HDMI или DisplayPort: какой интерфейс для подключения дисплея лучше?
Стандарт аудио- и видеоинтерфейса HDMI используется повсеместно: в телевизорах, телевизионных приставках, медиастримерах, проигрывателях Blu-ray, аудио- и видеоресиверах, игровых консолях, видеокамерах, цифровых камерах и даже в некоторых смартфонах.
Выходной порт HDMI также есть в большинстве настольных компьютеров и ноутбуков, а входной порт — во многих моноблоках, что позволяет использовать игровую консоль или телевизионную приставку с внутренним дисплеем.
Учитывая повсеместное распространение HDMI, вы, возможно, забыли о другом стандарте цифрового аудио/видео: DisplayPort. Хотя он используется наряду с HDMI на большинстве дискретных видеокарт, компьютерах Mac и бизнес-ноутбуках, он реже встречается в потребительских ПК. А в устройствах бытовой электроники он и вовсе большая редкость.
И HDMI, и DisplayPort могут передавать цифровое видео высокой чёткости и звук высокого разрешения с исходного устройства на дисплей, поэтому у вас может возникнуть вопрос: в чём разница? Зачем нужен DisplayPort, если HDMI так распространён? И какое отношение к этому имеет порт USB Type-C? Мы ответим на эти и другие вопросы, но сначала расскажем, как появились эти два стандарта и какие организации их контролируют.
Происхождение HDMI и DisplayPort
Спецификация HDMI (High Definition Multimedia Interface, мультимедийный интерфейс высокой чёткости) была разработана в 2002 году шестью гигантами в сфере бытовой электроники: Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony и Toshiba. Сегодня HDMI Licensing, LLC, дочерняя компания Silicon Image, полностью принадлежащая ей, контролирует эту спецификацию, но около 80 поставщиков являются членами HDMI Forum. Независимо от членства в форуме, производители должны платить роялти за использование HDMI в своей продукции. Разумеется, они перекладывают эти расходы на вас.
Спецификация DisplayPort была разработана (и продолжает разрабатываться) Ассоциацией стандартов видео электроники (VESA), крупным консорциумом производителей, в который входят компании от AMD до ZIPS Corporation. Почти все они также являются членами HDMI Forum. Скорее всего, вы уже слышали название VESA в контексте видео. Например, большинство производителей телевизоров придерживаются стандарта настенного крепления, разработанного этой организацией.
DisplayPort дебютировал в 2006 году как попытка заменить два старых стандарта, которые использовались в основном для компьютерных дисплеев: VGA (Video Graphics Array, аналоговый интерфейс, впервые представленный в 1987 году) и DVI (Digital Video Interface, представленный в 1999 году). DisplayPort является продуктом с открытым исходным кодом, но четырёхлетний задел HDMI был серьёзным конкурентом. Наибольшего успеха он добился в сфере персональных компьютеров, где технологические циклы короче, а требования к дисплеям зачастую выше.
Забавный факт: из шести компаний, ответственных за создание HDMI, только Hitachi и Philips не являются членами VESA.
Возможности HDMI и DisplayPort
HDMI, недавно обновлённый до версии 2.1a, способен поддерживать скорость передачи данных до 48 Гбит/с. VESA ещё совсем недавно анонсировала DisplayPort 2.1, который может обеспечивать пропускную способность до 80 Гбит/с. Однако в настоящее время DisplayPort 2.1 поддерживается не многими устройствами, а HDMI 2.1a, в котором некоторые функции являются опциональными, всё ещё внедряется. Не то чтобы это имело большое значение — DisplayPort 2.1 — это скорее доработка спецификации 2.0, а HDMI 2.1a лишь добавляет улучшенную поддержку дисплеев с расширенным динамическим диапазоном.
HDMI 2.1 и 2.1a обеспечивают более высокое разрешение видео и звука по сравнению с предыдущими версиями.
