【走進(jìn)科學(xué)】HDMI2.1水太深,看懂此文不踩坑
PART-01
市場背景
HDMI接口,全名High Definition Multimedia Interface,被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品和家電產(chǎn)品中。作為HDMI的最新規(guī)范,HDMI2.1提供前所未有的龐大傳輸帶寬,因此成為了目前市面上眾多4K及8K顯示設(shè)備的標(biāo)配。

問題描述
近期,我們發(fā)布了32英寸mini-LED顯示器P32A6V,搭載了HDMI2.1 FRL 48Gbps滿血版接口,支持最高4K 144Hz 10bit 444及VRR。但你知道嗎——并不是所有配備HDMI2.1接口的顯示器都擁有如此高規(guī)格的畫面顯示能力。本篇文章,真相組帶你了解關(guān)于HDMI2.1的詳細(xì)內(nèi)容,幫助大家選購相關(guān)產(chǎn)品時(shí)避坑。

分析過程
根據(jù)官方定義,HDMI 2.1最大支持48Gbps帶寬,以及加入了VRR等新特性。VRR可變刷新率可以看成是增強(qiáng)版的垂直同步技術(shù),目的是防止高幀率下的畫面撕裂。目前Xbox Series X、PS5和RTX30系列顯卡均已支持VRR功能。VRR需要信號(hào)輸出端和顯示設(shè)備端同時(shí)支持才能正常工作。

HDMI 2.1相比2.0,采用FRL模式在4條數(shù)據(jù)通道中傳輸高速數(shù)據(jù),而每條通道帶寬可以是6、8、10和12Gbps,所以HDMI 2.1的傳輸速率有24、32、40和48Gbps四種,而究竟是哪種由什么來決定呢?我們不妨來看看信號(hào)的傳輸過程。
HDMI信號(hào)傳輸時(shí),連接信號(hào)輸出設(shè)備與顯示設(shè)備的橋梁便是HDMI線。在官方定義中,HDMI線只分為高速線和超高速線兩種,我們一般在HDMI2.0及以下版本的接口連接時(shí)使用高速線,在HDMI2.1接口連接時(shí)使用超高速線。超高速線與高速線的區(qū)別在于線徑粗細(xì)、做工用料等差異,既沒有芯片也沒有協(xié)議,因此并不能決定HDMI2.1的傳輸速率上限。

再來談?wù)勑盘?hào)輸出端(信源端)。圖像信號(hào)通過游戲主機(jī)GPU處理完后,首先通過HDMI芯片編碼,然后再將高頻率電信號(hào)以固定的速率,通過HDMI線傳輸至顯示設(shè)備端。以玩家們熟知的PS5和XSX游戲機(jī)為例,PS5用的是松下半導(dǎo)體的MN8639芯片,支持FRL模式下每通道8Gbps帶寬,4個(gè)通道共計(jì)32Gbps帶寬,而XSX用的是NB7NQ621M,最大支持40Gbps帶寬和DSC影像壓縮技術(shù)。

最后是顯示設(shè)備端。當(dāng)圖像信號(hào)通過HDMI接口傳輸進(jìn)來后,顯示設(shè)備主控芯片的HDMI控制器經(jīng)過解碼后,再交給GPU或者其他圖像芯片處理。由于不同顯示設(shè)備的主控芯片支持的帶寬不同,顯示設(shè)備能夠最終輸出的畫面規(guī)格也會(huì)有所差異。而開頭提到的泰坦軍團(tuán)P32A6V的主控芯片便支持HDMI2.1中最高的48Gbps。

真相組總結(jié)
根據(jù)上述內(nèi)容,真相組做出如下總結(jié):
1. 在HDMI線材不成為傳輸速度制約的前提下,HDMI 2.1的所有特性:包括帶寬以及VRR等功能,由信源端以及信號(hào)輸出端的HDMI控制芯片共同決定,二者取其低;
2. HDMI 2.1帶寬分24、32、40和48Gbps四種,有些顯示器的HDMI 2.1控制器甚至只支持單通道FRL 6Gbps、總帶寬24Gbps,開啟4K 120Hz 444 10bit只能通過DSC實(shí)現(xiàn)。如果連接不支持DSC的PS5,甚至只能開啟4K 120Hz 420。
最后提醒大家,在購買HDMI2.1相關(guān)產(chǎn)品時(shí),需要擦亮眼睛,結(jié)合自己的實(shí)際需求,選擇合適自己的產(chǎn)品。