В последнее время интерфейс DisplayPort все активней вытесняет старые способы подключения мониторов и других дисплеев. Например, производители видеокарт все чаще используют именно его вместо классического DVI-интерфейса. В этой статье мы расскажем о том, что такое DisplayPort, как он развивался и чем он отличается от своих конкурентов.

DisplayPort или DP – это цифровой интерфейс для подключения дисплеев позволяющий передавать видео изображение и звук. Интерфейс DisplayPort используется для подключения к компьютеру или домашнему кинотеатру мониторов, телевизоров, проекторов и других устройств для вывода изображения. Данный стандарт был принят в 2006 году организацией VESA, которая занимается стандартизацией в области видео электроники, и сейчас считается наиболее современным и актуальным среди всех интерфейсов для передачи цифрового видео изображения.

Основной особенностью и преимуществом интерфейса DisplayPort является то, что он передает информацию в виде пакетов, также как это происходит в таких интерфейсах как Ethernet, или . Среди всех интерфейсов, которые используются для подключения дисплеев, такой подход используется впервые. Пакетная передача позволяет передавать изображение высокого разрешения без применения большого количества контактов. Также данный подход делает DisplayPort расширяемым, это означает, что в новых версиях интерфейса могут быть добавлены новые возможности без значительных изменений на физическом уровне.

Интерфейс DisplayPort может применяться для одновременной трансляции как видео, так и аудио-потока. При этом каждый из этих потоков не является обязательным и может использоваться самостоятельно. Это означает, что с помощью DP вы можете передать на монитор или телевизор видео со звуком, видео без звука или только звук (без изображения). Для передачи видеопотока может использоваться от 6 до 16 бит на цветовой канал, а для передачи аудио-потока может использоваться до 8 каналов 24-бит 192 кГц.

История развития DisplayPort

С момента появления интерфейса DisplayPort, вышло несколько версий стандарта, которые отличаются скоростью передачи данных и набором возможностей.

• Версии 1.0, 1.1 и 1.1a (2006-2008 годы) . Обеспечивают максимальную пропускную способность 10,8 Гбит/с и скорость передачи данных 8,64 Гбит/с. Длина кабеля до 2-х метров с возможность использования волоконно-оптические линий связи, которые значительно увеличивают длину кабеля без ухудшения качества изображения.
• Версия 1.2 (2010 год) . Обеспечивает вдвое большую эффективную полосу пропускания (до 17,28 Гбит/с). Также версия 1.2 принесла повышение разрешения, глубины цвета, поддержку дополнительных цветовых пространств и другие улучшения.
• Версия 1.2a (2013 год) . Внедряет поддержку адаптивной синхронизации VESA, что позволяет улучшить стабильность изображения в компьютерных играх.
• Версия 1.3 (2014 год). Увеличивает общую пропускную способность передачи данных до 32,4 Гбит/с, также данная версия приносит поддержку новых разрешений, вплоть до 8К с частотой 30 Гц.
• Версия 1.4 (2016 год) . Внедряет поддержку технологии Display Stream Compression (DSC), которая позволяет сжимать изображения без потери качества, и новые режимы работы, вплоть до 8К с частотой 60 Гц.

На данный момент DisplayPort 1.4 является самой новой и актуальной версией. Но, уже ведется разработка новой версии стандарта, которая должна принести очередное удвоение пропускной способности интерфейса (до 64,8 Гбит/с).

Поддерживаемые разрешения экрана

Интерфейс DisplayPort поддерживает достаточно широкий набор разрешений и частоты обновления экрана. В нижеприведенной таблице вы можете ознакомиться с их полным списков в зависимости от версии стандарта.

Разрешение экрана	Частота обновления экрана	DisplayPort 1.0-1.1a	DisplayPort 1.2-1.2a	DisplayPort 1.3	DisplayPort 1.4
1080p (1920 × 1080)	30 Гц	+	+	+	+
	60 Гц	+	+	+	+
	120 Гц	+	+	+	+
	144 Гц	+	+	+	+
	240 Гц	—	+	+	+
1440p (2560 × 1440)	30 Гц	+	+	+	+
	60 Гц	+	+	+	+
	75 Гц	+	+	+	+
	120 Гц	—	+	+	+
	144 Гц	—	+	+	+
	165 Гц	—	+	+	+
	240 Гц	—	—	+	+
4K (3840 × 2160)	30 Гц	+	+	+	+
	60 Гц	—	+	+	+
	75 Гц	—	+	+	+
	120 Гц	—	—	+	+
	144 Гц	—	—	—	Со сжатием
	240 Гц	—	—	—	Со сжатием
5K (5120 × 2880)	30 Гц	—	+	+	+
	60 Гц	—	—	+	+
	120 Гц	—	—	—	Со сжатием
8K (7680 × 4320)	30 Гц	—	—	+	+
	60 Гц	—	—	—	Со сжатием

Чем DisplayPort отличается от HDMI

На данный момент одним из наиболее распространенных интерфейсов для подключения дисплеев является интерфейс HDMI. Сейчас этот интерфейс используется практически во всех устройствах, которые могут передавать или воспроизводить видео изображение. Поэтому и DisplayPort сравнивают в основном именно с HDMI.