Пропускная способность DisplayPort значительно увеличилась за годы. Версия 2.1 сохраняет максимальную пропускную способность версии 2.0, но ужесточает требования и добавляет несколько новых функций.
HDMI и DisplayPort схожи в плане практического применения, и в отрасли их в основном рассматривают как взаимодополняющие стандарты. Действительно, HDMI 2.1a поддерживает технологию сжатия видеопотока VESA. Исходные характеристики DisplayPort, безусловно, более впечатляющие, но возможностей HDMI всегда было более чем достаточно для массового рынка аудио- и видеотехники.
Обратите внимание, что оба стандарта поддерживают более старые типы дисплеев как через адаптеры, так и через переходные кабели: HDMI — VGA и DVI; DisplayPort — VGA, DVI и HDMI. Оба стандарта также обратно совместимы и при подключении используют самую старую версию.
Ниже представлена таблица с основными характеристиками и спецификациями для каждого стандарта. Чтобы увеличить изображение и сделать его более читабельным, нажмите на него правой кнопкой мыши и откройте в новой вкладке.
Определения: bpp — биты на пиксель. 24 bpp/3 субпикселя = 8-битный цвет; 30 bpp/3 = 10-битный цвет. 4:4:4 означает, что передаются полные данные о цвете и яркости. 60 Гц и 60 кадров в секунду — это одно и то же. HDMI поддерживает второй видеопоток, который можно использовать для второго дисплея или для режима «картинка в картинке», но он редко применяется. Спецификация кабеля DisplayPort допускает передачу питания через контакт 20, но в настоящее время только Thunderbolt 1 и 2 поддерживают подачу питания.
HDMI и DisplayPort выполняют одни и те же функции, но делают это по-разному, и у каждого из них есть свои уникальные особенности. HDMI явно поддерживает CEC (управление бытовой электроникой) для управления всей аудио- и видеотехникой, а кабель HDMI может передавать данные по Ethernet. Для Ethernet требуется специальный кабель, как описано в разделе «Кабели» ниже. DisplayPort поддерживает CEC через вспомогательный канал, но эта функция редко используется, если вообще используется, просто потому, что DisplayPort не так широко распространён в мире бытовой электроники.
Использование нескольких дисплеев через HDMI и DisplayPort
Вероятно, самое большое практическое различие между этими двумя стандартами заключается в том, что DisplayPort может управлять четырьмя последовательно подключёнными дисплеями, а HDMI — только двумя, причём реализация последнего крайне редка.
Обратите внимание, что указанные выше 48 Гбит/с и 80 Гбит/с — это необработанные скорости передачи данных по HDMI 2.1a и DisplayPort соответственно. DisplayPort 2.1 имеет четыре линии, которые могут передавать примерно 77,37 Гбит/с (19,34 Гбит/с на линию) фактических данных, в то время как DisplayPort 1.4a может передавать 32,4 Гбит/с (6,48 Гбит/с на линию). HDMI 2.0 обеспечивает скорость передачи данных 14,4 Гбит/с, а более старая версия HDMI 2.1 — 42,6 Гбит/с.
Чтобы определить, будет ли работать то или иное разрешение, выполните следующий расчёт и сравните его с доступной пропускной способностью: Разрешение по горизонтали * разрешение по вертикали * количество бит на пиксель (т. е. глубина цвета) * количество кадров в секунду. Например: 3840 * 2160 (разрешение 4K UHD) * 24 бит на пиксель (8-битная глубина цвета) * 60 кадров в секунду (частота обновления).
Разделите общую скорость передачи данных стандарта на полученный результат, чтобы узнать, сколько дисплеев можно использовать при таком разрешении с помощью DisplayPort. На сайте KV Audio есть удобный калькулятор, хотя он ошибочно определяет количество бит на ячейку (субпиксель) как количество бит на пиксель в поле глубины цвета. (8 бит на канал = 24 бита на пиксель и т. д.). Для наглядности: DisplayPort 1.4a и 2.1 могут управлять четырьмя последовательно подключёнными дисплеями 4K UHD с 8-битной глубиной цвета и частотой обновления 60 Гц. Для 10-битного (30 бит на пиксель) цвета вам понадобится более новый стандарт или DSC (сжатие потока дисплея).
