在目前市面上顯示器接口中,VGA和DVI已經(jīng)逐漸退出了歷史舞臺(tái),Type-C還算是小眾。
而DP(DisplayPort)與HDMI則成為了主流產(chǎn)品的標(biāo)配,目前的主流級(jí)顯卡也是以這兩個(gè)輸出接口為主。
而新的問題也隨之誕生了:當(dāng)這兩個(gè)接口都可以使用的時(shí)候,選擇哪個(gè)會(huì)更好?
對(duì)于大部分普通的消費(fèi)者來說,顯示器能跟主機(jī)正常連接就行,隨便哪個(gè)接口都無所謂,反正能正常使用。
但是對(duì)于DIY玩家來說,這個(gè)問題就顯得非常重要,但是跟顯卡和顯示器的性能參數(shù)相比,這又是一個(gè)很容易被忽視的問題。
尤其是在配備了FreeS、HDR、高分辨率(4K以上)、高刷(144Hz以上)等特性高端顯示器中,這兩種接口連接同一設(shè)備通常都會(huì)存在差異。
如果不能選擇最佳的連接方式,可能會(huì)出現(xiàn)各種兼容性問題,導(dǎo)致無法發(fā)揮顯卡和顯示器的最佳表現(xiàn)。
而要知道如何作出適合自己的選擇,我們首先得重新認(rèn)識(shí)一下DP與HDMI兩種接口。
DP和HDMI的發(fā)展歷史
從發(fā)展歷史來看,HDMI算是前輩,首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)早在2002年已經(jīng)問世,目前最新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議版本是HDMI2.1。
而DP接口算是后來者,首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)在2006年,目前最新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議版本是DP2.0。
這兩款接口是視頻傳輸接口全面進(jìn)入數(shù)字時(shí)代的標(biāo)志,之前的DVI接口接口雖然也采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸,但是不能承載音頻和數(shù)據(jù)流。
而雷電和USB3.*協(xié)議的Type-C接口中,它們傳輸視頻信號(hào)也是是通過DP協(xié)議通道進(jìn)行數(shù)字畫面?zhèn)鬏數(shù)?,?yán)格來說也算是DP協(xié)議的一種特殊接口形式。
雷電2支持DisplayPort 1.2,而雷電3和遵循USB3.1規(guī)范的全功能Type-C則支持到最新的DP3.0協(xié)議。
但是兩者在帶寬上有區(qū)別(雷電為40GB/s、USB3.1為10GB/s),單純考慮視頻傳輸能力的也存在一定差異,這個(gè)我們之后有機(jī)會(huì)再聊。
經(jīng)過多年的發(fā)展,雖然DP接口和HDMI接口的基本形態(tài)幾乎沒有任何改變,但不同協(xié)議版本的接口在傳輸能力上卻存在巨大的差異。
因此我們?cè)诳紤]著兩者哪個(gè)更適合的情況下,也必須考慮到具體的版本。
DP和HDMI標(biāo)準(zhǔn)都是向后兼容的,你在十年購買的HDMI1.0線材現(xiàn)在仍可以與最新的RTX30系列顯卡搭配使用。
但是由于顯示器、線材和顯卡之間進(jìn)行連接的木桶效應(yīng),最大顯示分能力上限只能是兩者之間較低的那一方。
這樣連接這可能意味著支持144 Hz和HDR的4K游戲顯示器搭配RTX3080,最終只能以4K和24Hz的模式下運(yùn)行,完全無法釋放兩個(gè)硬件的真實(shí)能力。
這個(gè)例子可能比較極端,但是卻直接反映了選HDMI還是選DP的關(guān)鍵:能否完美發(fā)揮硬件的性能表現(xiàn)。
下面圖是歷代DP接口和HDMI的相關(guān)信息,要避免上述提到的這種尷尬狀況,可以在這個(gè)表格中快速找到所支持的顯示模式。
這兩種接口在每一代接口中最重要的參數(shù)就是傳輸速率和數(shù)據(jù)速率。在早期的DP和HDMI標(biāo)注中,數(shù)字信號(hào)大多使用8b/10b的比特率編碼進(jìn)行傳輸。
