显示器dp接口和hdmi哪个好(dp接口与hdmi接口区别
在目前市面上显示器接口中,VGA和DVI已经逐渐退出了历史舞台,Type-C还算是小众,而DP(DisplayPort)与HDMI则成为了主流产品的标配,目前的主流级显卡也是以这两个输出接口为主,而新的问题也随之诞生了当这两个接口都可以使用的时候,选择哪个会更好?
对于大部分普通的消费者来说,显示器能跟主机正常连接就行,随便哪个接口都无所谓,反正能正常使用,对于DIY玩家来说,这个问题就显得非常重要,跟显卡和显示器的性能参数相比,这又是一个很容易被忽视的问题。
尤其是在配备了FreeS、HDR、高分辨率(4K以上)、高刷(144Hz以上)等特性高端显示器中,这两种接口连接同一设备通常都会存在差异,如果不能选择最佳的连接方式,可能会出现各种兼容性问题,导致无法发挥显卡和显示器的最佳表现。
而要知道如何作出适合自己的选择,我们得重新认识一下DP与HDMI两种接口。
DP和HDMI的发展历史
从发展历史来看,HDMI算是前辈,首个标准早在2002年已经问世,目前最新的标准协议版本是HDMI2.1,而DP接口算是后来者,首个标准出现在2006年,目前最新的标准协议版本是DP2.0,这两款接口是视频传输接口全面进入数字时代的标志,之前的DVI接口接口虽然也采用数字信号进行传输,不能承载音频和数据流
而雷电和USB3.协议的Type-C接口中,它们传输视频信号也是是通过DP协议通道进行数字画面传输的,严格来说也算是DP协议的一种特殊接口形式。雷电2支持DisplayPort 1.2,而雷电3和遵循USB3.1规范的全功能Type-C则支持到最新的DP3.0协议,两者在带宽上有区别(雷电为40GB/s、USB3.1为10GB/s),单纯考虑视频传输能力的也存在一定差异,这个我们之后有机会再聊。
经过多年的发展,虽然DP接口和HDMI接口的基本形态几乎没有任何改变,但不同协议版本的接口在传输能力上却存在巨大的差异,我们在考虑着两者哪个更适合的情况下,也必须考虑到具体的版本。
DP和HDMI标准都是向后兼容的,你在十年购买的HDMI1.0线材现在仍可以与最新的RTX30系列显卡搭配使用。由于显示器、线材和显卡之间进行连接的木桶效应,最大显示分能力上限只能是两者之间较低的那一方。
这样连接这可能意味着支持144 Hz和HDR的4K游戏显示器搭配RTX3080,最终只能以4K和24Hz的模式下运行,完全无法释放两个硬件的真实能力。这个例子可能比较极端,却直接反映了选HDMI还是选DP的关键能否完美发挥硬件的性能表现。
下面图是历代DP接口和HDMI的相关信息,要避免上述提到的这种尴尬状况,可以在这个表格中快速找到所支持的显示模式。
这两种接口在每一代接口中最重要的参数就是传输速率和数据速率。在早期的DP和HDMI标注中,数字信号大多使用8b/10b的比特率编码进行传输。在8b/10b编码模式下,意味着每8位数据在实际传输中需要10位的传输带宽,而这些多出来的冗余用来确保信号的完整性,这意味着他们只有80%的理论带宽可以用来传输数据。
而在最新的协议下,DP 2.0采用128b/132b进行传输,编码效率效率提升到97%,而HDMI 2.1则采用16b/18b进行传输,编码效率为88.9%,虽然HDMI上还配备辅助通道来传输其他数据,对数据速率的影响并不大,加上同代的DP接口一般都拥有更高的传输速率,所以最新一代DP接口相对HDMI的拥有更高的数据速率,要理解这一点,我们需要更好地l理解传输带宽的意义。
数据传输带宽的意义
所有采用数字传方式(包括DP,HDMI和DVI接口)进行传输的视频数据都需要一定的数据带带宽,显示屏上的每个像素都拥有红色,绿色和蓝色(RGB)这三个数据点,或者使用亮度,蓝色色度差和红色色度差(YCbCr / YPbPr)三个数据点的形式进行数据传输。
而在输出端,无论显卡内部进行什么运算,生成的数据都会转换为用于显示的信号,这些现实信号一般包含一个16位的RGBA信息(其中A是alpha意为透明度信息)。
目前最常见的标准采用的是24位颜色,这种模式下每个像素点的红色,绿色和蓝色分量数据分别占用8位数据,这个也是我们电脑显示数据中位深度数据的来源。而在HDR和高色深显示器中,为了显示更丰富的颜色数据,每种颜色的数据占用提高到10位数据,这意味着每个像素点采用30位颜色可以带来更出色的显示效果。
而在部分顶级专业显示器中,位深度甚至提升到12位和16位,不过目前还非常小众,我们普通消费能接触的产品大都是以8bit为主,小部分高色准和HDR显示器为10bit,在这种情况下,显示信号使用的是每像素24位或30位数据,我们将这个数字乘以像素数和屏幕刷新率,就可以快速计算出要实现这种传输画面所需的最小带宽。
