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影音傳輸東西軍
HDMI VS. DisplayPort

【作者: 朱致宜】   2011年05月27日 星期五

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由於數位高清電視對於高畫質影像傳輸的需求逐步升高,2002年,Sony、Panasonic、Philips、Hitachi、Toshiba、Thomson等影視家電大廠與Silicon Image合作,推出HDMI(High Definition Multimedia Interface)高解析多媒體影音介面。其中最大的賣點,就是其資料保護協定,讓影視大廠較安心其心血結晶較不容易流至盜版手中。


HDMI 八大影視愛 主攻消費性電子

HDMI1.3版本推動Deep Color技術,把像素時脈從165MHz推展至225MHz和340MHz,從2006至2008年,大部份的交換器產品,對於可以提升訊號完整性的Re-Driver功能都有著相當重要的要求。即使當時未用到全部的頻寬,客戶對高頻寬的產品接受度仍然很高。


2009年,HDMI1.4版本正式發表,在新版本中,增加了如HDMI Ethernet頻道,音訊回覆頻道,較値得注意的是支持4KX2K解析度和3D,新增color space等,建立了在家實現3D功能的關鍵架構,定義了常見的3D格式(如:Full side-by-side,Frame packing,Line alternative…等),以及最高達1080p的分辨率。


就是在顯示裝置與訊源裝置間提供即時的內容信號發送功能,讓使用者不用特別設定,電視就能夠得以根據內容類型優化畫質設置。


不過,HDMI的收費並不低。協會制訂了兼容性測試等規章,取得認證產品必須按照最終銷售額度抽取銷售費,每件收取0.15美元,雖然根據纜線上是否印上協會標章與資料與否,可享有一定程度的優惠,但仍是一筆開銷,且加入會員每年必須出一萬美元的入會費;對於毛利本就低的電腦產業來說無法接受。所以,在2006年,由視訊電子標準協會(VESA)與Dell等電腦大廠聯手,針對HDMI規格作出相應調整,推出DisplayPort介面標準規格,目前,最新版本是2009年11月所訂定的1.2版本。


此外,HDMI還有一個官方並不承認,但大家都知道的問題,那就是纜線長度太短。28AWG的銅線超過5公尺後就開始訊號衰減,尤其如果採用合金纜線,而非銅纜線,經常連累訊號品質受到影響。但官方並不認可這樣的問題,宣稱可在未增加轉接器的狀況下,以10公呎以上長度通過認證。為了因應投影或家庭劇院,甚至數位電子看板需求,所以有些廠商會使用訊號增強器以因應實際應用。美商Transwitch則是以自動偵測動態調整電阻電容值的方式,把較差的訊號拉回。


《圖一 美商TranSwitch商務發展總監林銘賢》
《圖一 美商TranSwitch商務發展總監林銘賢》

DP PC廠力拱 蘋果也買單

相較於HDMI處處要收費,DP完全免認證、免授權金。頻寬為10.8 Gbit/s,可支援 2560×1600 解析度,資料傳輸為8bit/10bit。其在規格上的優點,就是其基於小型封包的協定,允許簡易的擴充標準。而通道與內嵌的時脈可以降低射頻干擾。設計於支援內部晶片之間的聯繫,可以讓顯示器的控制迴路去除以生產更便宜而輕量化的顯示器。當然,這樣的設計是為了以統一連接介面取代筆電面板內部的LVDS連結。


Intel2013年的晶片組設計即將除化LVDS,NXP資深產品行銷經理胡硯嵐表示,面板廠已經開始研究此領域,並認為此舉可以接連影響到桌上型電腦用螢幕。她預期2013年,在市場可以看到DisPlayport螢幕。不過,由於HDMI在電視等數位家庭領域的市佔率已經有所基礎,故電腦大廠在推出娛樂用消費機種時,多仍然必須顧慮市場增加HDMI輸出端子。


胡硯嵐補充,DisplayPort在近幾年的確獲得了電腦廠牌在部分產品線採用,即使是電腦用的螢幕,除了100%採用VGA之外,約有60%有DVI輸入端子,但DisplayPort?目前支援DisplayPort訊號輸入的顯示裝置實在少之又少。目前在影音傳輸介面最為「吃了秤砣鐵了心」的廠商,唯有蘋果。


蘋果電腦打從一開始就不吃HDMI的授權機制,建置了完整的DisplayPort解決方案。消費者如果想使用HDMI介面?抱歉!請花30美元自行購買轉接頭!蘋果此舉可稱是大膽且果決,等同把問題題丟向消費者。而轉接頭中的零組件設計亦相當複雜。美商TranSwitch商務發展總監林銘賢表示,在蘋果的理想中,未來電腦主機向外連接只有一條線就是DisplayPort,而所有外接物件如滑鼠或鍵盤,都是連至螢幕而非主機,一統目前傳輸介面紛雜的狀態。


Pericom資深市場行銷經理Abdullah Raouf表示,數位影像產品營收在PC領域有等比級數成長,還有另外一個原因。那就是PC晶片組目前移除了直接輸出HDMI/DVI接口的能力。主要原因是HDMI/DVI的訊號最大電壓幅度達到3.6V,但是先進製程技術所生產的晶片組,I/O電壓不容易達到這個幅度。所以需要因應的電壓橋接產品,轉換由晶片組輸出的低電壓DisplayPort輸出訊號到HDMI/DVI所需要的3.0V電壓。


