Сравниваем видео стандарты HDMI и DP

В истории техники есть много примеров, когда на рынке одновременно существовало несколько конкурирующих стандартов. Только подумайте о войне стандартов видеомагнитофонов в начале 1980-х между Video 2000, VHS и Betamax. Для молодежи среди нас, VHS, наконец, выиграл в основном из-за его более низкой стоимости и поддержки со стороны киноиндустрии. Совсем недавно произошла битва между Blu-ray и HD DVD.

DisplayPort против HDMI

Так продолжается ли война форматов между DisplayPort и HDMI? Ну, не совсем так. Хотя и HDMI, и DisplayPort имеют одну и ту же цель (отправку цифрового видео и звука высокой четкости с устройства-источника на дисплей), на самом деле они были задуманы для использования с разным предназначением.

HDMI (сокращение от High-Definition Multimedia Interface) был представлен в 2003 году консорциумом (в основном) производителей дисплеев, включая Sony, Philips, Panasonic и Toshiba. Это крупные корпорации, которые в первую очередь ориентируются на приложения, основанные исключительно на образах. Вот почему HDMI является стандартом, который чаще всего встречается в таких устройствах, как телевизоры, проекторы и домашние компьютеры.

Несколькими годами позже (2006 г.) другой крупный консорциум производителей ПК и микросхем работал над созданием DisplayPort (DP), который следует за старыми стандартами VGA и DVI. Основное внимание уделялось компьютерным дисплеям и профессиональному ИТ-оборудованию, рынки больше ориентированы на данные.

Разъемы: конструктивные различия

19-контактные разъемы HDMI на самом деле доступны в 5 различных формах, но обычно встречаются только 3 из них: всем известный Type A (стандартный HDMI, в основном используется для телевизоров, проекторов и ноутбуков), Type C (мини-HDMI, обычно встречается на планшетах и некоторых ноутбуках) и тип D (микро HDMI, для планшетов и смартфонов).

Менее известный тип B (29 контактов) используется для двухканальных приложений, тогда как тип E имеет фиксирующий язычок, предотвращающий вибрацию кабеля в автомобильных приложениях. Другие разъемы HDMI обычно используют трение, чтобы удерживать вилку в розетке, хотя иногда используются фиксирующие механизмы, которые предотвращают вытягивание кабеля. Такие механизмы гораздо чаще встречаются в решениях DisplayPort.

Разъемы DisplayPort имеют 20 контактов. Доступны два размера: стандартный DisplayPort и меньшая альтернатива от Apple под названием Mini DisplayPort. Последний — тот же порт, что и Thunderbolt.

Хотя большинство полноразмерных разъемов DisplayPort имеют механизм блокировки, предотвращающий их случайное отсоединение, эта функция не требуется официальной спецификацией.

Разрешение и пропускная способность

Каждая новая версия стандартов HDMI и DisplayPort обычно представляет некоторые незначительные новые функции, а также более высокое разрешение и пропускную способность. Однако это не означает, что новый дисплей всегда поддерживает последнюю версию стандарта. Нет особого смысла включать стандарт, поддерживающий разрешение 8K на HD-дисплее. Самое главное, чтобы стандарт соответствовал потребностям дисплея. В противном случае вы будете платить больше за то, что вы не можете использовать.

Самая распространенная на сегодняшний день версия (для дисплеев ЖК ТВ), DisplayPort 1.2, поддерживает разрешение видео до 3840 x 2160 пикселей с частотой обновления 60 Гц. Официальное название этого разрешения, кстати, UHD, но часто используется и термин 4K (хотя в киноиндустрии под этим подразумевается разрешение 4096 x 2160). Он также поддерживает все распространенные форматы 3D-видео. Максимальная пропускная способность для передачи по кабелю DP 1.2 составляет 17.28 Гбит/сек. Протокол DisplayPort 1.4, поддерживающий разрешение 5120 x 2800 при частоте 60 Гц при пропускной способности 25.92 Гбит/сек, становится все более популярным.

Наиболее часто используемая версия HDMI, версия 2.0, имеет разрешение UHD при частоте 60 Гц и пропускную способность 14.4 Гбит/сек. Другими словами, важнее смотреть на номер версии (как на источнике, так и на дисплее), чем сравнивать DisplayPort с HDMI.

Тем временем был запущен стандарт HDMI 2.1, поддерживающий 4K при 120 Гц или 8K при 60 Гц. Хоть и не так распространенный, но этот стандарт уже используется в некоторых топовых моделях ЖК ТВ. Также существует стандарт DisplayPort 2.0 с поддержкой разрешения видео 10240 x 4320, 10K и колоссальной пропускной способностью 77.4 Гбит/сек, но на сегодняшний день ни одна модель на рынке не использует этот стандарт. 

