DisplayPort: видеоинтерфейс ближайшего будущего

Новый универсальный цифровой интерфейс DisplayPort уже начал появляться в компьютерных видеокартах и в мониторах, однако пока мало кто может внятно объяснить, что же он из себя представляет.

Новый универсальный цифровой интерфейс DisplayPort уже начал появляться в компьютерных видеокартах и в мониторах. Однако подавляющему большинству пользователей он пока просто не известен, а те, кто про него слышал, могут сказать лишь, что это аналог интерфейса HDMI, "заточенный" под применение в компьютерной технике. Давайте разберёмся, что же это за интерфейс и почему производители графических ускорителей с такой готовностью начали устанавливать его в своих новейших моделях.

Прежде всего, давайте вспомним, что в настоящее время в ПК используются два цифровых интерфейса - "чисто компьютерный" видеоинтерфейс DVI и пришедший из мира бытовой аудиовидеотехники универсальный интерфейс HDMI. Как правило, в современных компьютерных видеокартах устанавливаются разъёмы DVI - обычно это DVI-I Dual Link, поддерживающие вывод как цифрового, так и аналогового сигнала. К такому разъёму можно присоединить переходник DVI-D-Sub и подключить монитор не только через цифровой, но и через традиционный аналоговый интерфейс D-Sub. Dual Link означает, что в разъёме распаяны контакты второй линии для работы с мониторами высокого разрешения.

В комплект поставки видеокарт последнего поколения часто входит и переходник DVI-HDMI, который можно подключить к тому же разъёму DVI-I. Обычно интерфейс HDMI используется исключительно для подключения компьютера к бытовой видеотехнике - телевизорам или плоским панелям довольно высокого класса, где имеется такой разъём. Поддержка системы защиты цифрового контента HDCP, реализованная в интерфейсе HDMI, позволяет использовать компьютер в качестве источника видео высокой чёткости и многоканального цифрового звука, который можно воспроизвести на большом экране и домашней аудиосистеме.

Стандарт DisplayPort, разработанный и поддерживаемый такими крупными компаниями, как AMD (ATI), Dell, Intel, HP, Molex, nVidia, Philips и Samsung Electronics, впервые был одобрен ассоциацией VESA (Video Electronics Standart Association) в мае 2006 года, а нынешняя версия 1.1 принята 2 апреля 2007 года. Новый стандарт заявлен как не подлежащий лицензированию и не облагаемый какими-либо выплатами универсальный цифровой аудиовидеоинтерфейс, предназначенный для подключения к компьютеру монитора или домашнего кинотеатра.

Обратите внимание на то, что в самом определении особо акцентируются "бесплатность" стандарта - всё дело в том, что за использование интерфейса HDMI взимаются ежегодные лицензионные сборы. Лицензированием HDMI занимается специально созданная организация HDMI Licensing, LLC, которая и распределяет полученные средства между держателями прав на этот стандарт - компаниями Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony, Thomson и Toshiba. Отказ от использования HDMI и поддержка другого универсального интерфейса позволит производителям видеокарт экономить до нескольких долларов на каждой карточке - можно представить, какая внушительная получается сумма!

Экономическая целесообразность - важная, но далеко не решающая причина, заставляющая производителей компьютерной техники переходить на новый цифровой интерфейс. Непременно должна быть и причина чисто технического свойства, по которой стоит отдать предпочтение именно DisplayPort.

И такая причина, конечно же, есть. Интерфейс DVI удовлетворяет всем современным требованиям к передаче видео высокого разрешения, однако что станет тогда, когда под "высоким разрешением" мы будем подразумевать совсем другую картинку? DVI Single Link обеспечивает передачу цифрового видео с разрешением до 1920 х 1080 пикселей с частотой 60 Гц и 24-битной глубиной цвета, чего достаточно для формирования изображения Full HD. Интерфейс DVI Dual Link даёт уже 2560 х 1600 пикселей на частоте 60 Гц - это разрешение современных 30-дюймовых жидкокристаллических дисплеев. Следующий шаг - 3840 х 2400 точек, однако здесь частота DVI Dual Link ограничена 33 Гц, а этого уже явно недостаточно для полноценного вывода видео.

HDMI последней версии (1.3) также поддерживает передачу сигнала с разрешением 2560 х 1600 с частотой до 60 Гц и 24-битным цветом, а на более низких разрешениях - даже с 48-битной глубиной цвета, но он страдает теми же самыми ограничениями масштабируемости, что и DVI.

Отдельная история - видеоинтерфейс LVDS (Low Voltage Differential Signalling - низковольтная дифференциальная передача сигнала), применяемый в ноутбуках. Ему просто в силу его природы, свойственны большие ограничения, поскольку для кодирования информации в нём используется разница напряжений на проводниках пары - подаваемые источником в проводники напряжения сравниваются на приёмной стороне. Соответственно, для получения высоких разрешений в данном случае требуется физическое расширение интерфейса - то есть, прокладка дополнительных проводников, что, естественно, неприемлемо для портативного компьютера. Дисплей современного ноутбука уже настолько опутан антеннами всевозможных беспроводных интерфейсов, так что для расширенных видеоинтерфейсов просто не остаётся места. А ведь мы ещё не упоминали и о возможных взаимных помехах от соседства антенн и проводников видеосигнала... Иными словами, если у "настольных" видеоинтерфейсов ещё есть хоть какой-то резерв для повышения разрешения, то у ноутбучных его просто нет.

