DisplayPort ( DP ) — это интерфейс цифрового дисплея , разработанный консорциумом производителей ПК и чипов и стандартизированный Ассоциацией стандартов видеоэлектроники (VESA). В основном он используется для подключения источника видео к устройству отображения, например монитору компьютера . Он также может передавать аудио , USB и другие формы данных. [1]
DisplayPort был разработан для замены VGA , FPD-Link и цифрового визуального интерфейса (DVI). Он обратно совместим с другими интерфейсами, такими как HDMI и DVI, за счет использования активных или пассивных адаптеров. [2]
Это первый интерфейс дисплея, основанный на пакетной передаче данных — форме цифровой связи, используемой в таких технологиях, как Ethernet , USB и PCI Express . Это позволяет использовать внутренние и внешние соединения дисплея. В отличие от устаревших стандартов, которые передают тактовый сигнал с каждым выходом, его протокол основан на небольших пакетах данных , известных как микропакеты , которые могут встраивать тактовый сигнал в поток данных, обеспечивая более высокое разрешение с использованием меньшего количества контактов. [3] Использование пакетов данных также делает его расширяемым, то есть со временем можно добавлять больше функций без существенных изменений в физическом интерфейсе. [4]
DisplayPort способен передавать аудио и видео одновременно, хотя каждое из них может передаваться без другого. Путь видеосигнала может варьироваться от шести до шестнадцати бит на цветовой канал , а путь аудио может иметь до восьми каналов 24-битного несжатого звука PCM с частотой 192 кГц . [1] Двунаправленный полудуплексный вспомогательный канал передает данные управления устройством и управления устройством для основного канала, такие как стандарты VESA EDID , MCCS и DPMS . Интерфейс также способен передавать двунаправленные сигналы USB. [5]
Интерфейс использует дифференциальный сигнал, несовместимый с DVI или HDMI. Однако двухрежимные порты DisplayPort предназначены для передачи одноканального протокола DVI или HDMI ( TMDS ) через интерфейс за счет использования внешнего пассивного адаптера, включающего режим совместимости и преобразующего сигнал из 3,3 в 5 вольт. Для аналогового VGA / YPbPr и двухканального DVI для совместимости требуется активный адаптер с питанием , который не зависит от двойного режима. Активные адаптеры VGA получают питание непосредственно от разъема DisplayPort, тогда как активные двухканальные адаптеры DVI обычно используют внешний источник питания, например USB.
Первая версия, 1.0, была одобрена VESA 3 мая 2006 г. [6] Версия 1.1 была ратифицирована 2 апреля 2007 г., [7] а версия 1.1a была ратифицирована 11 января 2008 г. [8]
DisplayPort 1.0–1.1a обеспечивает максимальную пропускную способность 10,8 Гбит/с ( скорость передачи данных 8,64 Гбит/с) по стандартному 4-полосному основному каналу. Для поддержки полной полосы пропускания 10,8 Гбит/с требуются кабели DisplayPort длиной до 2 метров . [8] DisplayPort 1.1 позволяет устройствам реализовывать альтернативные уровни связи, такие как оптоволокно , что обеспечивает гораздо большую дальность связи между источником и дисплеем без ухудшения качества сигнала, [9] хотя альтернативные реализации не стандартизированы. Помимо защиты содержимого DisplayPort (DPCP), он также включает HDCP . Стандарт DisplayPort 1.1a можно бесплатно загрузить с веб-сайта VESA. [10] [ не удалось проверить ]
Версия DisplayPort 1.2 была представлена 7 января 2010 года. [11] Наиболее значительным улучшением этой версии является удвоение скорости передачи данных до 17,28 Гбит/с в режиме высокой скорости передачи данных 2 (HBR2), что позволяет увеличить разрешение и частоту обновления. и большую глубину цвета, например 3840 × 2160 при 60 Гц и 10 бит на канал RGB. Другие улучшения включают в себя несколько независимых видеопотоков (последовательное соединение с несколькими мониторами), называемое Multi-Stream Transport (MST), возможности для стереоскопического 3D , увеличенную пропускную способность канала AUX (с 1 Мбит/с до 720 Мбит/с), больше цветовых пространств. включая xvYCC , scRGB и Adobe RGB 1998 , а также глобальный временной код (GTC) для синхронизации аудио/видео менее 1 мкс. Кроме того, разъем Mini DisplayPort от Apple Inc. , который намного меньше и предназначен для портативных компьютеров и других небольших устройств, совместим с новым стандартом. [1] [12] [13] [14]
Версия DisplayPort 1.2a была выпущена в январе 2013 года [15] и может дополнительно включать адаптивную синхронизацию VESA . [16] AMD FreeSync использует для работы функцию DisplayPort Adaptive-Sync. FreeSync был впервые продемонстрирован на выставке CES 2014 на ноутбуке Toshiba Satellite с использованием функции Panel-Self-Refresh (PSR) из стандарта Embedded DisplayPort [17] , а после предложения AMD VESA позже адаптировала Panel-Self-Refresh (PSR) из стандарта Embedded DisplayPort [17]. Обновили функцию для использования на автономных дисплеях и добавили ее в качестве дополнительной функции основного стандарта DisplayPort под названием «Adaptive-Sync» в версии 1.2a. [18] Поскольку это дополнительная функция, поддержка Adaptive-Sync не требуется для обеспечения совместимости дисплея с DisplayPort 1.2a.