Главное отличие HDMI и DisplayPort заключается в их области применения. Хотя HDMI и используется в компьютерной технике, но его основное предназначение это мультимедиа устройства, домашние кинотеатры, Blu-Ray проигрыватели, проекторы и другие подобные устройства. Основное предназначение DisplayPort – это компьютерная техника (персональные компьютеры, ноутбуки и т.д.).

Еще одно важное отличие, DisplayPort – менее зависим от кабелей, чем HDMI. Если для работы HDMI очень важно иметь кабель подходящей версии, то в случае с DP это не так критично. Все кабели DisplayPort поддерживаются всеми устройствами DisplayPort, вне зависимости от версии интерфейса на каждом устройстве или уровня сертификации кабеля. Все возможности DisplayPort доступны при использовании любого кабеля DisplayPort. Единственное ограничение – поддержка скорости передачи. Кабели с низкой скоростью передачи могут ограничивать максимально возможное разрешение или частоту обновления экрана.

Также DP более предпочтителен для любителей компьютерных игр. Этот интерфейс поддерживает адаптивные технологии синхронизации AMD FreeSync и Nvidia G-Sync, в то время как HDMI поддерживает только AMD FreeSync.

Собирая самостоятельно ПК, часто сталкиваешься с огромным количеством слотов, разъемов, проводов и т.д. Каждый из них имеет свое название, формат и размер. Все запомнить довольно сложно. Большинство из нас знакомы только с аудиоразъемами и USB. А вот DisplayPort - что это и для чего используется, знают не все. Об этом поговорим далее.

Кабель

DisplayPort - это кабель, являющийся стандартом. Служит как сигнальный интерфейс под цифровые мониторы. Впервые стал известен в 2006 году, когда официально был сертифицирован Ассоциацией сертификации видеоэлектроники. Уже в 2007 году мир увидел ревизию 1.1, в 2010 стала известна версия 1.2, через 4 года принята 1.3, а последняя появилась в 2016 году. Этот разъем считается наиболее подходящим для использования и относительно современным интерфейсом.

Сейчас его применяют для подключения аудио и видеоаппаратуры, хотя больше он известен как инструмент подключения монитора к ПК или домашнему кинотеатру. Стал настолько раскрученным, что получил специальный логотип и обзавелся торговой маркой.

Создание

Несмотря на то что сам разъем DisplayPort стал известным в 2006 году, устройства его начали поддерживать лишь в 2008. Именно тогда выходят ПК, на материнских платах которых появляется слот для подключения этого интерфейса. До 2011 года производители внедряли мини-версию DisplayPort. Часто её можно встретить на устройствах от Apple Macintosh. А вот «яблочные» мониторы обзавелись полноценной модификацией.

Макбуки во всем своем разнообразии поставлялись не просто с DisplayPort, но и со специальным переходником для него, который превращал выходы в DVI или VGA. Позже стали появляться системы с HDMI и MiniDisplayPort. Последний вариант ныне трансформировался в Thunderbolt, который имеет обратную совместимость, но в целом получил улучшенные характеристики и предоставляет больше возможностей пользователю.

Вариации

Версия 1.0 была представлена в 2006 году. Она имела тестовые характеристики, поэтому не выделялась чем-то особенным. Данные передавала со скоростью 8,64 Гбит/с. Длина составляла 2 метра.

Обновление разъема привело к тому, что подключение DisplayPort улучшилось благодаря оптоволоконным технологиям. Теперь на больших расстояниях скорость была стабильной, а передача происходила без потери сигнала. Интерфейс поддерживал 40 bit HDCP.

Третье обновление привело к увеличению скорости передачи данных в два раза. Информация перемещалась при 17,28 Гбит/с. Стало возможным корректировать разрешение, глубину цвета и частоты видеосигнала. Добавились новые цветовые пространства, но сохранилась с предыдущими стандартами.

Разработчики представили интерфейс DisplayPort, подключить который можно было к портативным устройствам. В этой версии имелись режимы Self-Refresh. Стало возможным выключать видеокарту, если картинка на мониторе остается статичной, сохраняя её в буфере. Как рассказали разработчики, технология позволяла сохранять заряд батареи и сроки службы девайса.

Помимо ревизий, были еще модификации. К примеру, DisplayPort++ является двойным для расширенного назначения. У него есть параллельный вывод сигналов HDMI/DVI. Чтобы осуществить синхронизацию, нужно прикупить пассивный кабель.

DisplayPort Alternate Mode - еще одна модификация, которая использует для передачи видеоданных USB Type-C. При этом скорость передачи данных практически не отличается от прямого подключения. Благодаря этому варианту реально устанавливать дисплей с разрешением 4К.

Параметры

Когда все узнали о DisplayPort, что это и для чего нужно, начали интересоваться и параметрами. Так стало известно, что интерфейс работает с одной из технологий защиты контента версии 1.3 HDCP. Пропускная способность возросла в два раза относительно Питание не требовало высоких напряжений и посторонних наводок. Если рассматривать мини-версию DisplayPort, то можно увидеть, что его размеры в 10 раз меньше, чем у стандарта DVI.