在8b/10b編碼模式下,意味著每8位數(shù)據(jù)在實(shí)際傳輸中需要10位的傳輸帶寬,而這些多出來的冗余用來確保信號(hào)的完整性,這意味著他們只有80%的理論帶寬可以用來傳輸數(shù)據(jù)。
而在最新的協(xié)議下,DP 2.0采用128b/132b進(jìn)行傳輸,編碼效率效率提升到97%,而HDMI 2.1則采用16b/18b進(jìn)行傳輸,編碼效率為88.9%。
雖然HDMI上還配備輔助通道來傳輸其他數(shù)據(jù),但是對(duì)數(shù)據(jù)速率的影響并不大,加上同代的DP接口一般都擁有更高的傳輸速率,所以最新一代DP接口相對(duì)HDMI的擁有更高的數(shù)據(jù)速率。
要理解這一點(diǎn),我們需要更好地l理解傳輸帶寬的意義。
數(shù)據(jù)傳輸帶寬的意義
所有采用數(shù)字傳方式(包括DP,HDMI和DVI接口)進(jìn)行傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)都需要一定的數(shù)據(jù)帶帶寬。
顯示屏上的每個(gè)像素都擁有紅色,綠色和藍(lán)色(RGB)這三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),或者使用亮度,藍(lán)色色度差和紅色色度差(YCbCr / YPbPr)三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
而在輸出端,無論顯卡內(nèi)部進(jìn)行什么運(yùn)算,最后生成的數(shù)據(jù)都會(huì)轉(zhuǎn)換為用于顯示的信號(hào),這些現(xiàn)實(shí)信號(hào)一般包含一個(gè)16位的RGBA信息(其中A是alpha意為透明度信息)。
目前最常見的標(biāo)準(zhǔn)采用的是24位顏色,這種模式下每個(gè)像素點(diǎn)的紅色,綠色和藍(lán)色分量數(shù)據(jù)分別占用8位數(shù)據(jù),這個(gè)也是我們電腦顯示數(shù)據(jù)中位深度數(shù)據(jù)的來源。
而在HDR和高色深顯示器中,為了顯示更豐富的顏色數(shù)據(jù),每種顏色的數(shù)據(jù)占用提高到10位數(shù)據(jù),這意味著每個(gè)像素點(diǎn)采用30位顏色可以帶來更出色的顯示效果。
而在部分頂級(jí)專業(yè)顯示器中,位深度甚至提升到12位和16位,不過目前還非常小眾,我們普通消費(fèi)能接觸的產(chǎn)品大都是以8bit為主,小部分高色準(zhǔn)和HDR顯示器為10bit。
在這種情況下,顯示信號(hào)使用的是每像素24位或30位數(shù)據(jù),我們將這個(gè)數(shù)字乘以像素?cái)?shù)和屏幕刷新率,就可以快速計(jì)算出要實(shí)現(xiàn)這種傳輸畫面所需的最小帶寬。
以上面這款顯示器為例,要實(shí)現(xiàn)3440 * 1440 @ 100 Hz的顯示效果所需的帶寬:8bit模式下需要的帶寬(每秒數(shù)據(jù)量)為24*3440*1440*100Hz=118886450000bps≈13.8Gbps。
而在10bit模式下需要的帶寬為30*3440*1440*100Hz=14860800000bps≈17.3Gbps。
當(dāng)線材或輸出端接口不能滿足該需求時(shí),只能在降低分辨率、降低刷新率和關(guān)閉HDR下做選擇。
以我使用筆記本電腦進(jìn)行連接的情況下,采用HDMI2.0接口(14.4Gbps)進(jìn)行連接時(shí)可以順利開啟3440*1440@100 Hz模式。
但換成用全功能Type-C(USB3.1協(xié)議)進(jìn)行連接時(shí),受接口帶寬(10Gbps)限制,只能開啟3440*1440@ 60Hz的顯示模式
而且在實(shí)際應(yīng)用中,滿足這個(gè)最低理論傳輸帶寬還不夠嚴(yán)謹(jǐn),實(shí)際應(yīng)用中還需要留有一定冗余,需要通過更加復(fù)雜的計(jì)算才能確定所需要的帶寬。
為了可以直觀地體現(xiàn)出帶寬需求,視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(Video Electronics Standards Association, VESA)推出了一套直觀的參考標(biāo)準(zhǔn)。