Версия DisplayPort 1.3 была утверждена 15 сентября 2014 года. [19] Этот стандарт увеличивает общую пропускную способность передачи до 32,4 Гбит/с за счет нового режима HBR3, обеспечивающего скорость 8,1 Гбит/с на полосу (по сравнению с 5,4 Гбит/с с HBR2 в версии 1.2). для общей пропускной способности данных 25,92 Гбит/с после учета накладных расходов на кодирование 8b/10b. Этой полосы пропускания достаточно для дисплея 4K UHD ( 3840 × 2160 ) с частотой 120 Гц и цветом RGB 24 бит/пиксель, дисплея 5K ( 5120 × 2880 ) с частотой 60 Гц с цветом RGB 30 бит/пиксель или дисплея 8K UHD ( 7680 × 4320 ) при частоте 30 Гц и цвете RGB 24 бита/пикселя. Используя многопотоковую передачу (MST), порт DisplayPort может управлять двумя дисплеями 4K UHD ( 3840 × 2160 ) с частотой 60 Гц или до четырех дисплеев WQXGA ( 2560 × 1600 ) с частотой 60 Гц и цветом RGB 24 бит/пиксель. Новый стандарт включает обязательный двойной режим для адаптеров DVI и HDMI, реализующий стандарт HDMI 2.0 и защиту контента HDCP 2.2. [20] Стандарт подключения Thunderbolt 3 изначально должен был включать возможность DisplayPort 1.3, но в окончательной версии осталась только версия 1.2. Функция Adaptive Sync VESA в DisplayPort версии 1.3 остается необязательной частью спецификации. [21]
Версия DisplayPort 1.4 была опубликована 1 марта 2016 года. [22] Никаких новых режимов передачи не определено, поэтому HBR3 (32,4 Гбит/с), представленный в версии 1.3, по-прежнему остается самым высоким доступным режимом. В DisplayPort 1.4 добавлена поддержка сжатия потока отображения 1.2 (DSC), прямой коррекции ошибок , метаданных HDR10 , определенных в CTA-861.3, включая статические и динамические метаданные и Rec. Цветовое пространство 2020 для совместимости HDMI [23] и увеличивает максимальное количество встроенных аудиоканалов до 32. [24]
Версия DisplayPort 1.4a была опубликована в апреле 2018 года. [25] VESA не выпустила официального пресс-релиза по этой версии. Он обновил реализацию DSC DisplayPort с DSC 1.2 до 1.2a. [26]
26 июня 2019 года VESA официально выпустила стандарт DisplayPort 2.0. VESA заявила, что версия 2.0 является первым крупным обновлением стандарта DisplayPort с марта 2016 года и обеспечивает повышение скорости передачи данных примерно в 3 раза (с 25,92 до 77,37 Гбит/с) по сравнению с предыдущей версией DisplayPort (1.4a). , а также новые возможности для удовлетворения будущих требований к производительности традиционных дисплеев. К ним относятся разрешения выше 8K, более высокие частоты обновления и поддержка расширенного динамического диапазона (HDR) при более высоких разрешениях, улучшенная поддержка нескольких конфигураций дисплеев, а также улучшенный пользовательский интерфейс с дисплеями дополненной/виртуальной реальности (AR/VR), включая поддержку 4K. - и за пределами разрешений VR.
Согласно дорожной карте, опубликованной VESA в сентябре 2016 года, новую версию DisplayPort планировалось выпустить «в начале 2017 года». Это позволило бы повысить скорость соединения с 8,1 до 10,0 Гбит/с, то есть на 23%. [27] [28] Это позволило бы увеличить общую пропускную способность с 32,4 Гбит/с до 40,0 Гбит/с. Однако в 2017 году не было выпущено ни одной новой версии, и, вероятно, она была отложена из-за дальнейших улучшений после того, как форум HDMI объявил в январе 2017 года, что их следующий стандарт (HDMI 2.1) будет обеспечивать пропускную способность до 48 Гбит/с. Согласно пресс-релизу от 3 января 2018 года, «VESA в настоящее время вместе со своими членами занимается разработкой следующего поколения стандарта DisplayPort, планируя увеличить скорость передачи данных, обеспечиваемую DisplayPort, в два раза и более. VESA планирует опубликовать это обновление в течение следующих 18 месяцев». [29] На выставке CES 2019 VESA объявила, что новая версия будет поддерживать 8K @ 60 Гц без сжатия и, как ожидается, будет выпущена в первой половине 2019 года. [30]
Благодаря увеличенной пропускной способности, обеспечиваемой DisplayPort 2.0, VESA предлагает высокую степень универсальности и конфигураций для более высокого разрешения дисплея и частоты обновления. В дополнение к вышеупомянутому разрешению 8K при частоте 60 Гц с поддержкой HDR, UHBR20 через USB-C в качестве альтернативного режима DisplayPort обеспечивает множество высокопроизводительных конфигураций:
При использовании только двух линий на разъеме USB-C через альтернативный режим DP для одновременной передачи данных и видео SuperSpeed USB, DP 2.0 может включать такие конфигурации, как: [31]
VESA анонсировала версию 2.1 стандарта DisplayPort 17 октября 2022 года. [32] Эта версия включает новые сертификаты кабелей DP40 и DP80, которые проверяют правильность работы кабелей DisplayPort на UHBR10 (40 Гбит/с) и UHBR20 (80 Гбит/с). ) скорости, представленные в версии 2.0. Кроме того, он пересматривает некоторые электрические требования для устройств DisplayPort, чтобы улучшить интеграцию с USB4. По словам VESA:
DisplayPort 2.1 ужесточил соответствие со спецификацией USB Type-C, а также со спецификацией USB4 PHY, чтобы облегчить общее обслуживание PHY как DisplayPort, так и USB4. Кроме того, в DisplayPort 2.1 добавлена новая функция управления полосой пропускания DisplayPort, позволяющая туннелированию DisplayPort более эффективно сосуществовать с другим трафиком данных ввода-вывода по каналу USB4.