В качестве альтернативы можно использовать таблицу с сайта HDMI Forum, в которой указаны разрешения и их приблизительная пропускная способность. Эти значения примерно соответствуют показателям DisplayPort.
Поддержка HDR в HDMI и DisplayPort
Оба стандарта поддерживают HDR (расширенный динамический диапазон) с более широкой яркостной и цветовой гаммой, но HDMI 2.0x поддерживает только статические метаданные (HDR10), в то время как HDMI 2.1 и DisplayPort 1.4a/2.1 поддерживают динамические метаданные (HDR10+ и т. д.).
Статические метаданные означают, что данные о настройке телевизора под контент отправляются один раз в начале видео. Динамические метаданные означают, что данные о настройке отправляются на протяжении всего видео и позволяют выполнять более точную настройку. Технология Dolby Vision встроена в более старые протоколы потоковой передачи и будет работать с любой последней версией обоих стандартов.
Передача звука по HDMI и DisplayPort
HDMI и DisplayPort поддерживают звук с частотой 192 Гц и разрядностью 24 бита, но в случае с HDMI это возможно только при подключении через один кабель. Этого достаточно для любителей звука высокого разрешения, у которых есть HD-аудиоплеер и аудио/видеоресивер. Но для передачи звука с ТВ-тюнера или с устройства, подключённого к телевизору, на аудио- и видеоресивер в HDMI 1.4 и 2.0 используется функция ARC (Audio Return Channel, канал возврата звука), которая ограничена двумя каналами несжатого звука с частотой 44,1 Гц и разрядностью 16 бит.
ARC поддерживает сильно сжатый звук в формате 5.1, но теперь через HDMI 2.1 можно передавать несжатый звук в форматах 5.1 и 7.1, а также с частотой дискретизации до 192 кГц/24 бит в соответствии со стандартом eARC (расширенный ARC).
В DisplayPort 1.4 и более поздних версиях таких проблем нет, и они могут передавать несжатый звук в формате 7.1, 192 Гц/24 бита на четыре дисплея, если вам когда-нибудь понадобится такая конфигурация. Предыдущие версии поддерживали это только на одном дисплее или приёмнике.
Разъемы HDMI
Разъемы HDMI имеют 19 контактов и чаще всего встречаются в трех размерах: тип A (стандартный), тип C (мини) и тип D (микро). Тип A используется в телевизорах, проигрывателях Blu-ray, звуковых панелях и других крупных аудио- и видеоустройствах; тип C часто встречается в небольших устройствах, таких как видеорегистраторы; а тип D обычно используется в телефонах и планшетах. Четвертая категория разъемов HDMI, тип E, используется в автомобильной промышленности.
Большинство разъёмов HDMI удерживаются на месте за счёт трения, хотя некоторые производители разработали собственные фиксирующие механизмы, предотвращающие выпадение кабеля.
Три типа разъёмов HDMI, с которыми вы, скорее всего, столкнётесь, — это (слева направо) стандартный, мини и микро. Четвёртый тип разъёма, предназначенный для автомобильной промышленности, здесь не показан.
Разъемы DisplayPort
Разъемы DisplayPort имеют 20 контактов и доступны в двух размерах: DisplayPort и Mini DisplayPort (последний используется в планшете Microsoft Surface Pro, а также в компьютерах Mac до того, как Apple внедрила USB Type-C/Thunderbolt 3). Интересно, что в интерфейсах Thunderbolt от Intel для связи по PCIe используется разъем Mini DisplayPort, но он также может функционировать как порт DisplayPort.