以上面这款显示器为例,要实现3440 1440 @ 100 Hz的显示效果所需的带宽8bit模式下需要的带宽(每秒数据量)为2434401440100Hz=118886450000bps≈13.8Gbps,而在10bit模式下需要的带宽为为3034401440100Hz=14860800000bps≈17.3Gbps。
当线材或输出端接口不能满足该需求时,只能在降低分辨率、降低刷新率和关闭HDR下做选择,以我使用笔记本电脑进行连接的情况下,采用HDMI2.0接口(14.4Gbps)进行连接时可以顺利开启34401440@100 Hz模式,但换成用全功能Type-C(USB3.1协议)进行连接时,受接口带宽(10Gbps)限制,只能开启34401440@ 60Hz的显示模式
而且在实际应用中,满足这个最低理论传输带宽还不够严谨,实际应用中还需要留有一定冗余,需要通过更加复杂的计算才能确定所需要的带宽,为了可以直观地体现出带宽需求,视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association, VESA)推出了一套直观的参考标准。
只要将这个表与上文中出现的接口规范带宽进行校对,即可快速确认适用分辨率,如果所需的数据带宽小于标准支持的最大数据速率,这个分辨率和帧率即可正常使用。
需要注意的是,上图所制定的标准是基于未压缩信号,而为了在受限的硬件带宽条件下输出更高分辨率的画面,HDMI和DP接口还加入了对显示串流压缩技术(Display Stream Compression ,简称DSC)的支持,这项技术可以帮助设备更好地克服接口带宽带来的物理限制。DP这边早在1.4版本就加入了对DSC1.2的支持,HDMI这边也在最新的2.1版本中加入了对这一技术的支持。
在8K和60Hz时,基本的8bit模式下,需要49.65 Gbps的数据带宽,当开启10bit的HDR模式时则需要62.06 Gbps的带宽,而当开启8K+120 Hz+10bit HDR时,在无压缩状态下传输需要高达127.75 Gbps的传输带宽,这在目前根本没有接口可以满足这一需求。
而通过转换为422或420 YCgCo并使用增量PCM编码,DSC最高可以提供高达31的压缩比,宣称可以提供了“视觉无损”的效果,使用DSC让8K+120Hz+HDR的所需带宽仅为42.58 Gbps,得以在现有的HDMI2.1和DP2.0接口下下实现这种极致的显示效果。
除了传输视频,HDMI和DP还需要预留带宽来传输数字音频数据,目前的标准下,他们当前最多将36.86 Mbps(0.037 Gbps)的带宽音频用于音频,虽然会占用整体带宽,整体影响并不大。
通过上面的介绍不难看出,通过简单的分辨率刷新率颜色深度的带宽计算方式显然不够全面,因为具体的性能表现还要考虑到时序标准、编码方式和音频占用带宽等因素,虽然占用带宽仍然是越大越好,显然不是影响视频信号传输能力的唯一参考标准。
DP与HDMI接口优劣
在目前的主流市场中,DP1.4是目前DisplayPort标准中功能最强大且普遍的版本,虽然DP2.0规范已经在去年(2019年)6月发布,但至今人仍没有支持该接口的消费级显卡和显示器被推出。
而前段时间推出RTX30系列显卡上搭载的仍是DP1.4接口,虽然可用带宽不如搭载的HDMI 2.1,最高达8K@65Hz的性能表现已经能满足当前的需求。
不过8K显示设备目前主要都是以电视为足,基本也是利用HDMI 2.1接口来实现8K信号传输,而且参考以往DP在电视市场的表现,短期内也不太可能会有使用DP2.0的产品推出,换句话讲,在DP2.0大规模科普之前,DP的极限传输表现暂时都无法与HDMI2.1媲美。
DP的优势之一是原生支持可变刷新率(VRR),这像技术在DP1.2a后就成为DP标准的一部分,这也是FreeSync技术(兼容G-Sync)近年来大规模普及的基础,要使用这一技术就必须使用DP接口。
,由于加入了固定卡扣开关,DP接口和线材的稳定性都要优于HDMI,像HDMI那种不小心拉扯就会把“断头”的风险几乎不存在。
而且DP还可以通过多流传输(MST)将多个屏幕连接到单个端口,部分显示器还支持基于该技术的DP串联功能(显示器间通过DP接口直连),在拓展性上会更加出色。
由于HDMI需要认证的标准协议,而DP则是一项开放的标准协议,许多显示技术上的创新(例如DSC,G-Sync和FreeSync)都会优先出现在DP上,之后才会慢慢出现在HDMI上的重要原因。
而DP线缆上还有一个限制它使用场景的关键参数它的最大长度在目前标准下被限制在3m以内,这个因素导致它不太可能应用在家庭影院、长距离传输信号等应用场景,99%的情况下它只能用在台式主机和显示器之间,这也间接限制了这种接口在电视和投影仪等设备上的应用。