VESA анонсировала версию 2.1a стандарта DisplayPort 8 января 2024 года. [33]
Основной канал DisplayPort используется для передачи видео и звука. Главный канал состоит из ряда однонаправленных последовательных каналов передачи данных, которые работают одновременно и называются полосами . Стандартное соединение DisplayPort имеет 4 полосы, хотя некоторые приложения DisplayPort реализуют больше линий, например интерфейс Thunderbolt 3 , который реализует до 8 полос DisplayPort. [39] : 4
В стандартном соединении DisplayPort каждая полоса имеет выделенный набор проводов витой пары и передает данные по ней с использованием дифференциальной сигнализации . Это система с самосинхронизацией , поэтому выделенный канал тактового сигнала не требуется. [8] : §1.7.1 В отличие от DVI и HDMI, скорость передачи которых варьируется в зависимости от конкретного видеоформата, DisplayPort работает только на нескольких определенных скоростях; любые лишние биты в передаче заполняются «символами вставки». [8] : §2.2.1.4
В версиях DisplayPort 1.0–1.4a данные перед передачей кодируются с использованием кодировки ANSI 8b/10b . В этой схеме только 8 из каждых 10 передаваемых битов представляют данные; дополнительные биты используются для балансировки постоянного тока (обеспечивая примерно равное количество единиц и нулей). В результате скорость передачи данных составляет всего 80% от физической скорости передачи данных. Скорость передачи также иногда выражается через «Скорость передачи символов», которая представляет собой скорость, с которой передаются эти символы в кодировке 8b/10b (т. е. скорость, с которой передаются группы из 10 бит, 8 из которых представляют данные). ). В версии 1.0–1.4a определены следующие режимы передачи:
DisplayPort 2.0 использует кодировку 128b/132b; каждая группа из 132 передаваемых битов представляет 128 бит данных. Данная схема имеет КПД 96,96 % . [40] Кроме того, добавляется небольшой объем служебных данных для пакета управления канального уровня и других различных операций, в результате чего общая эффективность составляет ≈96,7%. [41] : §3.5.2.18 В DP 2.0 добавлены следующие режимы передачи:
Общая пропускная способность основного канала в стандартном 4-полосном соединении представляет собой совокупность всех полос:
Режим передачи, используемый основным каналом DisplayPort, согласовывается устройством-источником и приемником при установке соединения посредством процесса, называемого обучением канала . Этот процесс определяет максимально возможную скорость соединения. Если качество кабеля DisplayPort недостаточно, например, для надежной работы со скоростями HBR2, устройства DisplayPort обнаружат это и перейдут в более низкий режим для поддержания стабильного соединения. [8] : §2.1.1 Соединение может быть повторно согласовано в любое время, если обнаружена потеря синхронизации. [8] : §1.7.3
Аудиоданные передаются по основному каналу во время интервалов гашения видео (коротких пауз между каждой строкой и кадром видеоданных). [8] : §2.2.5.3
Канал DisplayPort AUX — это полудуплексный (двунаправленный) канал данных, используемый для различных дополнительных данных, помимо видео и аудио, таких как команды EDID ( I 2 C ) или CEC. [8] : §2.4 Этот двунаправленный канал данных необходим, поскольку сигналы видеолиний являются однонаправленными от источника к дисплею. Сигналы AUX передаются по выделенному набору витых пар. В DisplayPort 1.0 указано манчестерское кодирование со скоростью сигнала 2 МБд (скорость передачи данных 1 Мбит/с). [8] : §3.4 Версия 1.2 стандарта DisplayPort представила второй режим передачи, называемый FAUX (Fast AUX), который работал со скоростью 720 МБод с кодированием 8b/10b (скорость передачи данных 576 Мбит/с), [37] : §3.4, но он устарел в версии 1.3.
Все кабели DisplayPort совместимы со всеми устройствами DisplayPort, независимо от версии каждого устройства или уровня сертификации кабеля. [42]
Все функции DisplayPort будут работать с любым кабелем DisplayPort. DisplayPort не имеет нескольких конструкций кабелей; все кабели DP имеют одинаковую базовую схему и проводку и поддерживают любые функции, включая аудио, последовательное подключение, G-Sync / FreeSync , HDR и DSC.
Кабели DisplayPort отличаются поддержкой скорости передачи. DisplayPort определяет семь различных режимов передачи (RBR, HBR, HBR2, HBR3, UHBR 10, UHBR 13.5 и UHBR 20), которые поддерживают постепенно увеличивающуюся полосу пропускания. Не все кабели DisplayPort поддерживают все семь режимов передачи. VESA предлагает сертификаты для различных уровней пропускной способности. Эти сертификаты являются необязательными, и не все кабели DisplayPort сертифицированы VESA.
Кабели с ограниченной скоростью передачи по-прежнему совместимы со всеми устройствами DisplayPort, но могут налагать ограничения на максимальное доступное разрешение или частоту обновления.
Кабели DisplayPort не классифицируются по «версиям». Хотя кабели обычно маркируются номерами версий ( например, кабели HBR2 рекламируются как «кабели DisplayPort 1.2»), такое обозначение не разрешено VESA. [42] Использование номеров версий с кабелями может ошибочно подразумевать, что для дисплея DisplayPort 1.4 требуется «кабель DisplayPort 1.4» или что функции, представленные в версии 1.4, такие как HDR или DSC, не будут работать со старыми « кабелями DP 1.2». Кабели DisplayPort классифицируются только по уровню сертификации пропускной способности (RBR, HBR, HBR2, HBR3 и т. д.), если они вообще были сертифицированы.
Не все кабели DisplayPort способны работать с максимальной пропускной способностью. Кабели могут быть отправлены в VESA для дополнительной сертификации при различных уровнях пропускной способности. VESA предлагает пять уровней сертификации кабелей: стандартный, DP8K, DP40, DP54 и DP80. [41] : §4.1 Эти сертификаты сертифицируют кабели DisplayPort на правильную работу на следующих скоростях:
В апреле 2013 года VESA опубликовала статью, в которой говорилось, что сертификация кабеля DisplayPort не имеет отдельных уровней для пропускной способности HBR и HBR2 и что любой сертифицированный стандартный кабель DisplayPort, в том числе сертифицированный по DisplayPort 1.1, сможет обрабатывать скорость 21,6 Гбит/с. пропускная способность HBR2, представленная в стандарте DisplayPort 1.2. [42] Стандарт DisplayPort 1.2 определяет только одну спецификацию для кабельных сборок с высокой скоростью передачи данных, которая используется как для скоростей HBR, так и для HBR2, хотя процесс сертификации кабеля DP регулируется стандартом тестирования соответствия DisplayPort PHY (CTS), а не стандартом DisplayPort 1.2. Сам стандарт DisplayPort. [37] : §5.7.1, §4.1
Сертификация DP8K была объявлена VESA в январе 2018 года и подтверждает правильную работу кабелей на скоростях HBR3 (8,1 Гбит/с на полосу, общая скорость 32,4 Гбит/с). [43]
В июне 2019 года, с выпуском версии 2.0 стандарта DisplayPort, VESA объявила, что сертификации DP8K также достаточно для нового режима передачи UHBR10. Никаких новых сертификатов для режимов UHBR13.5 и UHBR20 объявлено не было. VESA рекомендует дисплеям использовать привязанные кабели для этих скоростей, а не выпускать на рынок отдельные кабели. [40]
Следует также отметить, что использование сжатия потока дисплея (DSC), представленное в DisplayPort 1.4, значительно снижает требования к полосе пропускания кабеля. Форматы, которые обычно выходят за рамки DisplayPort 1.4, такие как 4K (3840 × 2160) с частотой 144 Гц, 8 бит на канал RGB/Y’C B C R 4:4:4 ( скорость передачи данных 31,4 Гбит/с в несжатом виде), могут быть реализовано только с использованием DSC. Это позволит снизить требования к физической пропускной способности в 2–3 раза, что вполне соответствует возможностям кабеля с рейтингом HBR2.