Обзавелся новый интерфейс массой дополнительных возможностей. Теперь помимо графического контента он передает аудиосигналы. Существует информация о максимальной длине такого кабеля - около 1,5 метров. Позже технологию HDCP решено было заменить на DisplayPort Content Protection, которая получила шифрование иной разрядности - 128 бит.

Со временем передача информации стала быстрее и возросла до 21,6 Гбит/с, при этом длина кабеля могла составлять 3 метра. Корректно работали и независимые потоки, а вспомогательный канал стал в разы быстрее и поднял скорость с 1 до 720 Мбит/с.

Интерфейс открыл возможность пользователю использовать сразу два дисплея, которые работали бы с разрешением 2560х1600 пикселей, либо четыре дисплея с разрешением 1920х1200 пикселей. Частота в обоих случаях не поднималась бы выше 60 Гц. Для владельцев одного экрана возможности стали более комфортные. Имелся вариант использовать разрешение 3840х2400 пикселей, но с 60 Гц, либо если хотелось добиться больше частоты кадров, то устанавливалось разрешение 2560х1600 точек.

Сравнение

Когда всем становится понятно, что это DisplayPort, для чего его применяют, то возникает другой вопрос, в чем его разница с HDMI. Вопрос распространенный и спорный в некоторой степени. Выбрать, что лучше тоже тяжело, поскольку отличий на самом деле немного.

Интересно, что непосредственно HDMI стал очень раскрученным и популярным. Его возможно найти в телевизоре, телеприставке, плеере, аудио или видео ресивере, консолях, видеокамерах и т.д. Последнее время стали известными даже смартфоны с этим интерфейсом. Не исключением из всего этого списка стали компьютеры и ноутбуки. Практически каждое мультифункциональное устройство в обязательном порядке обзавелось этим разъемом.

При таком многообразии все стали забывать о нашем герое DisplayPort. Что это, конечно, знают многие, но они же и замечали, что далеко не все ПК обзавелись этим интерфейсом. Тем не менее, оба стандарта работают как с видеоконтентом, так и с аудио, отсылая с одного девайса сигнал на экран. Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно рассмотреть оба варианта внимательнее.

Габариты

Итак, первое расхождение кроется в размерах. Это конечно вряд ли поможет определить, что лучше: DisplayPort или HDMI, но для кого-то может стать ключевым показателем. Герой обзора имеет 20 контактов и представлен в двух размерах: основной и уменьшенный. Как уже говорилось раньше, последний вариант рассчитан на планшеты. Кстати, часто DisplayPort ассоциируют с Thunderbolt, который, хотя и не является официально продолжением и развитием данного интерфейса, но явно имеет с ним сходства. Он поддерживает функции мини интерфейса и использует технологии PCI Express.

HDMI имеет 19 контактов и представленный в трех размерах: стандартный, мини и макро. Каждый получил свою букву: A, C и D. Есть еще разъем Е, но он редко встречается, так как был разработан для автомобилей. Технология, по которой функционирует данный интерфейс, представляет трение контактов между собой. Если плотно вставить кабель в разъем, то он держится за гнездо. Для лучшей надежности производитель установил пару механизмов, которые блокируют вытягивание провода, если его просто натянуть.

Кабели

Кабеля для каждого разъема стоит рассмотреть, поскольку и тут ситуация неоднозначная. Много вопросов возникает к HDMI. Для этого интерфейса существует четыре кабеля, которые прорабатывались еще в 2010 году. Они не маркированы как следует, поэтому определить их возможности крайне тяжело. В итоге, из-за того что точного назначения у провода нет, его использование не регламентировано, а поэтому возможны проблемы, глюки и прочее.

А вот у DisplayPort имеет только один кабель, его легко определить. Отличается он универсальными параметрами и возможностями. Предоставляет все необходимые требования к системам. Можно использовать переходник DisplayPort, чтобы присоединится к экрану с VGA. Есть и варианты на подключение DVI и HDMI.

Лучший

Как уже говорилось ранее, определить, какой лучше, трудно. Но нужно отметить, что HDMI был сразу рассчитан на потребительскую аудиторию. Поддерживал подключение телевизора, проектора, проигрывателя и т.д. Разработка DisplayPort не была целью заменить HDMI. DP нужен в качестве конечного продукта для ретрансляции на ПК. Он стал своеобразным дополнением HDMI.

Сейчас проблема в другом. Дело в том, что производители, которые работают над устройствами класса «все в одном» и т.п., решают, что HDMI заменяет все необходимое на интерфейсной панели. На самом же деле, размещение дополнительного DisplayPort не станет лишним. Он расширяет возможности для пользователя и облегчает работу, особенно для бизнеса.

Если же возникают какие-то проблемы с подключением, всегда есть адаптер HDMI - DisplayPort. Эта информация особенно актуальна для владельцев ноутбуков. Поскольку места немного, то встретить DP практически нереально. Но подключение нескольких мониторов порой необходимо для работы. Есть смысл присмотреться к ноутбукам, уже имеющим оба интерфейса.