在最重要的传输带宽上,由于DP协议拥有后发优势,HDMI在同期的带宽表现上一直稍逊于DP,HDMI2.1这次抢先面市算是扳回了一城。虽然一直在纸面参数上一直“落后”,在非极高分辨率+刷新率运行的情况下,目前最主流的DP1.4和HDMI2.0其实不会有可感知的区别。
自2013年HDMI 2.0发布以来,HDMI接口已经可以在8bit颜色的情况下实现4K@60 Hz传输效果,并且420 YCbCr输出模式下实现最高8K@30Hz的显示效果,不过会存在边缘看起来模糊。
而对于可变刷新率技术的缺失,HDMI从2.0b开始也通过AMD的扩展芯片添加对FreeSync和G-Sync技术的支持,而且在HDMI 2.1协议中把该技术列入到新标准当中。
到目前为止,只有部分英伟达的RTX20系列和最新的RTX30系列显卡会支持HDMI2.1接口(部分非公显卡只配备了HDMI2.0接口),而且大部分显示器配备的仍为HDMI2.0接口。在考虑功能全面性的情况下,使用台式机连接显示器是,目前最佳的使用方式仍会是DP。
虽然在理论性能上长期不占优势,HDMI规范拥有极高的普及度和兼容性,在2004年标准刚推出时,已经有数百万台带有HDMI的设备出货,而来到2020年,带HDMI的设备更是随处可见,主流的现实设备都会配备该接口。
虽然显卡上尚未有支持完整规格HDMI2.1接口的产品,在电视、蓝光播放器、家庭影院等消费级设备上率先发售了大量HDMI 2.1设备,普及前景和通用性短期内仍会比DP更强。
HDMI在实用性上相对DP的最大优势,就是最长可达15m的线缆长度,足足是DP线缆的五倍。这个特性对于使用台式电脑连接显示器的玩家,但对于家庭影院等需要长距离连接场景却非常重要,让这种线缆拥有更丰富的应用场景。
DP与HDMI游戏玩家怎么选
我们已经介绍了DisplayPort和HDMI的技术参数,大家对这两种传输协议都有了充分的了解,那么回到最初的问题吗,哪一种连接方式在实际上更适合游戏玩家?
其中一些取决于您已经拥有或打算购买的硬件。这两种标准协议都能够提供出色的游戏体验,如果您想获得出色的游戏体验,在目前市场上可以购买的产品中,HDMI 2.1>DP 1.4>DP 1.3>HDMI 2.0,而目前已发布的协议中,DP 2.0的理论性能应该最为出色,该协议的普及前景尚不明朗。
在一些高刷+高分辨率的应用场景下,游戏玩家需要根据自己的平台进行选择。
对于使用N卡的游戏玩家来说,目前最佳的方案仍是是使用DP 1.4接口连接到配备G-Sync功能的显示器,只有在连接电视使用时全新的HDMI才有实用意义,因为目前通过HDMI 2.1兼容G-Sync的显示器只有电视,而在普通显示器上,使用DP才可以完整发挥N卡的特性。
而A卡游戏玩家的选择则比较宽松,因为目前带FreeSync功能的显示器可以通过HDMI接口来开启,A卡在搭配DP 1.4和HDMI 2.0使用时在功能实用性上没有太大区别。不过DP仍然会是PC显示器的首选标准,因为许多HDMI FreeSync显示器只能在较低的分辨率或刷新率下运作,在144Hz以上的产品较少。
如果你已经拥有一台刷新率在144hz以下,不支持G-Sync或FreeSync功能,并且显示器支持HDMI和DP输入的时候,而且显卡也也配备这两者接口的情况下,这个连接方式的选择就显得没那么重要了。
2560 1440(1440P)@144 Hz的分辨率和8bit色深的情况下,DP1.2和HDMI 2.0以上的协议都可以正常运作,低于此值的任何一种连接类型都将正常工作,日常使用上这两种接口的确没有实际区别(理论能传输的信号一致)。
在台式机搭配显示器的使用场景中,DP接口显然是最佳选择,能完整地发挥输出端的性能,目前的显卡都会配备更多的DP接口,全新的RTX 30系列显卡虽然支持HDMI 2.1接口,但普遍只会配备两个以内。
而在将主机连接到电视、投影仪等大屏幕使用场景中,HDMI在很长一段时间内仍是最佳选择,因为它拥有更长的传输距离,布线也更加方便,最重要的是HDMI拥有远超DP接口的设备兼容性,目前屏幕在50寸以上的设备极少会配备DP接口,未来很长一段时间里HDMI仍然是首选接口。
最终,尽管DP具有规范上的优势,HDMI出色的兼容性和便捷性可以帮助它拥有更丰富的应用场景,而且这两个标准在许多领域和技术上都重叠。
负责制定DisplayPort标准的VESA组织主要考虑的是PC领域的应用场景,而由消费电子联盟制定HDMI协议,肯定会优先考虑电视、投影仪等消费级设备,他们的关注点不同最终也导致这两种协议拥有细分的不同应用场景。
要高分高手高色域和全面功能体验就用DP、需要大屏强兼容性就使用HDMI,发烧游戏用户们根据使用场景选择即可,而对于90%以上的普通用户来说,影响显示效果的瓶颈可能在显卡和显示器上,不用过于纠结这两者之间的选择。