只要將這個(gè)表與上文中出現(xiàn)的接口規(guī)范帶寬進(jìn)行校對(duì),即可快速確認(rèn)適用分辨率,如果所需的數(shù)據(jù)帶寬小于標(biāo)準(zhǔn)支持的最大數(shù)據(jù)速率,這個(gè)分辨率和幀率即可正常使用。
需要注意的是,上圖所制定的標(biāo)準(zhǔn)是基于未壓縮信號(hào),而為了在受限的硬件帶寬條件下輸出更高分辨率的畫面。
HDMI和DP接口還加入了對(duì)顯示串流壓縮技術(shù)(Display Stream Compression ,簡(jiǎn)稱DSC)的支持,這項(xiàng)技術(shù)可以幫助設(shè)備更好地克服接口帶寬帶來的物理限制。
DP這邊早在1.4版本就加入了對(duì)DSC1.2的支持,HDMI這邊也在最新的2.1版本中加入了對(duì)這一技術(shù)的支持。
在8K和60Hz時(shí),基本的8bit模式下,需要49.65 Gbps的數(shù)據(jù)帶寬,當(dāng)開啟10bit的HDR模式時(shí)則需要62.06 Gbps的帶寬。
而當(dāng)開啟8K+120 Hz+10bit HDR時(shí),在無壓縮狀態(tài)下傳輸需要高達(dá)127.75 Gbps的傳輸帶寬,這在目前根本沒有接口可以滿足這一需求。
而通過轉(zhuǎn)換為4:2:2或4:2:0 YCgCo并使用增量PCM編碼,DSC最高可以提供高達(dá)3:1的壓縮比。
宣稱可以提供了“視覺無損”的效果,使用DSC讓8K+120Hz+HDR的所需帶寬僅為42.58 Gbps,得以在現(xiàn)有的HDMI2.1和DP2.0接口下下實(shí)現(xiàn)這種極致的顯示效果。
除了傳輸視頻,HDMI和DP還需要預(yù)留帶寬來傳輸數(shù)字音頻數(shù)據(jù),目前的標(biāo)準(zhǔn)下,他們當(dāng)前最多將36.86 Mbps(0.037 Gbps)的帶寬音頻用于音頻,雖然會(huì)占用整體帶寬,但是整體影響并不大。
通過上面的介紹不難看出,通過簡(jiǎn)單的分辨率*刷新率*顏色深度的帶寬計(jì)算方式顯然不夠全面,因?yàn)榫唧w的性能表現(xiàn)還要考慮到時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)、編碼方式和音頻占用帶寬等因素。
雖然占用帶寬仍然是越大越好,但是顯然不是影響視頻信號(hào)傳輸能力的唯一參考標(biāo)準(zhǔn)。
DP與HDMI接口優(yōu)劣
在目前的主流市場(chǎng)中,DP1.4是目前DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)中功能最強(qiáng)大且普遍的版本,雖然DP2.0規(guī)范已經(jīng)在去年(2019年)6月發(fā)布,但至今人仍沒有支持該接口的消費(fèi)級(jí)顯卡和顯示器被推出。
而前段時(shí)間推出RTX30系列顯卡上搭載的仍是DP1.4接口,雖然可用帶寬不如同時(shí)搭載的HDMI 2.1,但是最高達(dá)8K@65Hz的性能表現(xiàn)已經(jīng)能滿足當(dāng)前的需求。
不過8K顯示設(shè)備目前主要都是以電視為足,基本也是利用HDMI 2.1接口來實(shí)現(xiàn)8K信號(hào)傳輸,而且參考以往DP在電視市場(chǎng)的表現(xiàn),短期內(nèi)也不太可能會(huì)有使用DP2.0的產(chǎn)品推出。
換句話講,在DP2.0大規(guī)模科普之前,DP的極限傳輸表現(xiàn)暫時(shí)都無法與HDMI2.1媲美。
DP的優(yōu)勢(shì)之一是原生支持可變刷新率(VRR),這像技術(shù)在DP1.2a后就成為DP標(biāo)準(zhǔn)的一部分。
這也是FreeSync技術(shù)(兼容G-Sync)近年來大規(guī)模普及的基礎(chǔ),要使用這一技術(shù)就必須使用DP接口。
此外,由于加入了固定卡扣開關(guān),DP接口和線材的穩(wěn)定性都要優(yōu)于HDMI,像HDMI那種不小心拉扯就會(huì)把“斷頭”的風(fēng)險(xiǎn)幾乎不存在。