HDMI – это самый популярный интерфейс для передачи цифровых видеоданных от компьютера к монитору или телевизору. Он встроен практически в каждый современный ноутбук и компьютер, телевизор, монитор и даже в некоторые мобильные устройства. Но у него есть менее знаменитый конкурент – DisplayPort, который, по заявлениям разработчиков, способен выводить более качественную картинку на подключённые интерфейсы. Рассмотрим, чем же эти стандарты отличаются и какой из них лучше.

• Совместимость с другими разъёмами;
• Соотношение цена-качество;
• Поддержка звука. Если её нет, то для нормальной работы придётся дополнительно закупать гарнитуру;
• Распространённость того или иного типа разъёма. Более распространённые порты легче починить, заменить или подобрать к ним кабели.

Пользователям, которые профессионально работают с компьютером, нужно обращать внимание на эти пункты:

• Количество потоков, которое поддерживает разъём. От этого параметра напрямую зависит, сколько можно подключить мониторов к компьютеру;
• Максимально возможную длину кабелей и качество передачи по ней;
• Максимально поддерживаемое разрешение передаваемого контента.

Типы разъёмов у HDIMI

Интерфейс HDMI имеет 19 контактов для передачи изображения и производится в четырёх различных форм-факторах:

Типы разъёмов у DisplayPort

В отличии от HDMI-разъёма, у DisplayPort на один контакт больше – всего 20 контактов. Однако количество типов и разновидностей разъёмов меньше, зато имеющееся вариации более адаптивны к различной цифровой технике, в отличие от конкурента. Такие типы разъёмов имеются на сегодня:

В отличии от HDMI-портов, у DisplayPort имеется специальный элемент блокировки. Несмотря на то, что разработчики DisplayPort не указывали в сертификации к своему продукту пункт об установке блокировки как обязательный, многие производители всё же производят оснащение порта таковым. Однако на Mini DisplayPort всего несколько производителей устанавливают заглушку (чаще всего установка данного механизма на такой небольшой разъём нецелесообразна).

Кабели для HDMI

Последнее крупное обновление кабели для данного разъёма получали в конце 2010 года, благодаря чему были исправлены некоторые проблемы с воспроизведением аудио и видеофайлов. В магазинах больше не продаются кабели старого образца, но т.к. порты HDMI являются самыми распространёнными в мире, у некоторых пользователей может быть по несколько устаревших кабелей, которые практически невозможно отличить от новых, что может создать ряд дополнительных трудностей.

Такие типы кабелей для HDMI-разъёмов в ходу на данный момент:

У всех кабелей есть специальная функция – ARC, которая позволяет вместе с видео передавать и звук. В современных моделях HDMI-кабелей есть поддержка полноценной ARC-технологии, благодаря чему по одному кабелю может передаваться звук и видео, без необходимости подключения дополнительных гарнитур.

Однако в старых кабелях данная технология не так реализована. Вы можете смотреть видео и одновременно слышать звук, но его качество будет не всегда самым лучшим (особенно при подключении компьютера/ноутбука к телевизору). Чтобы исправить данную проблему, придётся подсоединить специальный аудиопереходник.

Большинство кабелей делаются из меди, но их длина не превышает 20 метров. Для того, чтобы передавать информацию на более длинные расстояния, используются эти подтипы кабелей:

• CAT 5/6 – используется для передачи информации на расстояние в 50 метров. Разница в версиях (5 или 6) не играет особой роли в качестве и расстоянии передачи данных;
• Коаксиальный – позволяет передавать данные на расстояние в 90 метров;
• Оптоволоконный – нужен для передачи данных на расстояние в 100 и более метров.

Кабели для DisplayPort

Здесь имеется всего 1 вид кабеля, который на сегодня имеет версию 1.2. Возможности кабеля DisplayPort несколько выше, чем у HDMI. Например, DP-кабель без проблем способен передавать видео с разрешением 3840х2160 точек, при этом не теряя в качестве воспроизведения – оно остаётся идеальным (не менее 60 Гц), а также поддерживает передачу 3D-видео. Однако у него могут быть проблемы с передачей звука, т.к. нет встроенного ARC, к тому же, у этих кабелей DisplayPort не предусмотрена возможность поддержки интернет-решений. Если вам требуется передавать одновременно видео и аудиоконтент через один кабель, то лучше выбрать HDMI, т.к. для DP придётся дополнительно закупать специальную звуковую гарнитуру.

Данные кабели способны работать при помощи соответствующих переходников не только с разъёмами DisplayPort, но и HDMI, VGA, DVI. Например, кабели HDMI способны без проблем работать только с DVI, поэтому DP выигрывает у своего конкурента в совместимости с другими разъёмами.

DisplayPort имеет следующие типы кабелей:

• Пассивный. С его помощью можно передавать изображение в качестве 3840×216 точек, но для того, чтобы всё работало на максимальных частотах (60 Гц – идеальный вариант), нужно чтобы длина кабеля была не более 2-х метров. Кабели с длиною в диапазоне от 2 до 15 метров способны воспроизводить только видео формата 1080p без потери в частоте смены кадров или 2560×1600 с незначительной потерей в скорости смены кадров (примерно 45 Гц из 60);
• Активный. Способен передавать видеоизображение 2560×1600 точек на расстояние до 22 метров без потери в качестве воспроизведения. Есть модификация, сделанная из оптоволокна. В случае с последней расстояние передачи без потери качества увеличивается до 100 и более метров.

