DisplayPort 2.0 – стандарт с поддержкой 8K и 16K дисплеев

Индустрия продолжает прилагать усилия для разработки стандартов видео с разрешением выше 4K/Ultra HD.

Ассоциация по стандартизации видео-электроники (VESA) заявила о выпуске аудио/видео стандарта DisplayPort 2.0.

DisplayPort 2.0 (DP 2.0) – это первое глобальное обновление стандарта с марта 2016 года. Оно предусматривает увеличение пропускной способности канала в три раза, что обеспечивает поддержку разрешения свыше 8K, более высокой частоты обновления экрана и расширенного динамического диапазона (HDR) при высоком разрешении, улучшенную поддержку различных конфигураций дисплея, а также улучшенный пользовательский интерфейс для работы с дисплеями дополненной/ расширенной реальности (AR/VR), включая поддержку систем виртуальной реальности с разрешением 4K и выше.

Преимущества DP 2.0 ощущаются при использовании как собственного разъёма DP, так и при использовании разъёма USB-C, который передаёт аудио/видеосигнал DP в режиме DisplayPort Alt. Стандарт DP 2.0 обратно совместим с предыдущими версиями DisplayPort и охватывает все ключевые функции DP 1.4a, включая поддержку системы компрессии видеопотока (DSC) без видимых потерь с прямой коррекцией ошибок (FEC), передачу метаданных HDR и ряда других современных функций. Повышенная пропускная способность при передаче видео в стандарте DP 2.0 через разъём USB-C позволяет осуществлять одновременную высокоскоростную передачу данных через USB без особого ущерба для производительности дисплея. В DP 2.0 используется уровень физического интерфейса (PHY) Thunderbolt 3 при сохранении гибкости протокола DP, что даёт возможность увеличить пропускную способность канала и обеспечить конвергенцию между ведущими индустриальными стандартами ввода/вывода.

Общее преобразование одно- и многопотоковой передачи позволяет одному порту DP на устройстве, являющемся источником сигнала, управлять несколькими дисплеями либо через док-станцию, либо через гирляндную цепь дисплеев.

Стандарт DP 2.0 предлагает дифференцированный сквозной пользовательский интерфейс для различных сегментов рынка, таких как производственный сектор и игры, а также широкую сквозную совместимость с различными вариантами подключений. Он устанавливает новую парадигму для различных спецификаций инфтерфейса дисплеев, обеспечивая возможность масштабирования: от энергоэффективных малых дисплеев до огромных дисплеев с высоким разрешением и частотой обновления экрана, – заявил заместитель председателя правления VESA и старший научный сотрудник отдела дисплеев в AMD Сайед Атар Хусейн.

Вклад компании Intel в виде спецификации PHY-уровня Thunderbolt в разработку стандарта DP 2.0 компанией VESA стал важнейшей вехой на пути к созданию самого простого и универсального порта на сегодняшний день, а также высочайшей производительности дисплея, – говорит генеральный менеджер отдела клиентской связи в Intel Джейсон Зиллер. – Сотрудничая с VESA, мы обеспечиваем возможность взаимодействия в рамках технологии общих "строительных блоков" для широкой линейки устройств и повышаем степень совместимости, давая пользователю более широкие возможности.

Более высокое разрешение картинки требует разработки нового интерфейса дисплеев

Индустрия продолжает прилагать усилия для разработки стандартов видео с разрешением выше 4K/Ultra HD, и на рынке уже начинают появляться 8K-совместимые телевизоры и компьютерные мониторы. Более того, японская вещательная компания NHK уже заявила о своих планах провести трансляцию игр летней Олимпиады 2020 года в стандарте 8K, а также начала тестовые трансляции в этом разрешении.

Параллельно игровые платформы всё глубже погружаются в мир захватывающих объёмных игр, стимулируя спрос на более высокое разрешение и частоту кадров для ПК, лэптопов и мобильных платформ, включая смартфоны и гарнитуры виртуальной реальности. Для реализации этих проектов необходима разработка новых интерфейсов дисплеев.

