新標(biāo)準(zhǔn)前，與一大批能夠生產(chǎn)DP2.0標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)設(shè)備的廠商進(jìn)行了技術(shù)合作，對所有已推出、或是即將推出的DP2.0設(shè)備進(jìn)行了重新檢測、認(rèn)證，最終確認(rèn)它們“全都符合DP2.1標(biāo)準(zhǔn)”，無論如何，AMD RX 7900系列顯卡產(chǎn)品開始支持DP 2.1，意味著新的高性能接口應(yīng)用終于有了一個開頭。畢竟如果沒有人開這個頭，整個行業(yè)就可能在類似“先有雞還是先有蛋”的問題里猶豫，所幸AMD與三星達(dá)成了某些一致，發(fā)布會上同期透露了支持DP 2.1的Odyssey Neo G9這類8K超寬屏顯示器的消息.

審核編輯：劉清