Особенности аудио: лицом к музыке

И HDMI, и DisplayPort поддерживают до 8 цифровых аудиоканалов с частотой до 24 бит и частотой 192 кГц. Основное отличие заключается в том, что HDMI имеет обратный аудиоканал (ARC). Это означает, что не только устройство-источник (обычно это AV-ресивер) может посылать звук на телевизор, но и звук может течь в другом направлении. Это можно использовать, когда в телевизоре есть встроенный вещательный приемник (например, при просмотре Netflix на смарт-телевизоре), но вы не хотите слушать звук через встроенные динамики телевизора и предпочитаете систему объемного звучания AV-ресивер. Хотя это ценный вариант использования в бытовой электронике, он почти никогда не используется в профессиональной AV-визуализации.

Длина кабеля: как далеко вы можете зайти?

На рынке были доступны различные стандарты кабелей HDMI, но типичный кабель, доступный сегодня, имеет сертификацию «High Speed» HDMI. К сожалению, как это часто бывает с недорогими бытовыми приборами, не все высокоскоростные кабели HDMI обеспечивают надлежащее качество. Плохие кабели могут вызвать множество проблем, таких как артефакты и сбои.

Стандарт HDMI на самом деле не определяет максимальную длину кабеля. Он скорее описывает технические характеристики, из которых может быть получена длина кабеля. Обычно кабели HDMI довольно короткие. Только очень редко дисплей и источник находятся на расстоянии более 2 метров друг от друга при установке телевизора и проектора. Для больших расстояний вы можете положиться на усилитель сигнала или активный кабель, который усиливает сигнал. Обратите внимание, что сигналы HDMI также могут передаваться по кабелям CAT 5 или CAT 6 (до 50 метров), коаксиальному кабелю (до 90 метров) или оптоволокну (более 100 метров), модель KS-485-30 стандарта HDMI 2.0.

Пассивный медный кабель DisplayPort обеспечивает очень высокую скорость передачи данных с разрешением до 4k на расстояние до 2 метров. Если вам нужно покрыть расстояние до 15 метров, вы ограничены разрешением 1080p в соответствии со спецификацией, хотя многие тесты показывают, что возможны и более высокие разрешения. Активный медный кабель DP может охватывать до 20 метров с разрешением 2560x1600. Кроме того, для DisplayPort оптоволоконные кабели могут покрывать большие расстояния. В отличие от HDMI, DP не может передавать сигналы Ethernet и не имеет обратного звукового сигнала. Однако DisplayPort поддерживает множество адаптеров для подключения большого количества стандартов отображения, включая VGA, одноканальный DVI или HDMI.

Еще одна очень важная особенность DisplayPort заключается в том, что он может одновременно управлять несколькими мониторами. Таким образом, один интерфейс DisplayPort может подключать до 4 мониторов с разрешением 1920x1200. Это особенно важно для профессионалов, которые работают с видеостеной, поскольку им нужен только один кабель между контроллером и видеостеной для подключения 4 (или даже 6) дисплеев.

Преобразование DisplayPort в HDMI: использовать активный или пассивный адаптер?

Адаптеры DisplayPort-HDMI обычно стоят около 700 рублей. Но если вы хотите пойти другим путем, вам придется нырнуть намного глубже в свои карманы. Причина? Для преобразования HDMI в DisplayPort всегда требуется активный, а не пассивный адаптер. Но что именно происходит внутри этих адаптеров, и всегда ли так просто конвертировать DP в HDMI? И есть ли разница между потребительским и профессиональным использованием? 

DisplayPort и HDMI были созданы разными консорциумами для разных приложений. HDMI был придуман производителями дисплеев, тогда как DisplayPort пришел из ИТ-мира. Другими словами, мы могли бы сказать, что DisplayPort относится к источникам видео (AV-ресиверы, компьютеры и т. д.), а HDMI – к стороне визуализации (HDTV, проекторы и т. д.). Как ни странно, это означает, что порты дисплея обычно являются портами HDMI. Хотя это, конечно, не совсем так, скорее всего, вы захотите подключить выход DisplayPort к входу HDMI, а не наоборот.

DVI, HDMI и DisplayPort

Во-первых, давайте поговорим о сходстве между DVI и HDMI. Поскольку HDMI был создан как продолжение DVI, вначале эти два стандарта были очень похожи. Оба они используют TMDS (дифференциальная сигнализация с минимальным переходом), технологию для передачи данных. С помощью простого переходного кабеля типа «разъем-разъем» можно переключаться с DVI на HDMI и наоборот. Это относится к одноканальному DVI, поддерживающему разрешение до 2048 x 1200. Однако для разрешений выше HD имеется высокоскоростной HDMI, который отличается от двухканального DVI, который вы бы использовали. Поэтому вам нужен активный адаптер для преобразования.

Обратите внимание, однако, что HDMI поддерживает цифровой звук, тогда как DVI является чисто видеостандартом. Так что, если вы хотите использовать и аудио, и видео, вам нужно либо использовать (довольно дорогой) преобразователь, либо подключить аудио к дисплею другим способом — например, через разъем для наушников.