Большинство полноразмерных разъёмов DisplayPort имеют механизм блокировки, хотя официальная спецификация этого не требует.
Объяснение принципа работы кабелей HDMI
Что нужно знать о кабелях HDMI, так это то, что, несмотря на наличие спецификации компоновки (т. е. количества проводов, штыревых соединений и т. д.) и типа кабеля — категория 3 (витые пары без необходимости в экранировании), нет спецификации для материалов, используемых при изготовлении кабеля. Следовательно, сигналы HDMI можно передавать по кабелю CAT5 или CAT6 (с максимальным разрешением 1080p) или по оптоволоконному кабелю, согласно данным HDMI Licensing LLC. Активные кабели со схемой усиления сигнала могут быть длиннее и тоньше (до 40 метров по сравнению с 20 метрами у пассивных кабелей). Тонкие кабели реже выходят из строя при резких изгибах.
Всё это замечательно, но пользователям сложно понять, какие кабели будут работать с теми или иными устройствами. Если вам нужен логотип, есть программа тестирования и сертификации, но более мощный кабель, выпущенный в начале, скорее всего, будет работать с более современными стандартами, то есть с более высоким разрешением и глубиной цвета.
В настоящее время существует три стандарта пропускной способности и логотипа, которые вы можете увидеть, и у каждого из них есть вариант, в котором два провода используются для передачи данных по Ethernet. Сюда входят новые кабели Ultra из спецификации HDMI 2.1.
- Стандартный кабель HDMI: обеспечивает достаточную пропускную способность только для видео с разрешением 720p и 1080i. Вариант с Ethernet-подключением может передавать данные со скоростью 100 Мбит/с.
- Высокоскоростной кабель HDMI: подходит для разрешения до 2160p (4K или 4K UHD), но только при частоте обновления 24 Гц. Опять же, вариант с Ethernet-подключением передает данные со скоростью 100 Мбит/с.
- Сверхскоростной HDMI-кабель: Эти кабели способны передавать данные со скоростью 48 Гбит/с, как в HDMI 2.1a, что подходит для 8K, 8K UHD, а также для 10K, если видео сжато. Поскольку три провода были перепрофилированы, это может привести к снижению качества некоторых кабелей. Согласно таблице характеристик HDMI Forum, скорость Ethernet-кабеля составляет 100 Мбит/с.
Если ваши текущие кабели не соответствуют требованиям, купите новые, подходящие для того разрешения видео, которое вы собираетесь смотреть. При достаточно хорошем качестве сборки многие кабели, которые у вас есть, будут нормально работать даже при переходе с разрешения 720 на 1080, 2160 (4K UHD) или 4320 (8K UHD).
Мы использовали множество кабелей HDMI разных поколений и не сталкивались с какими-либо проблемами, в том числе с пассивными 25-футовыми кабелями, передающими сигнал 4K UHD. Тем не менее 8K может работать иначе, а может и не работать. В итоге вам следует попробовать использовать имеющиеся у вас кабели с новыми устройствами и менять их только в том случае, если возникнут проблемы. (Если окажется, что вам действительно нужно заменить кабель, вы можете ознакомиться с нашими рекомендациями по выбору кабелей HDMI.)
Описание кабелей DisplayPort
С кабелями DisplayPort всё немного проще: существует один базовый 5-метровый (16-футовый) кабель и только два разъёма: полноразмерный и мини. Но, как и в случае с HDMI, существуют разные типы и уровни сертификации, как показано ниже.