而且DP還可以通過多流傳輸(MST)將多個(gè)屏幕連接到單個(gè)端口,部分顯示器還支持基于該技術(shù)的DP串聯(lián)功能(顯示器間通過DP接口直連),在拓展性上會(huì)更加出色。
由于HDMI需要認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,而DP則是一項(xiàng)開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,許多顯示技術(shù)上的創(chuàng)新(例如DSC,G-Sync和FreeSync)都會(huì)優(yōu)先出現(xiàn)在DP上,之后才會(huì)慢慢出現(xiàn)在HDMI上的重要原因。
而DP線纜上還有一個(gè)限制它使用場(chǎng)景的關(guān)鍵參數(shù):它的最大長(zhǎng)度在目前標(biāo)準(zhǔn)下被限制在3m以內(nèi),這個(gè)因素導(dǎo)致它不太可能應(yīng)用在家庭影院、長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)等應(yīng)用場(chǎng)景。
99%的情況下它只能用在臺(tái)式主機(jī)和顯示器之間,這也間接限制了這種接口在電視和投影儀等設(shè)備上的應(yīng)用。
在最重要的傳輸帶寬上,由于DP協(xié)議擁有后發(fā)優(yōu)勢(shì),HDMI在同期的帶寬表現(xiàn)上一直稍遜于DP,HDMI2.1這次搶先面市算是扳回了一城。
雖然一直在紙面參數(shù)上一直“落后”,但是在非極高分辨率+刷新率運(yùn)行的情況下,目前最主流的DP1.4和HDMI2.0其實(shí)不會(huì)有可感知的區(qū)別。
自2013年HDMI 2.0發(fā)布以來,HDMI接口已經(jīng)可以在8bit顏色的情況下實(shí)現(xiàn)4K@60 Hz傳輸效果,并且4:2:0 YCbCr輸出模式下實(shí)現(xiàn)最高8K@30Hz的顯示效果,不過會(huì)存在邊緣看起來模糊。
而對(duì)于可變刷新率技術(shù)的缺失,HDMI從2.0b開始也通過AMD的擴(kuò)展芯片添加對(duì)FreeSync和G-Sync技術(shù)的支持,而且在HDMI 2.1協(xié)議中把該技術(shù)列入到新標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。
到目前為止,只有部分英偉達(dá)的RTX20系列和最新的RTX30系列顯卡會(huì)支持HDMI2.1接口(部分非公顯卡只配備了HDMI2.0接口)。
而且大部分顯示器配備的仍為HDMI2.0接口。因此在考慮功能全面性的情況下,使用臺(tái)式機(jī)連接顯示器是,目前最佳的使用方式仍會(huì)是DP。
雖然在理論性能上長(zhǎng)期不占優(yōu)勢(shì),但是HDMI規(guī)范擁有極高的普及度和兼容性,在2004年標(biāo)準(zhǔn)剛推出時(shí),已經(jīng)有數(shù)百萬臺(tái)帶有HDMI的設(shè)備出貨。
而來到2020年,帶HDMI的設(shè)備更是隨處可見,主流的現(xiàn)實(shí)設(shè)備都會(huì)配備該接口。
雖然顯卡上尚未有支持完整規(guī)格HDMI2.1接口的產(chǎn)品,但是在電視、藍(lán)光播放器、家庭影院等消費(fèi)級(jí)設(shè)備上率先發(fā)售了大量HDMI 2.1設(shè)備,普及前景和通用性短期內(nèi)仍會(huì)比DP更強(qiáng)。
HDMI在實(shí)用性上相對(duì)DP的最大優(yōu)勢(shì),就是最長(zhǎng)可達(dá)15m的線纜長(zhǎng)度,足足是DP線纜的五倍。
這個(gè)特性對(duì)于使用臺(tái)式電腦連接顯示器的玩家,但對(duì)于家庭影院等需要長(zhǎng)距離連接場(chǎng)景卻非常重要,讓這種線纜擁有更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。
DP與HDMI:游戲玩家怎么選
我們已經(jīng)介紹了DisplayPort和HDMI的技術(shù)參數(shù),大家對(duì)這兩種傳輸協(xié)議都有了充分的了解,那么回到最初的問題嗎,但是哪一種連接方式在實(shí)際上更適合游戲玩家?