Также у кабелей DisplayPort есть только стандартная длина для домашнего использования, которая не может превышать 15 метров. Модификаций по типу оптоволоконных проводов и т.д. у DP нет, поэтому если вам нужно передавать данные по кабелю на расстояния свыше 15 метров, придётся либо покупать специальные удлинители, либо использовать технологии конкурента. Однако кабели DisplayPort выигрывают в совместимости с другими разъёмами и в качестве передачи визуального контента.

Дорожки для аудио и видео контента

В этом пункте HDMI-разъёмы тоже проигрывают, т.к. они не поддерживают многопоточный режим для видео и аудиоконтента, следовательно, вывод информации возможен только на один монитор. Для обычного пользователя этого вполне хватит, но для профессиональных геймеров, видеомонтажеров, графических и 3D-дизайнеров этого может быть недостаточно.

У DisplayPort в этом вопросе явное преимущество, т.к. вывод изображения в Ultra HD возможен сразу на два монитора. Если вам нужно подключить 4 и более мониторов, тогда придётся понизить разрешение всех до Full или просто HD. Также звук будет отдельно выводиться для каждого из мониторов.

Если вы профессионально работаете с графикой, видео, 3D-объектами, играми или статистикой, то обратите внимание на компьютеры/ноутбуки с DisplayPort. А ещё лучше купите аппарат сразу с двумя разъёмами – DP и HDMI. Если же вы обычный пользователь, не требующий от компьютера чего-то «сверх», то можно остановится на модели с HDMI-портом (такие аппараты, как правило, стоят дешевле).

Лет 10 назад – что для компьютерной техники означает в прошлом веке – для соединения системного блока ПК с монитором использовался интерфейс VGA, разработанный компанией IBM ещё в 1987 г. Компьютер – цифровое устройство, а кинескопный монитор – аналоговое, поэтому видеокарта ПК формировала аналоговый выходной видеосигнал, который с помощью интерфейса VGA и передавался монитору. Это всех устраивало, тем более что стандартной диагональю монитора было 14, 15, потом 17 дюймов, и полосы пропускания VGA хватало для передачи сигнала с требуемым разрешением и частотой кадровой развёртки.

С появлением жидкокристаллических мониторов ситуация изменилась. LCD монитор – это цифровое устройство, но у пользователей в ПК стояли в основном видеокарты с интерфейсом VGA, да и производители видеокарт не сразу перестроились. Поэтому в первые LCD мониторы устанавливали интерфейс VGA и аналого-цифровой преобразователь.

DVI – это полностью цифровой интерфейс, который был предназначен для связи системных блоков с мониторами, а потому передача звука не предусматривалось, и расстояние, на которое можно было передавать сигнал, было небольшим, всего несколько метров.

Возникла странная ситуация: аналоговый сигнал существовал только в кабеле, соединяющем видеокарту с монитором. Ясно, что такая ситуация инженеров не устраивала, и они задумались о создании нового цифрового интерфейса. Такой интерфейс был разработан консорциумом Digital Display Working Group и получил название DVI (Digital Video Interface, Цифровой видео интерфейс). Первая версия интерфейса была представлена в 1999 г.

Это уже был полностью цифровой интерфейс, но изначально он предназначался именно для связи системных блоков с мониторами, а потому передача звука не предусматривалось, и расстояние, на которое можно было передавать сигнал, было небольшим, всего несколько метров, а если требовалось большее расстояние, нужно было использовать т.н. активные удлинители интерфейса.

С 2008 г. через DVI с определёнными ограничениями и оговорками стало возможно передавать звук.

Интерфейс DVI выпускается в двух вариантах: DVI-I и DVI-D. Первый вариант допускает передачу сигнала VGA, но одновременная передача аналогового и цифрового сигнала невозможна: либо-либо.

Внедрение интерфейса HDMI, в отличие от DVI объясняется не только и не столько техническими причинами. Собственникам мультимедийного контента требовалось защитить его от несанкционированного копирования

DVI был спроектирован с запасом на будущее: Он существовал в варианте Single Link и Dual Link с удвоенной полосой пропускания, однако, как это часто бывает в хайтеке, все возможности DVI оказались невостребованными, потому что на смену ему пришёл новый интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface - интерфейс для мультимедиа высокой чёткости). Первая версия интерфейса была представлена в 2002 г., а в прошлом году появилась актуальная на сегодняшний день версия 2.0.

Однако внедрение интерфейса HDMI, в отличие от DVI объясняется не только и не столько техническими причинами. Собственникам мультимедийного контента требовалось защитить его от несанкционированного копирования, поэтому в HDMI была включена система HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection, Защита широкополосного цифрового контента). По замыслу разработчиков, цифровой контент высокого разрешения не может выходить за пределы обрабатывающих его устройств в незашифрованном виде. Это решение создало изрядные проблемы пользователям, но, главное, система HDCP требует лицензионных отчислений: минимум 4 цента за каждое устройство (15 центов, если не указан логотип HDMI на продукте и в рекламных материалах). А если учесть количество лицензий в типичной мультимедийной системе, недовольство производителей понятно (рис. 2).

