DP vs HDMI: Melyik portot használja a grafikus kártyán?

A modern grafikus kártyákhoz és monitorokhoz általában két csatlakozási lehetőség tartozik: DisplayPort (DP) és HDMI. A HDMI 20 éve létezik. Azt gondolhatja, nem mindegy, melyik portot használja – csak csatlakoztassa a GPU-hoz vagy monitorhoz mellékelt kábelt. Ez azonban nem így van.

HDMI és DP: Mindkettőt eredetileg hanghoz tervezték

Réges-régen az emberek analóg VGA (D Sub) vagy digitális DVI interfészekre támaszkodtak. A DVI az akkor új 1080p Full HD felbontásra volt képes.

Azonban egyik szabvány sem vitte a hangot ugyanazon a kábelen keresztül. Ezenkívül mindkét csavar szükséges a csatlakozó rögzítéséhez, így kényelmetlen a be- és kihúzásuk.

2002-ben a Hitachi, a Philips és más cégek vezette technológiai szövetség új szabványt hozott létre: High Definition Multimedia Interface (HDMI). A videót és a hangot is egyetlen kábelen keresztül szállította, miközben megőrizte a DVI digitális videóval való kompatibilitást. Ez az egyszerűség és a funkcionalitás új korszakát nyitotta meg.

Az otthoni szórakoztatóipar gyorsan átvette a HDMI-t, és a síkképernyős TV-k szinte általánosan erre a portra kapcsoltak. A PC-ipar lassabban követte. Az ATI (később az AMD grafikus részlege) és az NVIDIA csak 2009 végén kezdett HDMI-portokkal bővíteni a grafikus kártyákat. Ekkortájt érkezett egy másik szabvány: a DisplayPort.

A DisplayPortot az 1989-ben alapított VESA (Video Electronics Standards Association) támogatta. Tervezési céljai hasonlóak voltak a HDMI-hez: egyetlen interfész a kombinált kép- és hangátvitelhez, DVI-kompatibilis.

Felületesen összehasonlíthatónak tűnnek. Mindkettő digitális képet és hangot továbbít együtt. A HDMI 19 érintkezőt használ a videóhoz, hanghoz, órajelekhez és vezérlési funkciókhoz. Egy DisplayPort csatlakozó 20 érintkezőt tartalmaz.

A felszín alatt a működési elveik alapvetően eltérőek.

Az órajelektől a csomagalapú átvitelig

Az eredeti HDMI 1.0 újra felhasználta a DVI jelzési sémáját: négy sáv, amely TMDS-szel (Transition Minimized Differential Signalling) működik. Három sáv színes adatokat hordozott, egy sáv pedig a pixel órajelet, 165 MHz-en. Ez elég volt 1920×1200 @ 60 Hz-hez.

A hangadatokat a függőleges kioltási intervallum alatt továbbították – abban az időszakban, amikor a régi CRT-képernyők nem mutattak képet. A modern LCD-, plazma- és OLED-paneleknek nincs szükségük erre a résre, de a régi hangtovábbítási mechanizmus megmarad.

A DVI használhat egy második linket a nagyobb felbontás vagy frissítési gyakoriság érdekében. A korai HDMI egyszerűen felpörgette a pixel órajel frekvenciáját. A HDMI 1.3 (2006) elérte a 340 MHz-et. A HDMI 2.0 (2013) esetén a pixel órajele elérte a 600 MHz-et.

A DisplayPort nem használ TMDS-t, és nincs külön óratűje. Úgy működik, mint egy helyi hálózat a kijelzők számára: az adatok csomagokban haladnak át a vezetékeken. A pixel órajel-információi és más gazdagépjelek ezekbe a csomagokba vannak beágyazva, a PCI Expresshez hasonló módon működve.

Ez az architektúra lehetővé teszi, hogy a DP videó audio streameket vagy teljesen más típusú jeleket hordozzon. A DP DVI-vé konvertálása bonyolultabbá válik, de kialakítása természetesen igazodik a PC-ipar normáihoz.

Az első generációs DisplayPort már felülmúlta a kortárs HDMI-t a nagy felbontású, nagy frissítési sebességű játékmenetben, 8,6 Gbps-t biztosítva a HDMI 4 Gbps-ével szemben.