- Кабель RBR DisplayPort (пониженная скорость передачи данных) 6,48 Гбит/с (DisplayPort 1.0)
- Стандартный кабель DisplayPort для HBR (высокая скорость передачи данных) 10,80 Гбит/с и HBR2 (высокая скорость передачи данных 2) 21,60 Гбит/с
- Кабель DP8K для HBR3 (высокая скорость передачи данных 3) 32,40 Гбит/с (DisplayPort 1.3) и UHBR 10 (сверхвысокая скорость передачи данных 10) 40 Гбит/с (DisplayPort 2.0)
Опять же, прежде чем выбирать что-то более дорогое, проверьте свой кабель, независимо от того, есть на нём маркировка или нет. Кроме того, как показывает практика, требования к длине VESA очень консервативны и зависят от разрешения.
Существует два типа разъёмов DisplayPort: стандартный (слева) и мини. Эти изображения явно не соответствуют масштабу: мини-разъём (справа) в два раза меньше полноразмерного.
Активные медные кабели DisplayPort получают питание от разъёма DisplayPort для работы встроенного в разъём усилителя сигнала. Они могут быть значительно длиннее пассивных кабелей.
Контакт 20 в спецификации DisplayPort используется для подачи питания через Thunderbolt и изначально использовался в DisplayPort. Однако это приводило к проблемам, и его убрали из кабелей, но не из разъёмов. Именно поэтому существуют кабели как для Thunderbolt, так и для DisplayPort, а не один тип. В старых несертифицированных кабелях DisplayPort контакт 20 может быть подключён. Будьте с ними осторожны или продайте их тому, у кого есть Thunderbolt.
Что касается длины кабеля, то лучше всего использовать самый короткий из возможных. Для очень длинных кабелей потребуется активное заземление, но то, что вы найдёте в продаже на данном этапе развития технологий, является хорошим показателем того, что возможно. Опять же, история с новейшими стандартами ещё не написана, поэтому, протестировав свои старые кабели, купите новый с соответствующим логотипом.
За USB-C будущее?
С появлением USB 3.1 был введён дополнительный стандарт для нового, обновлённого разъёма: USB Type-C, или USB-C (как его официально назвал Форум разработчиков USB). Это хорошо, поскольку функция под названием «Альтернативный режим» позволяет использовать порты и кабели Type-C для других транспортных протоколов, включая Thunderbolt, DisplayPort, MHL (Mobile High-definition Link, для мобильных телефонов), VirtualLink (для VR-гарнитур) и HDMI.
Но на данный момент альтернативный режим используется почти исключительно для Thunderbolt (который включает в себя DisplayPort), DisplayPort и, конечно же, USB. Альтернативный режим HDMI, несмотря на свою доступность, пока не получил широкого распространения.
В USB-C предусмотрен альтернативный режим, который позволяет использовать альтернативные транспортные протоколы, такие как DisplayPort и HDMI.
Капитаны индустрии редко выступают в роли защитников человечества. Однако, если звёзды сойдутся и однажды все они проснутся в особенно хорошем настроении, возможно, все производители бытовой электроники и компьютеров выберут один тип кабеля. Это было бы выгодно и для вашего кошелька, и для окружающей среды.
Обратите внимание, что возможности DisplayPort 2.1 и HDMI 2.1a могут быть ограничены, поскольку последняя спецификация USB обеспечивает пропускную способность «всего» 80 Гбит/с. (Хотя это по-прежнему позволяет использовать разрешение до 8K при частоте 60 кадров в секунду.)
Какой интерфейс дисплея сейчас лучше?
С технической точки зрения, DisplayPort — это старший брат HDMI, но HDMI легко справляется со своими задачами в обычных условиях. Если речь идёт о телевизорах, аудио- и видеоприёмниках и тому подобном, а также о бюджетных компьютерах, то в 99,9 % случаев вам подойдёт HDMI, и этого будет более чем достаточно.
С другой стороны, если вы хотите создать надёжную систему мониторинга (например, использовать дисплей с высоким разрешением и высокой частотой обновления), вам понадобится DisplayPort. Как правило, для этого требуется дискретная видеокарта, но с ростом популярности портов USB Type-C в качестве стандарта мы надеемся, что DisplayPort станет значительно более распространённым во всех секторах рынка.