Возникла ситуация, напоминающая давний конфликт между стандартами IEEE-1394 и USB, когда неразумная лицензионная политика Apple привела к повсеместному отказу от этого технически очень хорошего (на то время) стандарта.

Вот и сейчас произошло нечто похожее. В 2007 г. VESA представила спецификацию 1.1 интерфейса DisplayPort, который технически совершеннее HDMI, а главное, не требует никаких лицензионных отчислений. Результат не замедлил сказаться. До лета 2011 г. DisplayPort являлся стандартом для новых продуктов семейства Apple Macintosh. Мониторы Apple последнего поколения (Apple LED Cinema Display) поддерживали исключительно вход DisplayPort. Компьютеры MacBook, MacBook Pro, MacBook Air имеют выход DisplayPort, к которому через специальный адаптер может также подключаться монитор DVI или VGA. Компьютеры Mac mini имеют выходы DisplayPort и DVI. К настоящему времени Mini DisplayPort заменён на аналогичный по внешнему виду, но более совершенный интерфейс Thunderbolt, который является обратно совместимым с ним.

В 2007 г. VESA представила спецификацию 1.1 интерфейса DisplayPort, который технически совершеннее HDMI, а главное, не требует никаких лицензионных отчислений.

DisplayPort поддерживают такие известные производители как Acer, AMD, ASUS, Apple, Analogix, ASRock, BENQ, Dell, Fujitsu, Genesis Microchip, Gigabyte, Hewlett-Packard, Hosiden Corporation, Intel, Integrated Device Technology, Lenovo, LG, Luxtera, Molex, NEC, Nvidia, NXP Semiconductors, Palit, Parade Technologies, Philips, Quantum Data, Samsung, Texas Instruments и Tyco Electronics.

Рассмотрим интерфейс DisplayPort более подробно.

Рис. 2. Количество лицензий в типичной мультимедийной системе

Прежде всего, отметим, что этот интерфейс ориентирован на LCD-дисплеи, видеопроекторы, и видеокарты ПК. Не исключено, что со временем DisplayPort вытеснит HDMI.

И, хотя DisplayPort имеет свою собственную систему защиты DPCP, он также поддерживает HDCP версии 1.3, что позволяет подключаться к устройствам BluRay и получать доступ к защищённому контенту.

DisplayPort работает с пониженными напряжениями, что способствует пониженному энергопотреблению. Это, в свою очередь снижает уровень электромагнитных помех и улучшает электромагнитную совместимость устройств. К преимуществам нового интерфейса перед DVI и VGA можно отнести:

• поддержку двустороннего обмена;
• высокую производительность (пропускная способность свыше 1 Гбайт/с), которая выше чем у Dual Link DVI;
• наличие уникальной микро-пакетной архитектуры;
• опциональная поддержка аудио-функций;
• наличием простой и удобной защёлки на разъёме, неизвестно почему отсутствующей в HDMI.

Общие сведения

Интерфейс DisplayPort включает в себя три канала передачи данных (рис.3):

• основной канал (Main Link);
• дополнительный канал (AUX CH – Auxiliary channel);
• линия «горячего подключения» (HPD – Hot Plug Detect).

Рис.3 Интерфейс DisplayPort состоит из трёх каналов передачи данных

Основной канал

Основной канал предназначены для передачи графической информации. Этот канал состоит из четырёх линий, каждая из которых представляет собой дифференциальную пару. Поддерживаются две скорости передачи данных по основному каналу: 2,7 Гбит/с и 1,62 Гбит/с (на каждую линию). Пропускная способность интерфейса для каждого из этих двух режимов, с учётом количества задействованных линий, дана в табл.1.

Таблица 1. Пропускная способность интерфейса Display Port

Данные по линиям основного канала передаются последовательно, а использование дифференциальных пар повышает помехозащищённость линий. Данные, передаваемые по линиям основного канала, кодируются либо в формате RGB, либо в формате Y/C.

В зависимости от режима работа, выбранной кодировки цвета (RGB или Y/C), а также глубины цвета, может быть задействовано разное количество линий основного канала (1, 2 или 4) – см. табл.2.

Таблица 2. Зависимость количества линий основного канала от режима работы

Канал Main Link является однонаправленным, т.е. данные по нему передаются только в направлении от источника сигнала к дисплею.

Все данные, передаваемые по главным линиям, упаковываются в микро-пакеты, каждый из которых является единицей передачи (transfer unit). Каждый микро-пакет передаётся по своей линии канала Main Link. Длина микро-пакета находится в диапазоне от 32 до 64 символов. При разбивке потока данных на пакеты осуществляется их выравнивание под соответствующее количество символов путём заполнения пакета «дополнительными» символами. Так, например, если длина пакета задана в 32 символа, а реальный пакет состоит из 28 символов, то к нему добавляется ещё 4 символа.

В периоды горизонтального и вертикального гашения развёртки основной поток видеоданных прерывается, и практически все символы пакетов становятся «дополнительными». Такие пакеты могут быть замещены пакетами потока атрибутов, содержащих информацию о высоте, ширине и других параметрах изображения, передаваемого в основном потоке. Эта информация используется дисплеем. Кроме того, во время интервалов вертикального и горизонтального гашения могут передаваться пакеты аудио-потока.