A 2019-ben megjelent DP 2.0 támogatja az UHBR 20-at, és akár 77 Gbps nyers sávszélességet biztosít. Fontos figyelmeztetések érvényesek, amelyekre később kitérünk.

A 2013-ban kiadott HDMI 2.0 továbbra is 600 MHz-es pixeles órajellel rendelkező TMDS videóátvitelre támaszkodott. A 2017-ben bemutatott HDMI 2.1 elérte az órajel-skálázás határait, és ötleteket kölcsönzött a DisplayPorttól. Csomagalapú adatátvitelt fogadott el négy adatsávon az FRL protokollon keresztül, 42 Gbps-ra növelve a sávszélességet. Ez magyarázza a HDMI 2.0 és a HDMI 2.1 közötti hatalmas teljesítménykülönbséget.

A DP 1.4 továbbra is a legelterjedtebb DisplayPort szabvány, amely akár 8K@60 Hz-ig vagy 4K@120 Hz-ig támogatja tömörítés nélkül.

Egyik interfész sem fut mindig a maximális elméleti sebességgel. Például egy HDMI 2.0-val rendelkező GPU egy HDMI 2.1-es monitorhoz csatlakoztatva csak 14 Gbps sebességgel működik.

A DP 2.0 teljes 77 Gbps sávszélességének feloldásához a grafikus kártyának, a monitornak és a kábelnek támogatnia kell az UHBR 2.0-t. Ha a monitor csak a DP 1.4a-t támogatja, akkor a maximális sebesség 26 Gbps. A fogyasztói DP 2.0-s monitorok továbbra is leginkább a zászlóshajó-játékmodellekre korlátozódnak, annak ellenére, hogy az újabb GPU-k DP 2.0-s kimenetekkel rendelkeznek. A legtöbb felhasználó számára ma a DP 1.4 a gyakorlati szabvány.

Melyiket válasszam: A DP nyers sávszélességet kínál; A HDMI 2.1 kiváló bizonyos esetekben

Ahogy ezek a szabványok fejlődtek, félrevezető marketingszövegek jelentek meg a monitorpiacon.

Például a HDMI 2.1 visszamenőlegesen kompatibilis a TMDS-szel. A HDMI szervezet kijelentette, hogy a HDMI 2.0-ra már nem hivatkoznak hivatalosan; A HDMI 2.0 funkciókat a HDMI 2.1 részhalmazaként kezeljük, míg az összes új HDMI 2.1 képesség (FRL, nagyobb sávszélesség, VRR, ALLM stb.) opcionális.

Következésképpen sok olyan monitor, amely még mindig régebbi TMDS jelzést használ (lényegében HDMI 2.0 hardver), a „HDMI 2.1” felirattal van ellátva. Ezt az apró betűs betűt néha az e-kereskedelmi termékoldalakon találhatja el.

A kábel minősége is számít. Sok „HDMI 2.1” néven értékesített kábel csak a régi TMDS-sebességet támogatja, a teljes sávszélességű FRL módot nem.

Vizsgáljuk meg a gyakori játékfelbontású frissítési gyakoriság-kombinációkat. Az „Igen” azt jelenti, hogy a szabvány támogatja ezt a módot képtömörítés nélkül. A „nem” nem garantálja a működés hiányát – ez azt jelenti, hogy nincs elegendő nyers sávszélesség a tömörítetlen kimenethez. A gyártók megoldásokat alkalmaznak annak érdekében, hogy a módok a hétköznapi végfelhasználók számára is működőképesnek tűnjenek.

Mind a DP, mind a HDMI támogatja az YCbCr színmintavételezést, amely csökkenti a sávszélesség-igényt a képhűség árán. 4:2:2 a részmintavételezés nagyjából egyharmadával csökkenti a sávszélesség igényt; 4:2:0 majdnem felezi. Az optimális képminőség érdekében kerülni kell a részmintavételezést, de a hardveres korlátok ezt kikényszeríthetik.