Это объясняет, почему кабели DisplayPort не классифицируются по «версиям»; хотя DSC был представлен в версии 1.4, это не означает, что для его работы требуется так называемый «кабель DP 1.4» (кабель с рейтингом HBR3). Кабели HBR3 необходимы только для приложений, пропускная способность которых превышает уровень HBR2, а не просто для любого приложения, использующего DisplayPort 1.4. Если DSC используется для снижения требований к полосе пропускания до уровня HBR2, то кабеля с рейтингом HBR2 будет достаточно.
В версии 2.1 VESA представила уровни сертификации кабелей DP40 и DP80, которые проверяют кабели на соответствие скоростям UHBR10 и UHBR20 соответственно. DisplayPort 2.1a представил сертификацию кабеля DP54 для скорости UHBR13.5.
Стандарт DisplayPort не определяет максимальную длину кабелей, хотя стандарт DisplayPort 1.2 устанавливает минимальное требование, согласно которому все кабели длиной до 2 метров должны поддерживать скорость HBR2 (21,6 Гбит/с), а все кабели любой длины должны поддерживать Скорость RBR (6,48 Гбит/с). [37] : §5.7.1, §4.1 Кабели длиной более 2 метров могут поддерживать или не поддерживать скорости HBR/HBR2, а кабели любой длины могут поддерживать или не поддерживать скорости HBR3 или выше.
Кабели и порты DisplayPort могут иметь либо «полноразмерный» разъем, либо «мини-разъем». Эти разъемы отличаются только физической формой — возможности DisplayPort одинаковы независимо от того, какой разъем используется. Использование разъема Mini DisplayPort не влияет на производительность или поддержку функций соединения.
Стандартный разъем DisplayPort (теперь называемый «полноразмерным» разъемом, чтобы отличить его от мини-разъема) [37] : §4.1.1 был единственным типом разъема, представленным в DisplayPort 1.0. Это 20-контактный одноориентированный разъем с фрикционным замком и дополнительной механической защелкой. Стандартная розетка DisplayPort имеет размеры 16,10 мм (ширина) × 4,76 мм (высота) × 8,88 мм (глубина). [8] : §4.2.1.7, стр.201.
Стандартное расположение контактов разъема DisplayPort следующее: [8] : §4.2.1.
Разъем Mini DisplayPort был разработан Apple для использования в своих компьютерных продуктах. Впервые о нем было объявлено в октябре 2008 года для использования в новых MacBook и Cinema Display. В 2009 году VESA приняла его в качестве официального стандарта, а в 2010 году спецификация была объединена с основным стандартом DisplayPort с выпуском DisplayPort 1.2. Apple бесплатно передает лицензию на эту спецификацию VESA.
Разъем Mini DisplayPort (mDP) представляет собой 20-контактный разъем одной ориентации с фрикционным замком. В отличие от полноразмерного разъема, у него нет возможности механической защелки. Розетка mDP имеет размеры 7,50 мм (ширина) × 4,60 мм (высота) × 4,99 мм (глубина). [44] : §2.1.3.6, стр. 27–31. Назначение контактов mDP такое же, как и у полноразмерного разъема DisplayPort. [44] : §2.1.3
Контакт 20 разъема DisplayPort, называемый DP_PWR, обеспечивает питание постоянного тока напряжением 3,3 В (±10%) и током до 500 мА (минимальная мощность 1,5 Вт). [8] : §3.2 Это питание доступно от всех розеток DisplayPort, как на источниках, так и на устройствах отображения. DP_PWR предназначен для подачи питания на адаптеры, кабели с усилителями и подобные устройства, поэтому отдельный кабель питания не требуется.
Стандартные кабельные соединения DisplayPort не используют контакт DP_PWR. Соединение контактов DP_PWR двух устройств напрямую через кабель может привести к короткому замыканию , которое потенциально может повредить устройства, поскольку контакты DP_PWR на двух устройствах вряд ли будут иметь одинаковое напряжение (особенно с допуском ±10%). [45] По этой причине в стандартах DisplayPort 1.1 и более поздних версиях указано, что пассивные кабели DisplayPort-DisplayPort должны оставлять контакт 20 неподключенным. [8] : §3.2.2
Однако в 2013 году VESA объявила, что после расследования сообщений о неисправных устройствах DisplayPort она обнаружила, что большое количество несертифицированных поставщиков производят свои кабели DisplayPort с подключенным контактом DP_PWR:
Недавно VESA получила довольно много жалоб на проблемы в работе DisplayPort, которые в конечном итоге были вызваны неправильно изготовленными кабелями DisplayPort. Эти «плохие» кабели DisplayPort обычно ограничиваются кабелями, не сертифицированными DisplayPort, или кабелями других производителей. Чтобы дополнительно изучить эту тенденцию на рынке кабелей DisplayPort, VESA приобрела ряд несертифицированных кабелей других производителей и обнаружила, что тревожно большое количество из них были настроены неправильно и, вероятно, не будут поддерживать все конфигурации системы. Ни один из этих кабелей не прошел бы сертификационное испытание DisplayPort, более того, некоторые из этих кабелей потенциально могут повредить ПК, ноутбук или монитор.