В спецификации DisplayPort различают два типа символов: символы данных и управляющие символы. Управляющие символы вставляются в пакеты, состоящие из символов данных. В стандарте описывается девять управляющих символов, например, таких как: начало гашения, конец гашения, начало и конец данных и т.д.

Дополнительный канал

Дополнительный канал является двунаправленным полудуплексным. При передаче данных, устройством Master является передающее устройство (ПК), а устройством Slave – приёмное устройство (дисплей). Master инициирует транзакции дополнительного канала, формируя различные запросы, устройство Slave отвечает на запросы Master"а. Дисплей (устройство Slave) может управлять сигналом HPD, вызывая прерывание устройства Master, которое, в ответ, практически сразу же осуществляет на дополнительном канале транзакцию запроса. Именно таким образом дисплей может управлять процессами на шине дополнительного канала.

Дополнительный канал позволяет осуществлять передачу данных со скоростью 1 Мбит/с по кабелю длинной 15 м и даже больше. Дополнительный канал образован линиями одной дифференциальной пары, по которой передаются самосинхронизирующиеся данные. Каждая транзакция на канале занимает по времени не более 500 мкс, а максимальный размер пакета передаваемых данных составляет 16 байт. Все это позволяет избегать проблем, когда одно приложение подавляет работу другого приложения.

Основным назначением дополнительного канала является:

• передача данных EDID (Extended Display Identification Data, этот канал заменяет собой шину DDC, использующуюся для идентификации дисплеев и их настройки в соответствии со спецификацией Plug&Play);
• передача данных DPCD (DisplayPort Configuration Data), предназначенных для настройки и конфигурации самого интерфейса DisplayPort;
• передача данных MCCS (Monitor Command and Control Set), предназначенных для передачи команд, управляющих монитором (регулировка яркости, баланса цветов и т.п.).

Линия HPD

Сигнал HPD предназначен для определения моментов подключения и отключения дисплея. Сигнал HPD – это логический уровень с напряжением от 2,25 до 3,6 В. Логический уровень сигнала HPD управляется дисплеем. Низкий уровень соответствует возникновению событий, требующих реакции источника видеосигналов.

В зависимости от длительности, различают два варианта сигнала HPD:

• Если сигнал HPD устанавливается в низкий уровень на время от 0.5 до 1 мс, то это воспринимается как запрос на обслуживание. В этом случае устройство Master дополнительного канала осуществляет доступ к регистрам DPCD, считывает из них данные и корректирует соответствующим образом работу источника видеосигналов.
• Если сигнал HPD устанавливается в низкий уровень на время, большее чем 2 мс, то это воспринимается как событие горячего подключения/отключения. В результате, Master также осуществляет попытку обращения к регистрам DPCD для определения текущего статуса монитора.

В стандарте указано, что при определённых условиях (низкочастотные режимы) длина кабеля DisplayPort может достигать 15 м (режим с частотой кадра 50 Гц и при использовании всех четырёх линий основного канала).

На линии HPD и со стороны источника видеосигналов и со стороны монитора должен устанавливаться шунтирующий резистор (терминатор) сопротивлением не менее 100 кОм. Резисторы устанавливаются между линией HPD и «землёй».

Кабели

Интерфейсный кабель для DisplayPort выпускается в двух модификациях:

• кабель для высокочастотной передачи (2,7 Гбит/с на канал);
• кабель для низкочастотной передачи (1,62 Гбит/с на канал).

Длина соединительного кабеля при максимальных скоростях передачи данных должна составлять не более двух метров, что позволяет обеспечить гарантированную надёжность передаваемых данных. Но, в принципе, она может быть и больше, если использовать режимы работы с низким разрешением. В частности, в стандарте указано, что при определённых условиях (низкочастотные режимы) длина кабеля может достигать 15 м (режим с частотой кадра 50 Гц и при использовании всех четырёх линий основного канала). В стандарте регламентировано практически все – от типа материалов, используемых для изоляции, до взаимного положения жил кабеля внутри общей изоляции. Поэтому, если планируется использовать дисплеи с высоким разрешением и большой глубиной цвета, необходимо приобрести качественные кабели.

Как уже отмечалось выше, все информационные линии интерфейса выполнены в виде дифференциальных пар. Величина сигналов на этих дифференциальных парах зависит от частоты передачи данных, т.е. от режима работы. Однако размах сигналов на дифференциальных информационных линиях должен находиться в диапазоне от 0,4 В до 1,2 В (с учётом допусков от 0,34 В до 1,38 В). Согласно стандарту DisplayPort дифференциальные пары могут использоваться как в режиме переменного тока (AC), так и в режиме постоянного тока (DC). При работе в режиме DC дифференциальный сигнал изменяется относительно некого постоянного уровня, величина которого может достигать значения 3,6 В, т.е. соответствует напряжению питания (см. рис.4).

Рис. 4. Диаграммы сигналов в кабеле DisplayPort

Соединительные разъёмы

Соединительный разъем интерфейса DisplayPort похож на разъем USB (рис. 5). Основное отличие в том, что на разъёме DisplayPort больше (20) контактов. Разъёмы интерфейсов VGA, DVI и DisplayPort показаны на рис. 6.