A DP 1.4 és újabb verziók, valamint a HDMI 2.1 támogatják a DSC-t (Display Stream Compression), egy VESA által kifejlesztett algoritmust, amely a 4:2:0-hoz hasonló tömörítési hatékonyságot biztosít szinte észrevehető minőségromlás nélkül.

Papíron a DisplayPort jobbnak tűnik: a DP 1.4 és DP 2.0 specifikációi felülmúlják az összes HDMI generációt. Ennek ellenére a tömegpiaci DP 2.0-s monitorok még mindig ritkák, és a legtöbb játékkijelző DP 1.4-et használ. A DP 1.4 hardver nem támogatja a DSC-t. Maximális felbontás esetén előfordulhat, hogy 4:2:0 színárnyalat-almintavételezést kell használnia. Ezzel szemben egy igazi teljes specifikációjú HDMI 2.1 port jobb minőségű almintavételi sémákat alkalmazhat a DSC helyett – bár az eredeti, teljes sávszélességű HDMI 2.1 monitorok még mindig ritkák, többnyire 4K-s játékpaneleken találhatók meg.

Kábelhossz: gyakran figyelmen kívül hagyott tényező

Az eredetileg házimozi-beállításokhoz, nem pedig számítógépekhez tervezett HDMI általában sokkal hosszabb kábeleket tolerál nagy felbontás és frissítési gyakoriság mellett.

A 4K@60 Hz-es frekvenciához a kiváló minőségű passzív DP 1.4 kábelek általában 1,8 méter alattiak maradnak. Az egyenértékű HDMI-kábelek akár 6 méter hosszúak is lehetnek. Az aktív tápellátású DisplayPort-kábelek kiterjeszthetik a jel elérését, de ezeknek az ára igen magas.

HDR és VRR Módosítsa az egyenletet

A HDR csatornánként 10 bites színmélységet használ a szabványos 8 bit helyett, így egyenletesebb fény- és színátmeneteket biztosít. Ezek az extra bitek sávszélességet és alacsonyabb elérhető felbontású frissítési gyakoriság kombinációkat fogyasztanak.

Vegyük például a Samsung Odyssey G7 / G9 sorozatot: a HDR engedélyezése esetén a DP 120 Hz-et tesz lehetővé, míg a HDMI 60 Hz-re korlátozza – annak ellenére, hogy a monitor 240 Hz-es maximális frissítési gyakoriságot hirdet, ami csak SDR alatt érhető el. A HDR gyakran korlátozza a maximális frissítési gyakoriságot a nagy sebességű monitorokon.

A VRR (Variable Refresh Rate) technológiák, például a FreeSync és a G Sync szintén sávszélesség-erőforrásokat fogyasztanak. Ismét az Odyssey G7-nél: a HDR le van tiltva és a VRR aktív, a DP támogatja a 60 240 Hz-es változó frissítési ablakot. HDMI-n a tartomány 48 144 Hz-re csökken.

Versenyképes játékosok számára, akik maximális frissítési gyakoriságra vágynak: válassza a DisplayPortot, és fogadja el az SDR futtatását.

Végső ítélet

Displayport kábel : Kategóriájában a legjobb PC-központú, nagy frissítési gyakoriságú játékokhoz.
HDMI-kábel 2.1: Sokoldalú, többcélú szabvány TV-khez, konzolokhoz, médialejátszókhoz és számítógépekhez. Alkalmas házimozi-használati esetekre, konzolos játék- vagy kiállítási környezetekre, ahol jó képminőségre, mérsékelt frissítési gyakoriságra és hosszú kábelhosszra van szükség.

A DisplayPorthoz képest a HDMI 2.1 széles, eszközök közötti kompatibilitása bizonyos kompromisszumokat ír elő a teljesítményben. A DP biztosítja a legerősebb támogatást a nagy felbontású, nagy frissítési és játékorientált funkciókhoz.

Egy fontos tudnivaló: mindig ellenőrizze, hogy teljes specifikációjú portjai és kiváló minőségű kábelei vannak.

Az olcsó kábelek vagy a nem teljes specifikációjú monitorportok megakadályozzák, hogy csúcskategóriás GPU-ja vagy játékkonzolja rendeltetésszerűen működjön.