Условие об исключении провода DP_PWR из стандартных кабелей DisplayPort не присутствовало в стандарте DisplayPort 1.0. Однако продукты DisplayPort (и кабели) начали появляться на рынке только в 2008 году, спустя много времени после того, как версия 1.0 была заменена версией 1.1. Стандарт DisplayPort 1.0 никогда не применялся в коммерческих продуктах. [46]
В таблицах ниже описаны частоты обновления, которых можно достичь в каждом режиме передачи. Как правило, максимальная частота обновления определяется режимом передачи (RBR, HBR, HBR2, HBR3, UHBR10, UHBR13.5 или UHBR20). Эти режимы передачи были введены в стандарт DisplayPort следующим образом:
Однако поддержка режима передачи не обязательно определяется заявленным «номером версии DisplayPort» устройства. Например, в более старых версиях Маркетинговых рекомендаций DisplayPort разрешалось маркировать устройство как «DisplayPort 1.2», если оно поддерживало функцию MST, даже если оно не поддерживало режим передачи HBR2. [47] : 9 В более новых версиях руководств этот пункт удален, и в настоящее время (по состоянию на июнь 2018 г.) не существует указаний по использованию номеров версий DisplayPort в продуктах. [48] Таким образом, «номера версий» DisplayPort не являются надежным показателем того, какую скорость передачи данных может поддерживать устройство.
Кроме того, отдельные устройства могут иметь свои собственные ограничения, выходящие за рамки скорости передачи. Например, графические процессоры NVIDIA Kepler GK104 (такие как GeForce GTX 680 и 770) поддерживают «DisplayPort 1.2» с режимом передачи HBR2, но ограничены скоростью 540 Мпикс/с, что составляет всего 3/4 от максимально возможного при HBR2 . [49] Следовательно, некоторые устройства могут иметь ограничения, отличные от ограничений, перечисленных в следующих таблицах.
Для поддержки определенного формата устройство- источник и устройство отображения должны поддерживать требуемый режим передачи, а кабель DisplayPort также должен обеспечивать необходимую полосу пропускания для этого режима передачи. (См.: Кабели и разъемы)
Максимальные пределы для режимов RBR и HBR рассчитываются с использованием стандартных расчетов скорости передачи данных. [50] Для режимов UHBR ограничения основаны на расчетах эффективности передачи данных, предусмотренных стандартом DisplayPort. [51] : §3.5.2.18 Все расчеты предполагают несжатое видео RGB с синхронизацией CVT-RB v2 . Максимальные пределы могут отличаться, если используется сжатие (т. е. DSC) или подвыборка цветности Y’C B C R 4:2:2 или 4:2:0.
Производители дисплеев также могут использовать нестандартные интервалы гашения вместо CVT-RB v2, чтобы добиться еще более высоких частот, когда полоса пропускания ограничена. Частоты обновления в таблице ниже представляют собой не абсолютный максимальный предел каждого интерфейса, а скорее оценку, основанную на современной стандартизированной формуле синхронизации. Минимальные интервалы гашения (и, следовательно, точная максимальная частота, которую можно достичь) будут зависеть от дисплея и количества вторичных пакетов данных, которые ему требуются, и, следовательно, будут отличаться от модели к модели.
Для всех форматов в этих таблицах предполагается глубина цвета 8 бит на канал (24 бит/пиксель или 16,7 миллиона цветов). Это стандартная глубина цвета, используемая на большинстве компьютерных дисплеев. Обратите внимание, что некоторые операционные системы называют это «32-битной» глубиной цвета — это то же самое, что 24-битная глубина цвета. 8 дополнительных бит предназначены для информации об альфа-канале, которая присутствует только в программном обеспечении. На этапе передачи эта информация уже включена в основные цветовые каналы, поэтому фактические видеоданные, передаваемые по кабелю, содержат только 24 бита на пиксель.
Для всех форматов в этих таблицах предполагается глубина цвета 10 бит на канал (30 бит/пиксель или 1,07 миллиарда цветов). Эта глубина цвета является требованием для различных распространенных стандартов HDR, таких как HDR10 . Для этого требуется на 25% больше пропускной способности, чем для стандартного видео с битрейтом 8 бит/канал.
Расширения HDR были определены в версии 1.4 стандарта DisplayPort. Некоторые дисплеи поддерживают эти расширения HDR, но могут реализовать режим передачи HBR2 только в том случае, если дополнительная полоса пропускания HBR3 не нужна (например, на дисплеях HDR 4K с частотой 60 Гц). Поскольку не существует определения того, что представляет собой устройство «DisplayPort 1.4», некоторые производители могут маркировать их как устройства «DP 1.2», несмотря на поддержку расширений DP 1.4 HDR. [52] В результате «номера версий» DisplayPort не следует использовать в качестве индикатора поддержки HDR.
Двухрежимный порт DisplayPort ( DP++ ), также называемый двухрежимным DisplayPort , представляет собой стандарт, который позволяет источникам DisplayPort использовать простые пассивные адаптеры для подключения к дисплеям HDMI или DVI. Двухрежимный режим является дополнительной функцией, поэтому не все источники DisplayPort обязательно поддерживают пассивные адаптеры DVI/HDMI, хотя на практике почти все устройства поддерживают. Официально логотип «DP++» должен использоваться для обозначения порта DP, поддерживающего двухрежимный режим, но большинство современных устройств не используют этот логотип. [53]
Устройства, реализующие двухрежимный режим, обнаруживают, что подключен адаптер DVI или HDMI, и отправляют сигналы DVI/HDMI TMDS вместо сигналов DisplayPort. Исходный двухрежимный стандарт DisplayPort (версия 1.0), используемый в устройствах DisplayPort 1.1, поддерживал только тактовую частоту TMDS до 165 МГц (полоса пропускания 4,95 Гбит/с). Это эквивалентно HDMI 1.2 и достаточно для разрешения до 1920 × 1200 при 60 Гц.