平板電腦也開始支持外部視訊連接,由於製程不斷縮小,類比介面無法完美的支援延展。智慧化整合是這段過渡時期,業界所最期盼的方案。IDT影像顯示部門行銷與業務開發總監Jason Lu表示,顯示器市場的本質是動態性的,無論是HDMI或是DisplayPort,都必須有充分的彈性去適應市場變化。所以產品的市場區隔相形更為重要,要支援能夠導入投影機、機上盒或轉接的Dongle系統;而非商品化的膠合(Glue)離散元件。


《圖二 Pericom資深市場行銷經理Abdullah Raouf》
《圖二 Pericom資深市場行銷經理Abdullah Raouf》

combo風潮難擋 行動裝置衝第一

研究機構In-Stat今年的研究數據顯示,未來2-4年,DisplayPort將取代PC和PC外設上的現有視訊互連標準(DVI和LVDS),並在2014年之前形成一個超過3億台的年出貨量市場。這代表的,不是DisplayPort可以和HDMI一決生死,而是代表HDMI無法全盤攻陷PC領域,兩者短兵相交,勢必要產生某種程度的合作。


胡硯嵐說,未來兩種技術仍然各有各的擅場,HDMI仍以客廳家電為主,PC領域則適用於DisplayPort。但不可忽視的是,如何透過轉接方式進行訊號切換,無論是由DisplayPort轉DVI、轉HDMI,都將成為更重要的課題。如前所述,目前的兩種作法,一種是直接整合在PC產品內部,另外一種則是把電壓橋接功能放在外部Dongle之上。


Transwitch目前手上有HDP技術,以雙模實體層(PHY),將HDMI1.4與DisplayPort1.1的晶粒整合於單一實體層內。簡化實體層構造所帶來的第一個好處就是降低製造成本,也因為節省了體積,可同步替終端裝置節省寸土寸金的內部空間。不過,這樣的概念目前仍是比較新式的作法,故Transwitch一改過往僅推出IP的作法,於今年「撩落去」開模作IC。此舉是否引發原先IP客戶的疑慮,林銘賢樂觀認為應無影響,他表示,在技術推廣的先期,客戶傾向先直接購買IC、評估市場接受度後才會投入更多資源於自行研發上。


而在行動裝置上,兩者都有各自對應的規格。Silicon Image目前正在力推MHL與Micro-USB接口的整合。Silicon Image修改了MHL架構,允許在micro-USB接口上進行多路轉換MHL訊號。而MyDP,也可以用同樣的概念讓標準低成本的Micro-USB接口輸出1080p的影像,至於MyDP與MHL是否可以相輔相成?Abdullah Raouf認為的確有,因為這樣一來就不需要在纜線上內建主動元件轉換一動裝置和顯示設備的訊號,但目前這項優勢無法顯現,因為現行顯示設備太少能夠支持DP規格。


不過林銘賢與胡硯嵐都認為,在平板電腦領域,MyDP不一定會落敗。因為平板電腦的規格主宰者不是PC大廠、也不是八大影業支持的HDMI,而是特立獨行的蘋果電腦。隨著iPad、iPhone成為全民商品捷報連連,蘋果對於DisplayPort的支援,勢必帶動更大的HDMI轉DP需求。


《圖三 NXP資深產品行銷經理胡硯嵐》
《圖三 NXP資深產品行銷經理胡硯嵐》

小心!兩軍可能終歸Thunderbolt

不過,值得注意的是Thunderbolt的後勢。Thunderbolt是Apple採用的新傳輸介面,自今年2月24日起,Thunderbolt就已出現在新款MacBook Pro筆電上。事實上,Thunderbolt之根源就是Intel的Light Peak。Thunderbolt 建立於兩項基礎技術上:PCI Express 和 DisplayPort。如果推行順利,未來將把純資料傳輸跟影音傳輸的端子整合,一統江湖。故業界盛傳,Thunderbolt幾乎可稱是USB4.0,將成為PC跨家電領域最強大並具彈性的I/O介面。


Intel創始了USB和PCI Express,而Apple 則創了FireWire,Thunderbolt控制器相容於PCI-E 2.0裝置,所以透過現行的轉接器,就可以轉DisplayPort、DVI、HDMI和VGA顯示器。又或者主機也可在不多加集線器的狀態下,抓到與Thunderbolt連接的Mini DisplayPort產品。舉例來說,Apple目前就是採取以原生方式支援Mini DisplayPort顯示器。


雖然Intel從來不點頭認了關於Thunderbolt就是USB4.0的謠言。但,如果可以用一條線、一顆晶片解決的事情,就不需要把線材等零組件設計弄得如此複雜。USB-IF的聲勢仍然相當浩大,而HDMI在客廳領域的勢力也很難消減,尤其大部分的人不願意因為移動儲存資料而犧牲視訊效能。在ICT產業盛行減法的年代,影音傳輸與資料傳輸介面大一統,也許不會在一、兩年內落實成真,但千萬,別忽視了潛在的趨勢。


《圖四》
《圖四》
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