其中一些取決于您已經(jīng)擁有或打算購買的硬件。這兩種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議都能夠提供出色的游戲體驗(yàn),但是如果您想獲得出色的游戲體驗(yàn)。
在目前市場(chǎng)上可以購買的產(chǎn)品中,HDMI 2.1》DP 1.4》DP 1.3》HDMI 2.0,而目前已發(fā)布的協(xié)議中,DP 2.0的理論性能應(yīng)該最為出色,但是該協(xié)議的普及前景尚不明朗。
在一些高刷+高分辨率的應(yīng)用場(chǎng)景下,游戲玩家需要根據(jù)自己的平臺(tái)進(jìn)行選擇。
對(duì)于使用N卡的游戲玩家來說,目前最佳的方案仍是是使用DP 1.4接口連接到配備G-Sync功能的顯示器,只有在連接電視使用時(shí)全新的HDMI才有實(shí)用意義,因?yàn)槟壳巴ㄟ^HDMI 2.1兼容G-Sync的顯示器只有電視,而在普通顯示器上,使用DP才可以完整發(fā)揮N卡的特性。
而A卡游戲玩家的選擇則比較寬松,因?yàn)槟壳皫reeSync功能的顯示器可以通過HDMI接口來開啟,因此A卡在搭配DP 1.4和HDMI 2.0使用時(shí)在功能實(shí)用性上沒有太大區(qū)別。
不過DP仍然會(huì)是PC顯示器的首選標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樵S多HDMI FreeSync顯示器只能在較低的分辨率或刷新率下運(yùn)作,在144Hz以上的產(chǎn)品較少。
如果你已經(jīng)擁有一臺(tái)刷新率在144hz以下,不支持G-Sync或FreeSync功能,并且顯示器同時(shí)支持HDMI和DP輸入的時(shí)候。
而且顯卡也同時(shí)也配備這兩者接口的情況下,這個(gè)連接方式的選擇就顯得沒那么重要了。
2560 * 1440(1440P)@144 Hz的分辨率和8bit色深的情況下,DP1.2和HDMI 2.0以上的協(xié)議都可以正常運(yùn)作。
低于此值的任何一種連接類型都將正常工作,日常使用上這兩種接口的確沒有實(shí)際區(qū)別(理論能傳輸?shù)男盘?hào)一致)。
在臺(tái)式機(jī)搭配顯示器的使用場(chǎng)景中,DP接口顯然是最佳選擇,能完整地發(fā)揮輸出端的性能。
因此目前的顯卡都會(huì)配備更多的DP接口,全新的RTX 30系列顯卡雖然支持HDMI 2.1接口,但普遍只會(huì)配備兩個(gè)以內(nèi)。
而在將主機(jī)連接到電視、投影儀等大屏幕使用場(chǎng)景中,HDMI在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍是最佳選擇,因?yàn)樗鼡碛懈L(zhǎng)的傳輸距離,布線也更加方便,最重要的是HDMI擁有遠(yuǎn)超DP接口的設(shè)備兼容性,目前屏幕在50寸以上的設(shè)備極少會(huì)配備DP接口,未來很長(zhǎng)一段時(shí)間里HDMI仍然是首選接口。
最終,盡管DP具有規(guī)范上的優(yōu)勢(shì),但是HDMI出色的兼容性和便捷性可以幫助它擁有更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景,而且這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在許多領(lǐng)域和技術(shù)上都重疊。
負(fù)責(zé)制定DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)的VESA組織主要考慮的是PC領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景,而由消費(fèi)電子聯(lián)盟制定HDMI協(xié)議。
肯定會(huì)優(yōu)先考慮電視、投影儀等消費(fèi)級(jí)設(shè)備,他們的關(guān)注點(diǎn)不同最終也導(dǎo)致這兩種協(xié)議擁有細(xì)分的不同應(yīng)用場(chǎng)景。
要高分高手高色域和全面功能體驗(yàn)就用DP、需要大屏強(qiáng)兼容性就使用HDMI,發(fā)燒游戲用戶們根據(jù)使用場(chǎng)景選擇即可。
而對(duì)于90%以上的普通用戶來說,影響顯示效果的瓶頸可能在顯卡和顯示器上,不用過于糾結(jié)這兩者之間的選擇。
責(zé)編AJX
評(píng)論
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