Троекратное увеличение пропускной способности канала

Предыдущая версия стандарта DisplayPort – v1.4a – обеспечивала максимальную пропускную способность канала на уровне 32.4 Гбит/сек, при этом каждая из четырёх линий работала на скорости 8.1 Гбит/сек. При канальном кодировании 8b/10b это соответствует максимальной нагрузке на уровне 25.92 Гбит/сек. Стандарт DP 2.0 расширяет максимальную пропускную способность канала до 20 Гбит/сек благодаря использованию более эффективного канального кодирования 128b/132b, что обеспечивает максимальную нагрузку в 77.37 Гбит/сек – что почти в три раза выше показателей DP 1.4a. Это означает, что DP 2.0 является первым стандартом, поддерживающим разрешение 8K (7680 x 4320) при частоте обновления экрана 60 Гц с полноцветным разрешением 4:4:4, в том числе с поддержкой 30 бит на пиксель (bpp) для поддержки HDR-10.

Максимизация усиления при использовании разъёма USB-C

Повышение производительности в стандарте DP 2.0 происходит благодаря использованию собственного разъёма DP и разъёма USB-C, работающего в режиме DP Alt Mode. USB-C позволяет использовать один разъём для передачи данных USB, видеоданных и питания. В случае, когда требуется одновременная поддержка передачи данных SuperSpeed USB и видео, существенное увеличение скорости, свойственное стандарту DP 2.0, даёт пользователям возможность получать питание и данные SuperSpeed USB одновременно с видео высочайшего разрешения.

Примеры конфигурации DP 2.0

Благодаря увеличенной пропускной способности канала, обеспечиваемой стандартом DP 2.0, VESA может предложить высокую степень гибкости и универсальности конфигурации для поддержки более высокого разрешения дисплея и частоты обновления экрана. В добавок к вышеупомянутой поддержке разрешения 8K с частотой обновления 60 Гц и HDR, стандарт DP 2.0 при использовании собственного разъёма DP или разъёма USB-C, работающего в режиме DisplayPort Alt, позволяет создавать множество конфигураций высокой производительности:

- Разрешения единственного дисплея

Один 16K (15360×8460) дисплей @60Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (с DSC)

Один 10K (10240×4320) дисплей @60Гц и 24 bpp 4:4:4 (без компрессии)

- Разрешения двух дисплеев

Два 8K (7680×4320) дисплея @120 Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (с DSC)

Два 4K (3840×2160) дисплея @144 Гц и 24 bpp 4:4:4 (без компрессии)

- Разрешения трёх дисплеев

Три 10K (10240×4320) дисплея @60 Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (с DSC)

Три 4K (3840×2160) displays @90 Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (без компрессии)

При использовании лишь двух линий на разъеме USB-C в режиме DP Alt для одновременной передачи данных и видео SuperSpeed USB, DP 2.0 может работать в таких конфигурациях как:

- Три 4K (3840×2160) дисплея @144Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (с DSC)

- Два 4Kx4K (4096×4096) дисплея (для AR/VR гарнитур) @120Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (с DSC)

- Три QHD (2560×1440) @120Гц и 24 bpp 4:4:4 (без компрессии)

- Один 8K (7680×4320) дисплей @30Гц и 30 bpp 4:4:4 HDR (без компрессии)

Повышение энергоэффективности

Стандарт DP 2.0 также поддерживает новую функцию Panel Replay от VESA, которая была разработана для оптимизации энергопотребления и тепловых характеристик небольших конечных устройств, таких как ПК и лэптопы, с дисплеями высокого разрешения. Подобно функции Panel Self Refresh (самообновление панели) в Embedded DisplayPort (eDP), функция Panel Replay включает в себя функцию частичного обновления, которая позволяет системному видеопроцессору либо графическому процессору обновлять лишь ту часть экрана, которая изменилась после смены кадра, экономя тем самым энергию системы. Что, в свою очередь, позволяет более быстро перезаряжать устройство в процессе его эксплуатации.