В 2013 году VESA выпустила стандарт Dual-Mode 1.1, в который добавлена поддержка тактовой частоты TMDS до 300 МГц ( полоса пропускания 9,00 Гбит/с) и который используется в новых устройствах DisplayPort 1.2. Это немного меньше максимальной частоты 340 МГц для HDMI 1.4 и достаточно для разрешения до 1920 × 1080 при 120 Гц, 2560 × 1440 при 60 Гц или 3840 × 2160 при 30 Гц. Старые адаптеры, способные работать только на частоте 165 МГц, задним числом были названы адаптерами «Типа 1», а новые адаптеры на 300 МГц получили название «Типа 2». [54]
Многопотоковая передача — это функция, впервые представленная в стандарте DisplayPort 1.2. Он позволяет управлять несколькими независимыми дисплеями с одного порта DP на исходных устройствах путем мультиплексирования нескольких видеопотоков в один поток и отправки его на устройство филиала , которое демультиплексирует сигнал в исходные потоки. Устройства филиала обычно встречаются в виде концентратора MST, который подключается к одному входному порту DP и обеспечивает несколько выходов, но его также можно реализовать на внутреннем дисплее, чтобы обеспечить выходной порт DP для последовательного подключения, эффективно встраивая 2-портовый концентратор MST внутри дисплея. [37] : Рис. 2-59 [55] Теоретически может поддерживаться до 63 дисплеев, [37] : 20 , но совокупные требования к скорости передачи данных всех дисплеев не могут превышать пределы одного порта DP (17,28 Гбит/с). с для порта DP 1.2 или 25,92 Гбит/с для порта DP 1.3/1.4). Кроме того, максимальное количество каналов между источником и любым устройством (т. е. максимальная длина последовательного подключения) составляет 7, [37] : §2.5.2 , а максимальное количество физических выходных портов на каждом ответвленном устройстве (например, в качестве концентратора) равно 7. [37] : §2.5.1 С выпуском MST стандартная работа с одним дисплеем задним числом получила название «режим SST» (однопотоковая транспортировка).
Гирляндное подключение — это функция, которая должна поддерживаться каждым промежуточным дисплеем; не все устройства DisplayPort 1.2 поддерживают его. Для последовательного подключения требуется выделенный выходной порт DisplayPort на дисплее. Стандартные входные порты DisplayPort, имеющиеся на большинстве дисплеев, не могут использоваться в качестве последовательного выхода. Только последний дисплей в последовательном подключении не обязательно должен специально поддерживать эту функцию или иметь выходной порт DP. Дисплеи DisplayPort 1.1 также можно подключать к концентраторам MST и могут быть частью шлейфового подключения DisplayPort, если он является последним дисплеем в цепочке. [37] : §2.5.1
Программное обеспечение хост-системы также должно поддерживать MST для работы концентраторов или последовательного подключения. Хотя среды Microsoft Windows полностью его поддерживают, операционные системы Apple в настоящее время не поддерживают концентраторы MST или последовательное подключение DisplayPort, начиная с macOS 10.15 («Catalina»). [56] [57] Адаптеры/кабели DisplayPort-DVI и DisplayPort-HDMI могут работать или не работать с выходным портом MST; поддержка этого зависит от конкретного устройства. [ нужна цитата ]
MST поддерживается альтернативным режимом USB Type-C DisplayPort, поэтому стандартные шлейфовые подключения DisplayPort и концентраторы MST работают от источников Type-C с помощью простого адаптера Type-C на DisplayPort. [58]
Поддержка HDR-видео была представлена в DisplayPort 1.4. Он реализует стандарт CTA 861.3 для передачи статических метаданных HDR в EDID. [22]
DisplayPort 1.0 включает дополнительную технологию DPCP (защита содержимого DisplayPort) от Philips , которая использует 128-битное шифрование AES . Он также обеспечивает полную аутентификацию и установку сеансового ключа. Каждый сеанс шифрования независим и имеет независимую систему отзыва. Эта часть стандарта лицензируется отдельно. Он также добавляет возможность проверять близость приемника и передатчика - метод, предназначенный для обеспечения того, чтобы пользователи не обходили систему защиты контента для отправки данных удаленным неавторизованным пользователям. [8] : §6
В DisplayPort 1.1 добавлена дополнительная реализация стандартной 56-битной технологии HDCP ( защита широкополосного цифрового контента ) версии 1.3, которая требует отдельного лицензирования от Digital Content Protection LLC. [8] : §1.2.6
В DisplayPort 1.3 добавлена поддержка HDCP 2.2, который также используется HDMI 2.0. [19]
VESA, создатели стандарта DisplayPort, заявляют, что внедрение этого стандарта не требует лицензионных отчислений. Однако в марте 2015 года MPEG LA выпустил пресс-релиз, в котором говорилось, что ставка роялти в размере 0,20 доллара США за единицу применяется к продуктам DisplayPort, производимым или продаваемым в странах, на которые распространяется один или несколько патентов из пула лицензий MPEG LA, который включает патенты. от Hitachi Maxell , Philips , Lattice Semiconductor , Rambus и Sony . [59] [60] В ответ VESA обновила страницу часто задаваемых вопросов по DisplayPort следующим заявлением: [61]
MPEG LA утверждает, что реализация DisplayPort требует лицензии и выплаты роялти. Важно отметить, что это всего лишь ПРЕТЕНЗИИ. Вопрос о том, являются ли эти ПРЕТЕНЗИИ значимыми, скорее всего, будет решаться в суде США.
По состоянию на август 2019 года официальный FAQ VESA больше не содержит заявления, в котором упоминаются лицензионные отчисления за MPEG LA.
Хотя VESA не взимает никаких роялти за каждое устройство, VESA требует членства для доступа к указанным стандартам. [62] Минимальная стоимость в настоящее время составляет 5000 долларов США (или 10 000 долларов США в зависимости от годового дохода от корпоративных продаж) в год. [63]
В декабре 2010 года несколько поставщиков компьютеров и производителей дисплеев, включая Intel, AMD, Dell, Lenovo, Samsung и LG, объявили, что в течение следующих нескольких лет начнут поэтапный отказ от FPD-Link , VGA и DVI-I , заменив их DisplayPort и HDMI. . [64] [65] [66]
DisplayPort имеет ряд преимуществ перед VGA, DVI и FPD-Link. [67]
Хотя DisplayPort имеет почти те же функции, что и HDMI , это дополнительное соединение, используемое в различных сценариях. [71] [72] Двухрежимный порт DisplayPort может передавать сигнал HDMI через пассивный адаптер.