С другой стороны, DisplayPort (и mini DisplayPort) — это нечто совершенно другое. Он использует другую технологию типа сигнала и даже более низкое напряжение кабеля (3,3 В вместо 5 В HDMI/DVI). Это делает пассивный переходник DP-to-HDMI еще более загадочным…

Делаем перевод

Хитрая технология, позволяющая использовать простой пассивный адаптер, называется DisplayPort Dual-Mode (или DP++). Хотя это дополнительная функция, а не часть фактического стандарта, она доступна на большинстве видеокарт потребительских устройств. Вы можете найти логотип DP++ на устройстве, но, поскольку он настолько широко распространен, большинство современных потребительских товаров больше не упоминают этот логотип.

Теория DP++ на самом деле довольно проста: когда устройство обнаруживает подключенный к нему HDMI-адаптер, графическая карта или GPU (графический процессор) автоматически выполняет трансляцию и отправляет сигналы HDMI TMDS через видеовыход. Затем контакты разъема DisplayPort сопоставляются с контактами HDMI, что делает переход очень простым. Система полностью готова к работе, работает как с видео, так и со звуком, и для ее работы не требуется никаких драйверов. Вам даже больше не нужен специальный адаптер, потому что на рынке доступны кабели DisplayPort-HDMI. Обычно при использовании такого кабеля dp-hdmi потери качества нет. Однако обратите внимание, что этот простой переход применим только к одноканальным сигналам DVI, то есть вплоть до разрешения HD. Кроме того, если вы хотите подключить несколько мониторов DVI или HDMI к выходу DisplayPort, вам также понадобится активный адаптер или разветвитель. Многие видеокарты не поддерживают вывод DP++ на несколько мониторов. Обратитесь в службу поддержки производителя видеокарты, чтобы узнать, какой тип адаптера лучше всего соответствует вашим требованиям.

А как насчет преобразования HDMI в DisplayPort?

Когда идете наоборот, все становится менее прямолинейным. HDMI не поддерживает принудительную трансляцию сигнала на графический процессор. Таким образом, всегда необходим адаптер с некоторой вычислительной мощностью, который выполняет вычисления при подключении. Это объясняет необходимость активного, более сложного адаптера.

Так почему же вообще существуют экраны с интерфейсом DisplayPort?

Означает ли это простое преобразование с помощью DP++, что каждый экран или проектор должен иметь интерфейс HDMI? Нет, потому что всегда лучше подключать устройства, использующие один и тот же протокол. Прежде всего, схема сдвига уровня напряжения накладывает ограничение на скорость адаптера. Хотя новые адаптеры становятся доступными всякий раз, когда вводится увеличение пропускной способности, вам всегда нужно покупать соответствующую модель. Кроме того, это относится только к одноканальным соединениям DVI. Поскольку для сигнала Dual-link DVI требуется 25 контактов, его нельзя передать через разъем DisplayPort с помощью пассивного адаптера. Вам всегда нужен активный конвертер адаптера, чтобы сделать этот перевод.

Также обратите внимание, что DP++ недоступен в альтернативном режиме DisplayPort через USB-C (который используется на многих современных компактных устройствах, таких как смартфоны и ноутбуки). Поэтому, если вы используете USB-C, вам всегда понадобится активный адаптер для подключения к дисплею HDMI.

Приведенный выше текст в основном относится к потребительскому рынку. Профессиональный рынок совсем другой. Профессиональное видеооборудование обычно не имеет внутреннего графического процессора с возможностями DP++. Устройства высокого класса используют различные схемы, такие как FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) и процессоры портов для создания интерфейса. В результате они принимают только собственный сигнал интерфейса.

Что касается наших дисплеев и проекторов, Samsung предлагает клиентам оптимальный интерфейс. Вот почему на большинстве наших устройств визуализации вы найдете разъемы DisplayPort и HDMI. После этого клиент может всегда подключать к продуктам исходное устройство с тем же родным интерфейсом. Только на рынках, где по умолчанию используется только один стандарт (например, в цифровом кинотеатре, использующем только HDMI), мы ограничиваемся одним разъемом, что проще и экономичнее.

Вывод

Хотя назначение HDMI и DisplayPort примерно на 90 % одинаково, существует ряд отличительных особенностей. HDMI поддерживает реверсивный звуковой канал (ARC), что позволяет передавать звук с дисплея на источник, что может быть удобно при использовании Smart-TV.

Возможность управлять несколькими дисплеями с помощью одного кабеля является обязательной для многих профессионалов. Эта функция во многих случаях определяет выбор DisplayPort.

По качеству изображения разницы между HDMI и DP практически нет. Чем новее версия, тем выше максимальная пропускная способность и поддерживаемое разрешение. На самом деле гораздо важнее проверить версию, чем сам стандарт (HDMI или DP). Также убедитесь, что кабель достаточно хорош для поддержки разрешения версии и высокой пропускной способности.

Многие продукты Samsung, в том числе линейка ЖК-видеостен и проекторов, поддерживают как HDMI, так и DP. Эти продукты можно использовать как в видео, так и в приложениях, ориентированных на данные, поэтому имеет смысл включить и то, и другое. Для ЖК-видеостен во многих случаях стандартом выбора является DP, поскольку он дает возможность управлять несколькими дисплеями с помощью одного кабельного соединения. 

С другой стороны, на чистом рынке изображений, таком как цифровое кино, используется только HDMI.