Рис. 5. Кабельные вилка и розетка интерфейса DisplayPort

Рис.6. Сравнение разъёмов различных интерфейсов

На кабеле с двух сторон находятся своеобразные вилки. На блочной части устройств (на видеокарте и на дисплее) устанавливают розетки. Допускается горизонтальное и вертикальное размещение розеток (рис.7).

Рис. 7. Вертикальное и горизонтальное расположение блочных розеток DisplayPort

Разъём имеет ключ, т.е. подключить его неправильно невозможно. Контакты расположены в два ряда и со смещением рядов относительно друг друга.

В отличие от HDMI, разъём имеет защёлку (рис. 8).

Разъём имеет ещё одну важную особенность. При его подключении, так же как и в USB, разные группы контактов соединяются поочерёдно. Это обеспечивает возможность горячего подключения устройств без опасности повреждения схем статическим электричеством. Порядок подключения следующий:

1. Металлический экран разъёма.
2. Контакты заземления (GND), линия питания (DP_PWR) и общий провод для линии питания (Return DP_PWR).
3. Линии основного канала (ML_Lane), дополнительного канала (AUX_CH) и линия HPD.

Рис. 8. Защёлка разъёма DisplayPort

Назначение контактов разъёма показано на рис. 9.

Линии основного канала обозначаются ML_Lane0, ML_Lane1, ML_Lane2, ML_Lane3. Так как линии представляют собой дифференциальные пары, то в обозначении присутствуют ещё и символы (n) и (p), где (n) – это «-» дифференциальной пары, а (p) – «+». Линии дополнительного канала обозначаются AUX_CH (p) и AUX_CH (n), так как тоже являются дифференциальными.

Рис.9. Назначение контактов разъёма
(Нажмите на изображение для увеличения)

На разъем выведена линия питания, обозначаемая DP_PWR. На эту линию от устройства-источника видеосигналов подаётся напряжение величиной от 3 до 16 В. Величина максимального тока не должна превышать 500 мА. Линия DP_PWR может использоваться для питания маломощных устройств, подключённых к источнику сигнала или для питания отдельных цепей дисплеев. Устройства-приёмники (дисплеи) также могут подавать на эту линию питающее напряжение величиной +3,3 В с максимальным током также в 500 мА. Таким образом, интерфейс DisplayPort, подобно USB, можно использовать для подключения маломощных устройств, не имеющих собственного источника питания. Общим проводом для линии питания DP_PWR является контакт, обозначенный Return DP_PWR.

В стандартном кабеле сигнал DP_PWR может отсутствовать, т.е. конт.20 разъёма не будет задействован.

В настоящее время на рынке имеется множество переходников с одного интерфейса на другой (рис. 10, 11).

Рис. 10. Адаптер DVI-DisplayPort

Рис. 11. Адаптер HDMI-DisplayPort

Эксперты в области хайтека считают, что у интерфейса DisplayPort большое будущее. Так это или нет, покажет время. Возможно, что распространению интерфейса будет помогать сближение бытовой и вычислительной техники, в результате чего возникнет необходимость взаимного подключения самых разнообразных устройств, что ранее не учитывались разработчиками интерфейсов.

Стандарт аудио / видео интерфейса HDMI стал очень успешным. Это самое распространенное цифровое соединение, которое вы найдете в телевизорах, телеприставках, Blu-Ray плеерах, аудио / видео ресиверах, игровых приставках, видеокамерах и цифровых камерах. Черт возьми, он даже стал появляться в некоторых смартфонах.

Вы также найдете порт HDMI в большинстве настольных компьютеров и ноутбуков. Ни одно современное устройство «все-в-одном» не будет полным без HDMI входа, который позволяет подключать игровую консоль или телеприставку к компьютеру, и поэтому вы можете использовать его дисплей для второй цели.

Но, учитывая повсеместное распространение HDMI, вы, возможно, забыли о другом цифровом аудио / видео стандарте – это DisplayPort. Хотя вы найдете его вместе с HDMI во многих последних моделях, и он добавлен в видеокарты, а также в ноутбуки, ориентированные на рынке на бизнес-пользователей, он редко появляется в ПК, работающих под управлением Windows, направленных на обычных потребителей.

Оба стандарта, и HDMI и DisplayPort, могут передавать цифровое видео высокой четкости и аудио с устройства-источника сигнала на дисплей. Так в чем же разница? Является ли один интерфейс для показа лучше или более гибким, чем другой? Мы постараемся ответить на эти вопросы в сравнении «нос-к-носу» их наборов функций и типичных сценариев использования. Но сначала, давайте рассмотрим, как эти два стандарта появились, и какие юридические лица их контролируют.

Вернемся к истории

Спецификация HDMI (High Definition Multimedia Interface) была задумана более десяти лет назад шестью производителями – гигантами потребительской электроники: Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony и Toshiba. Сегодня HDMI Licensing, LLC , дочерняя компания Silicon Image, контролирует спецификацию. Производители должны платить авторский гонорар за включение портов HDMI в свои продукты.