По данным IDC , 5,1% коммерческих настольных компьютеров и 2,1% коммерческих ноутбуков, выпущенных в 2009 году, оснащены DisplayPort. [64] Основным фактором этого стал поэтапный отказ от VGA, а также то, что и Intel, и AMD планировали прекратить производство продуктов с FPD-Link к 2013 году. Почти 70% ЖК-мониторов, проданных в августе 2014 года в США, Великобритании, По данным Digitimes Research, Германия, Япония и Китай были оснащены технологией HDMI/DisplayPort, что на 7,5% больше, чем в прошлом году. [81] Аналитическая компания IHS Markit прогнозирует, что DisplayPort превзойдет HDMI в 2019 году. [82]
Mini DisplayPort (mDP) — это стандарт, объявленный Apple в четвертом квартале 2008 года. Вскоре после анонса Mini DisplayPort компания Apple объявила, что будет лицензировать технологию разъемов бесплатно. В следующем году, в начале 2009 года, VESA объявила, что Mini DisplayPort будет включен в будущую спецификацию DisplayPort 1.2. 24 февраля 2011 года Apple и Intel анонсировали Thunderbolt , преемника Mini DisplayPort, который добавляет поддержку подключений к данным PCI Express , сохраняя при этом обратную совместимость с периферийными устройствами на базе Mini DisplayPort. [83]
Micro DisplayPort будет ориентирован на системы, которым необходимы сверхкомпактные разъемы, такие как телефоны, планшеты и ультрапортативные ноутбуки. Этот стандарт был бы физически меньше, чем доступные в настоящее время разъемы Mini DisplayPort. Ожидалось, что стандарт будет выпущен ко второму кварталу 2014 года. [84]
Стандарт Direct Drive Monitor (DDM) 1.0 был утвержден в декабре 2008 года. Он позволяет использовать мониторы без контроллера, в которых панель дисплея напрямую управляется сигналом DisplayPort, хотя доступные разрешения и глубина цвета ограничены двухполосной работой.
Сжатие потока дисплея (DSC) — это алгоритм сжатия видео, разработанный VESA , предназначенный для увеличения разрешения дисплея и частоты кадров по сравнению с существующими физическими интерфейсами, а также для уменьшения и облегчения устройств с более длительным временем автономной работы. [85]
Embedded DisplayPort (eDP) — это стандарт интерфейса панели дисплея для портативных и встраиваемых устройств. Он определяет интерфейс сигнализации между видеокартами и встроенными дисплеями. Различные версии eDP основаны на существующих стандартах DisplayPort. Однако номера версий этих двух стандартов не взаимозаменяемы. Например, версия eDP 1.4 основана на DisplayPort 1.2, а версия eDP 1.4a основана на DisplayPort 1.3. На практике встроенный DisplayPort вытеснил LVDS в качестве преобладающего интерфейса панели в современных ноутбуках и современных смартфонах.
eDP 1.0 был принят в декабре 2008 года. [86] Он включал расширенные функции энергосбережения, такие как плавное переключение частоты обновления. Версия 1.1 была одобрена в октябре 2009 года, за ней последовала версия 1.1a в ноябре 2009 года. Версия 1.2 была утверждена в мае 2010 года и включает скорость передачи данных DisplayPort 1.2 HBR2, последовательные цветные мониторы с частотой 120 Гц и новый протокол управления панелью дисплея, который работает через канал AUX. . [12] Версия 1.3 была опубликована в феврале 2011 года; он включает в себя новую дополнительную функцию самообновления панели (PSR), разработанную для экономии энергии системы и дальнейшего продления срока службы батареи в портативных компьютерных системах. [87] Режим PSR позволяет графическому процессору переходить в состояние энергосбережения между обновлениями кадров за счет включения памяти кадрового буфера в контроллер панели дисплея. [12] Версия 1.4 была выпущена в феврале 2013 года; он снижает энергопотребление за счет частичного обновления кадров в режиме PSR, регионального управления подсветкой, снижения напряжения интерфейса и дополнительной скорости соединения; дополнительный канал поддерживает данные мультитач-панели для соответствия различным форм-факторам. [88] Версия 1.4a была опубликована в феврале 2015 г.; базовая версия DisplayPort была обновлена до 1.3 для поддержки скорости передачи данных HBR3, сжатия потока отображения 1.1, сегментированных панелей и частичных обновлений для самообновления панели. [89] Версия 1.4b была опубликована в октябре 2015 г.; его усовершенствования и разъяснения протокола призваны обеспечить внедрение eDP 1.4b в устройствах к середине 2016 года. [90] Версия 1.5 была опубликована в октябре 2021 г.; добавляет новые функции и протоколы, включая расширенную поддержку Adaptive-Sync, которые обеспечивают дополнительную экономию энергии и повышение производительности в играх и воспроизведении мультимедиа. [91]
Внутренний порт DisplayPort (iDP) 1.0 был утвержден в апреле 2010 года. Стандарт iDP определяет внутреннюю связь между системой цифрового телевидения на чип- контроллере и контроллером синхронизации панели дисплея. Он направлен на замену используемых в настоящее время внутренних линий FPD-Link соединением DisplayPort. [92] iDP имеет уникальный физический интерфейс и протоколы, которые напрямую не совместимы с DisplayPort и не применимы к внешнему подключению, однако они обеспечивают очень высокое разрешение и частоту обновления, обеспечивая при этом простоту и расширяемость. [12] iDP имеет неизменяемую тактовую частоту 2,7 ГГц и номинальную скорость 3,24 Гбит/с на полосу, до шестнадцати полос в банке , что приводит к шестикратному снижению требований к проводке по сравнению с FPD-Link для 1080p24. сигнал; возможны и другие скорости передачи данных. iDP был создан с учетом простоты, поэтому не имеет канала AUX, защиты контента или нескольких потоков; однако он имеет чередование кадров и стерео 3D с чередованием строк. [12]
Портативный цифровой медиаинтерфейс ( PDMI ) — это соединение между док-станциями/устройствами отображения и портативными медиаплеерами, которое включает 2-полосное соединение DisplayPort v1.1a. Он был ратифицирован в феврале 2010 года как ANSI / CEA -2017-A.
Wireless DisplayPort ( wDP ) обеспечивает полосу пропускания и набор функций DisplayPort 1.2 для беспроводных приложений, работающих в радиодиапазоне 60 ГГц. Об этом было объявлено в ноябре 2010 года WiGig Alliance и VESA как совместная работа. [93]
SlimPort , торговая марка продуктов Analogix, [94] соответствует стандарту Mobility DisplayPort , также известному как MyDP , который является отраслевым стандартом для мобильного аудио/видео интерфейса, обеспечивающего подключение мобильных устройств к внешним дисплеям и телевизорам высокой четкости. SlimPort реализует передачу видео до 4K-UltraHD и до восьми каналов звука через разъем micro-USB на внешний преобразователь или устройство отображения. Продукты SlimPort поддерживают бесшовное подключение к дисплеям DisplayPort, HDMI и VGA. [95] Стандарт MyDP был выпущен в июне 2012 года, [96] и первым продуктом, использующим SlimPort, стал смартфон Google Nexus 4 . [97] Некоторые смартфоны LG серии LG G также поддерживают SlimPort.