Разработчики стандарта DisplayPort задались целью не только преодолеть эти ограничения, но и создать универсальный, единый интерфейс для передачи видео в любых компьютерных системах, будь то настольный ПК и внешний монитор или ноутбук.

Что же может нам предложить DisplayPort последней версии 1.1? Прежде всего - заявленную пропускную способность от 1,6 до 10,8 Гбит/с. Как и в HDMI, здесь полностью поддерживается технология защиты цифрового контента HDCP (опционально, по умолчанию - отсутствует), а также предусмотрена передача цифрового звука. В будущем планируется добавить в DisplayPort и поддержку интерфейса USB 2.0, что позволит, к примеру, выводить монитор из спящего режима при включении компьютера.

Архитектурно интерфейс аналогичен PCI Express: он состоит из трёх каналов - основного, дополнительного (AUX) и канала распознавания "горячего" подключения. При этом основной канал может состоять из одной, двух или четырёх пар или линий передачи данных с фиксированной пропускной способностью 1,6 или 2,7 Гбит/c, которая зависит как от характеристик связываемых устройств, так и от качества кабеля. Глубина цветности каждого цветового канала составляет от 6 (18-битный RGB) до 16 (48-битный RGB) бит.

Если в DVI тактовый сигнал передавался по отдельной линии, то в DisplayPort он передаётся через сигнальные линии и автоматически декодируется на стороне приёма. Дополнительный канал - это полудуплексная двунаправленная линия с пропускной способностью 1 Мбит/c, предназначенная для передачи команд и прочей управляющей информации. В будущем планируется существенно расширить пропускную способность этой линии, что позволит сделать DisplayPort интерактивным интерфейсом, к которому можно будет подключать всевозможную периферию - от микрофонов и веб-камер до акустических систем и USB-хабов. И все эти данные будут передаваться через один-единственный кабель. Стандарт предусматривает коррекцию ошибок в передаваемых данных при длине кабеля до 15 метров.

Максимальное разрешение в версии 1.1 DisplayPort не намного больше, чем у DVI Dual Link - 2560 х 2048 пикселей при 60 Гц (8-битная глубина цветности для каждого цветового канала), однако при этом предусмотрена поддержка 10-битной глубины цветового канала при разрешении 2560 х 1600 точек, а также 12-битной глубины в режимах высокой чёткости 1080p/96 Гц и 1080p/120 Гц при работе с четырьмя линиями, чего в DVI Dual Link нет и в помине. Для передачи видеосигнала с разрешением 1680 x 1050 точек, частотой 60 Гц и глубиной канала 6 бит достаточно всего одной линии.

В спецификации DisplayPort второй версии появится поддержка куда более высоких разрешений - к примеру, 3840 x 2400 точек на 60 Гц с 8-битной глубиной цвета каждого цветового канала.

Поскольку DisplayPort - это интерфейс как для внешних, так и для встроенных дисплеев, в нём используются два типа разъёмов.

Разъём для подключения внешних устройств уже можно увидеть на некоторых видеокартах последнего поколения и, реже, на мониторах. Внешне и по размерам он напоминает порт HDMI или USB, но в отличие от этих портов, в спецификации предусмотрено (пока, правда, опциональное) требование устанавливать на разъёмах защёлки, препятствующие произвольному отключению кабелей - примерно такие же, как на штекерах Serial ATA.

Внешний разъём имеет 20 контактов, включая силовые линии (от 12 до 15 в), а внутренний - 26 контактов (разумеется, не обязательно задействовать их все - это зависит от количества проложенных линий основного канала).

Новым интерфейсом смогут воспользоваться не только владельцы самого современного оборудования - уже выпущены переходники DP-HDMI и DP-DVI, а в ближайшем будущем ожидается появление переходников DP DVI Dual Link и даже DP-VGA, преобразующего полностью цифровой видеосигнал в аналоговый. Обратите внимание: тип переходников подразумевает, что устройства с устаревшими интерфейсами будут подключаться к видеокартам с разъёмом DisplayPort. Это означает, что с новыми видеокартами с поддержкой DisplayPort можно будет использовать практически любой монитор, даже выпущенный несколько лет назад.

Итак, в лице DisplayPort мы получаем универсальный, скоростной и хорошо масштабируемый интерфейс, позволяющий в одном кабеле передавать цифровое видео высокого разрешения, многоканальный цифровой звук и, в перспективе, любые данные по протоколу USB. В отличие от DVI, тонкий разъём DisplayPort можно разместить даже на боковой панели субноутбука, а, в отличие от HDMI, реализация этого интерфейса не требует покупки лицензии и последующих лицензионных отчислений. Вот, вкратце, основные достоинства перспективного видеоинтерфейса DisplayPort.