SlimPort является альтернативой Mobile High-Definition Link (MHL). [98] [99]
DisplayID предназначен для замены стандарта E-EDID . DisplayID имеет структуры переменной длины, которые охватывают все существующие расширения EDID , а также новые расширения для 3D-дисплеев и встроенных дисплеев.
В последней версии 1.3 (анонсированной 23 сентября 2013 г.) добавлена расширенная поддержка топологий мозаичного отображения; он позволяет лучше идентифицировать несколько видеопотоков и сообщает размер и расположение лицевой панели. [100] По состоянию на декабрь 2013 года многие современные дисплеи 4K используют мозаичную топологию, но не имеют стандартного способа сообщить источнику видео, какой фрагмент слева, а какой справа. В этих ранних дисплеях 4K по производственным причинам обычно используются две панели 1920×2160, ламинированные вместе, и в настоящее время они обычно рассматриваются как установки с несколькими мониторами. [101] DisplayID 1.3 также позволяет обнаруживать дисплеи 8K и имеет приложения в стерео 3D, где используются несколько видеопотоков.
DockPort , ранее известный как Lightning Bolt , представляет собой расширение DisplayPort, включающее данные USB 3.0 , а также питание для зарядки портативных устройств от подключенных внешних дисплеев. Первоначально разработанный AMD и Texas Instruments, он был объявлен спецификацией VESA в 2014 году. [102]
22 сентября 2014 года VESA опубликовала альтернативный режим DisplayPort в стандарте разъема USB Type-C — спецификацию отправки сигналов DisplayPort через недавно выпущенный разъем USB-C . Одну, две или все четыре дифференциальные пары, которые USB использует для шины SuperSpeed, можно динамически настроить для использования в линиях DisplayPort. В первых двух случаях разъем по-прежнему может передавать полный сигнал SuperSpeed; в последнем случае доступен как минимум сигнал, отличный от SuperSpeed. Канал DisplayPort AUX также поддерживается для двух сигналов боковой полосы по одному и тому же соединению; кроме того, одновременно возможна подача питания через USB в соответствии с недавно расширенной спецификацией USB-PD 2.0. Это делает разъем Type-C строгим расширением вариантов использования, предусмотренных для DockPort, SlimPort, а также Mini и Micro DisplayPort. [103]
VirtualLink — это предложение, которое позволяет передавать питание, видео и данные, необходимые для управления гарнитурами виртуальной реальности, по одному кабелю USB-C.
С момента своего появления в 2006 году DisplayPort завоевал популярность в компьютерной индустрии и используется на многих графических картах, дисплеях и ноутбуках. Dell была первой компанией, представившей потребительский продукт с разъемом DisplayPort — Dell UltraSharp 3008WFP, который был выпущен в январе 2008 года. [104] Вскоре после этого AMD и Nvidia выпустили продукты для поддержки этой технологии. AMD включила поддержку в серию видеокарт Radeon HD 3000 , а Nvidia впервые представила поддержку в серии GeForce 9 , начиная с GeForce 9600 GT. [105] [106]
Позже в том же году Apple представила несколько продуктов с портом Mini DisplayPort. [107] Новый разъем, являвшийся на тот момент запатентованным, в конечном итоге стал частью стандарта DisplayPort, однако Apple оставляет за собой право аннулировать лицензию, если лицензиат «возбудит против Apple иск о нарушении патентных прав». [108] В 2009 году AMD последовала этому примеру, выпустив видеокарты серии Radeon HD 5000 , которые имели порт Mini DisplayPort в версиях Eyefinity этой серии. [109]
4 ноября 2015 года Nvidia выпустила NVS 810 с 8 выходами Mini DisplayPort на одной карте .
6 мая 2016 года Nvidia представила GeForce GTX 1080 , первую в мире видеокарту с поддержкой DisplayPort 1.4. 29 июня 2016 года AMD выпустила Radeon RX 480 с поддержкой DisplayPort 1.3/1.4. [112] Серия Radeon RX 400 будет поддерживать DisplayPort 1.3 HBR и HDR10, отказавшись от разъемов DVI в эталонной конструкции платы.
В феврале 2017 года VESA и Qualcomm объявили, что передача видео в альтернативном режиме DisplayPort будет интегрирована в мобильный чипсет Snapdragon 835, который используется в смартфонах, головных дисплеях VR/AR, IP-камерах, планшетах и мобильных ПК. [113]
В настоящее время DisplayPort является наиболее широко реализованным альтернативным режимом и используется для обеспечения вывода видео на устройствах, которые не имеют портов DisplayPort или HDMI стандартного размера, таких как смартфоны, планшеты и ноутбуки. Многопортовый адаптер USB-C преобразует собственный видеопоток устройства в DisplayPort/HDMI/VGA, позволяя отображать его на внешнем дисплее, например телевизоре или мониторе компьютера.
Примеры устройств, поддерживающих альтернативный режим DisplayPort через USB-C: MacBook , Chromebook Pixel , Surface Book 2 , Samsung Galaxy Tab S4 , iPad Pro (3-го поколения) , iPhone 15/15 Pro , HTC 10 / U Ultra / U11 / U12+. , Huawei Mate 10/20/30 , LG V20 / V30 / V40 * / V50 , OnePlus 7 и новее, ROG Phone , Samsung Galaxy S8 и новее, Nintendo Switch , Sony Xperia 1/5 и т . д. [ 114] [115]
Следующие компании участвовали в подготовке проектов стандартов DisplayPort, eDP, iDP, DDM или DSC:
Следующие компании дополнительно заявили о своем намерении внедрить DisplayPort, eDP или iDP :
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )DisplayPort Active-Sync остается необязательной частью спецификации, поэтому доступность Adaptive-Sync будет по-прежнему предоставляться для каждого монитора в качестве премиальной функции.
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь ){{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь ){{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )