Павел Иевлев

Текст

Лучшие игровые мониторы и видеокарты оснащены множеством функций, но один из аспектов, который часто упускается из виду, – это подключение DisplayPort и HDMI. В чем разница между ними и что лучше использовать для игр?

Если вы находитесь в процессе выбора нового монитора или видеокарты для ПК, то перед покупкой вам следует рассмотреть возможности обеих сторон соединения – видеовыхода вашей видеокарты и видеовхода вашего дисплея. Проще всего подключить кабель, прилагаемый к монитору, к компьютеру и на этом закончить, но существуют различия, которые часто могут означать потерю частоты обновления, качества цвета или того и другого, если вы не будете внимательны. Итак – DisplayPort или HDMI?

Основные типы подключения дисплея

Новейшими стандартами подключения дисплеев являются DisplayPort и HDMI (High-Definition Multimedia Interface). DisplayPort впервые появился в 2006 году, а HDMI – в 2002 году. Оба стандарта являются цифровыми, что означает, что все данные о пикселях на экране представлены в виде 0 и 1, поскольку они передаются по кабелю, а преобразование этой цифровой информации в изображение на экране зависит от монитора.

В более ранних цифровых мониторах использовались разъемы DVI (Digital Visual Interface), а в совсем старых – аналоговые VGA (Video Graphics Array), наряду с компонентными RGB, S-Video, композитным видео, EGA и CGA. Не стоит использовать VGA или любой из этих разъемов сейчас. Они устарели, а это значит, что любой новый графический процессор, скорее всего, не будет поддерживать этот порт, а даже если и будет, вы будете использовать аналоговый сигнал, который подвержен помехам.

DVI – это минимум, который необходимо использовать в наши дни, но даже он имеет свои ограничения. Он имеет много общего с ранним HDMI, только без поддержки аудио. Он отлично подходит для игр в разрешении 1080p или 1440p, если у вас есть двухканальное соединение. Dual-link DVI-D – это, по сути, удвоение пропускной способности одноканального DVI-D за счет дополнительных контактов и проводов, и большинство современных графических процессоров с портом DVI поддерживают dual-link. Но действительно современные видеокарты, такие как серия Ada Lovelace RTX 40 от Nvidia и серия RDNA 3 RX 7000 от AMD, в настоящее время практически никогда не имеют разъемов DVI.

Есть еще Thunderbolt 2/3, но это, по сути, просто DisplayPort через порт Thunderbolt. Thunderbolt 2 поддерживает DisplayPort 1.2, а Thunderbolt 3 – видео DisplayPort 1.4. Также возможно передавать HDMI 2.0 через Thunderbolt 3 при наличии соответствующего оборудования.

Для более новых дисплеев лучше использовать DisplayPort или HDMI. Но есть ли явный победитель между этими двумя вариантами? Давайте разберемся.

DisplayPort против HDMI: технические характеристики и разрешения

Не все соединения DisplayPort и HDMI одинаково полезны. Стандарты DisplayPort и HDMI имеют обратную совместимость, то есть вы можете подключить HDTV середины прошлого века, и он будет работать с новой видеокартой серии RTX 20 или RX 5000. Тем не менее, соединение между вашим дисплеем и видеокартой будет использовать наилучший вариант, поддерживаемый как передающей, так и принимающей сторонами соединения. Это может означать, что лучший игровой монитор 4K с частотой 144 Гц и HDR может работать в режиме 2K и 60 Гц на старой видеокарте!

Все цифровые соединения – DisplayPort, HDMI и даже DVI-D – в конечном итоге сводятся к требуемой пропускной способности. Каждый пиксель на вашем дисплее имеет три компонента: красный, зеленый и синий (RGB) – в качестве альтернативы можно использовать luma, разность цветности синего и разность цветности красного (YCbCr/YPbPr). Что бы ни отображал ваш GPU (обычно 16-битный RGBA с плавающей точкой, где A – информация об альфа/прозрачности), эти данные преобразуются в сигнал для вашего дисплея.

Исторически стандартом было 24 бита цвета, или по 8 бит для красного, зеленого и синего цветов. HDR и дисплеи с высокой глубиной цвета позволили снизить этот показатель до 10 бит, а также до 12 и 16 бит, хотя последние два варианта используются в основном в профессиональной сфере. В целом, сигналы дисплея используют либо 24 бита на пиксель (bpp), либо 30 bpp, причем лучшие HDR-мониторы предпочитают 30 bpp. Умножив глубину цвета на количество пикселей и частоту обновления дисплея, вы получите минимально необходимую пропускную способность. Мы говорим «минимальная», потому что существует ряд других факторов.

Тайминги дисплея – это относительно сложные расчеты. Руководящий орган VESA устанавливает стандарты, и есть даже удобная таблица, которая выдает фактические тайминги для заданного разрешения. Например, монитор с разрешением 1920x1080 и частотой обновления 60 Гц использует 2000 пикселей на горизонтальную линию и 1111 линий после добавления всех временных параметров. Это связано с тем, что необходимо учитывать интервалы бланкирования дисплея. (Эти интервалы гашения частично остались со времен аналоговых ЭЛТ-экранов, но стандарты все еще включают их для цифровых дисплеев).

Однако все вышесказанное относится к несжатым сигналам. В DisplayPort 1.4 добавлена опция Display Stream Compression 1.2a (DSC), которая также является частью HDMI 2.1. В двух словах, DSC помогает преодолеть ограничения пропускной способности, которые становятся все более проблематичными по мере увеличения разрешения и частоты обновления. Например, базовое разрешение 24 bpp при 8K и 60 Гц требует пропускной способности 49,65 Гбит/с, а для цвета HDR 10 bpp – 62,06 Гбит/с. Разрешение 8K 120 Гц 10 bpp HDR, которое мы, вероятно, будем чаще видеть в будущем, требует 127,75 Гбит/с.

DSC позволяет достичь степени сжатия до 3:1 за счет преобразования в YCgCo и использования кодирования Delta PCM. Это обеспечивает результат «без визуальных потерь» (а иногда и действительно без потерь, в зависимости от того, на что вы смотрите). С DSC даже HDR 8K 120 Гц внезапно становится жизнеспособным, причем для этого требуется полоса пропускания «всего» 42,58 Гбит/с.

Однако с DSC есть одна проблема: довольно слабая поддержка. Большинство новейших графических процессоров прекрасно справляются с подключением через DisplayPort, но карты предыдущего поколения или двухлетней давности могут даже не позволить вам использовать частоту 240 Гц. Короче говоря, качество кабеля и аппаратная реализация DSC по-прежнему играют важную роль.

И HDMI, и DisplayPort могут также передавать звук, для которого также требуется пропускная способность, хотя по сравнению с видео она ничтожно мала. DisplayPort и HDMI в настоящее время используют максимум 36,86 Мбит/с для аудио, или 0,037 Гбит/с, если считать в тех же единицах, что и видео. Более ранние версии каждого стандарта могут использовать еще меньше данных для аудио. Важно отметить, что HDMI поддерживает сквозное аудио, а DisplayPort – нет. Если вы планируете подключить графический процессор к усилителю, HDMI будет лучшим решением.

DisplayPort: выбор для ПК

В настоящее время DisplayPort 1.4 является самой мощной и доступной версией стандарта DisplayPort. Спецификация DisplayPort 2.0 была выпущена в июне 2019 года, и графические процессоры Arc Alchemist от Intel и RDNA 3 от AMD поддерживают этот стандарт (который с тех пор был перенесен на DisplayPort 2.1). Nvidia, в свою очередь, решила придерживаться DisplayPort 1.4a в своих Ada Lovelace.

В настоящее время существуют карты с поддержкой DisplayPort 2.1, но они все еще находятся на разных уровнях. Графические процессоры Arc от Intel поддерживают 10 Гбит/с на линию, что обеспечивает максимальную скорость соединения 40 Гбит/с (без учета кодирования 128b/132b). AMD выбрала более быструю скорость 13,5 Гбит/с на полосу (всего 54 Гбит/с), но ни одна из компаний не поддерживает потенциальный вариант 20 Гбит/с на полосу. Но, возможно, более важной проблемой сейчас является не поддержка GPU.

Дисплеев с поддержкой DisplayPort 2.1 по-прежнему не так много. Последние и самые лучшие модели AMD поддерживают DisplayPort 2.1, но очень мало людей купили эти карты. Решение Nvidia придерживаться DisplayPort 1.4a, несомненно, также сыграет свою роль, поскольку на него по-прежнему приходится 75% или более продаж всех GPU. DisplayPort 1.4 даже не имеет такой пропускной способности, как HDMI 2.1, но его достаточно для передачи данных до 4K 240 Гц и 8K 60 Гц с DSC, а поддержка HDMI 2.1 есть для тех, кому нужно до 48 Гбит/с.

Одним из преимуществ DisplayPort является то, что переменная частота обновления (VRR) является стандартом со времен DisplayPort 1.2a. Большой плюс – прочный разъем DisplayPort (не mini-DisplayPort), который имеет крючки, защелкивающиеся для надежной фиксации кабелей. Почти так же надежно, как винтики на старых разъемах. (Это мелочь, если вы ни разу не выдергивали случайно кабели). DisplayPort также позволяет подключать несколько дисплеев к одному порту с помощью многопотокового транспорта (MST), а его сигнал можно передавать через разъем USB Type-C, который также поддерживает MST.

Поскольку стандарт развивался на протяжении многих лет, не все кабели DisplayPort будут правильно работать на максимальных скоростях. Первоначальная спецификация Display 1.0-1.1a допускала использование кабелей RBR (пониженная скорость передачи данных) и HBR (высокая скорость передачи данных), способных передавать 5,18 Гбит/с и 8,64 Гбит/с соответственно. В версии DisplayPort 1.2 появился HBR2, который удвоил максимальную скорость передачи данных до 17,28 Гбит/с и совместим со стандартными кабелями HBR DisplayPort. HBR3 в DisplayPort 1.3-1.4a увеличил скорость до 25,92 Гбит/с и добавил требование к сертифицированным кабелям DisplayPort DP8K.

Наконец, DisplayPort 2.1 добавляет три новых режима передачи данных: UHBR 10 (Ultra High Bit Rate), UHBR 13.5 и UHBR 20. Число относится к пропускной способности каждой полосы, а DisplayPort использует четыре полосы, поэтому UHBR 10 обеспечивает скорость до 40 Гбит/с, UHBR 13.5 – 54 Гбит/с, а UHBR 20 достигает максимума в 80 Гбит/с. Все три стандарта UHBR, к счастью, совместимы с одними и теми же сертифицированными DP8K кабелями и используют кодирование 128b/132b, обеспечивая скорость передачи данных 38,69 Гбит/с, 52,22 Гбит/с и 77,37 Гбит/с соответственно.

Официально максимальная длина кабеля DisplayPort составляет до 3 м, что является одним из потенциальных недостатков, особенно для потребительской электроники.

При максимальной скорости передачи данных 25,92 Гбит/с DisplayPort 1.4 может обрабатывать разрешение 4K при 24-битном цвете на частоте 98 Гц, а при снижении до 4:2:2 YCbCr – до 144 Гц с HDR. В качестве альтернативы DSC позволяет работать с разрешением до 4K и 240 Гц, даже с HDR. Имейте в виду, что мониторы 4K HDR с частотой 144 Гц и выше имеют высокую цену, поэтому геймеры, скорее всего, будут смотреть на что-то вроде 144 Гц при 1440p. Для этого требуется всего 14,08 Гбит/с для 24-битного цвета или 17,60 Гбит/с для 30-битного HDR, с чем DP 1.4 легко справится.

Если вы задаетесь вопросом о контенте 8K в будущем, то реальность такова, что хотя в настоящее время он возможен через DSC и DisplayPort 1.4a, дисплеи и аппаратное обеспечение ПК, необходимое для работы с ними, обычно недоступны для потребительских бюджетов. GeForce RTX 4090 как-то преодолевает это ограничение, но плотность пикселей 8K часто превышает скромное человеческое зрение. К тому времени, когда разрешение 8K станет жизнеспособным как с точки зрения цены, так и с точки зрения производительности GPU, необходимой для его нормальной работы, мы, вероятно, переживем еще одно или три поколения аппаратных средств GPU.

HDMI: выбор для бытовой электроники

Обновления HDMI поддерживают актуальность стандарта уже более 18 лет. Самые ранние версии HDMI уже устарели, но более поздние увеличили пропускную способность и расширили возможности.

HDMI 2.0b и более ранние версии в некотором смысле «уступают» DisplayPort 1.4, но если вы не пытаетесь работать с очень высоким разрешением или частотой обновления, вы, скорее всего, не заметите разницы. Полный 24-битный цвет RGB при 4K 60 Гц стал доступен после выхода HDMI 2.0 в 2013 году, а более высокие разрешения и/или частоты обновления возможны при использовании вывода YCbCr 4:2:0 – хотя обычно его не стоит использовать с текстом на ПК, так как в этом случае края могут выглядеть нечеткими.

Для пользователей AMD FreeSync, HDMI также поддерживает VRR с версии 2.0b через расширение AMD, но VRR стал частью официального стандарта с HDMI 2.1. И AMD, и Nvidia поддерживают HDMI 2.1 с VRR, начиная с Turing и RDNA 2. Nvidia также решила назвать свое решение HDMI 2.1 VRR «G-Sync Compatible», и вы можете найти список всех официально протестированных и поддерживаемых дисплеев на сайте Nvidia.

Большим преимуществом HDMI является его повсеместное распространение. Миллионы устройств поставлялись с HDMI в 2004 году, когда стандарт только зарождался, а теперь он повсюду. Сегодня устройства бытовой электроники, такие как телевизоры, часто включают поддержку трех и более портов HDMI. Телевизоры и бытовая электроника поставляются с устройствами HDMI 2.1 уже некоторое время, еще до появления поддержки в ПК.

Требования к кабелям HDMI менялись с течением времени, как и к DisplayPort. Одним из главных преимуществ является то, что высококачественные кабели HDMI могут быть длиной до 15 м – в пять раз длиннее, чем DisplayPort. Это может быть не так важно для дисплея, стоящего на вашем столе, но может быть важно для домашнего кинотеатра. Первоначально HDMI имел две категории кабелей: Категория 1 или «стандартные» кабели HDMI, предназначенные для низких разрешений и/или коротких расстояний, и Категория 2 или «высокоскоростные» кабели HDMI, способные передавать изображение в форматах 1080p при 60 Гц и 4K при 30 Гц на длину до 15 м.

Совсем недавно в версии HDMI 2.0 появились кабели «Premium High Speed», сертифицированные на скорость 18 Гбит/с, а в версии HDMI 2.1 появился четвертый класс кабелей – «Ultra High Speed» HDMI, который может работать со скоростью до 48 Гбит/с. HDMI также позволяет передавать сигналы Ethernet по кабелю HDMI, хотя это редко используется в мире ПК.

HDMI 2.1 позволяет передавать сигналы со скоростью до 48 Гбит/с, а также поддерживает DSC. Теоретически это означает, что разрешение и частота обновления до 4K при 480 Гц или 8K при 120 Гц поддерживаются через одно соединение и кабель. Пока не известно о каких-либо дисплеях 4K 480 Гц, хотя прототипы телевизоров 8K 120 Гц были показаны на выставке CES.

DisplayPort против HDMI: итог для геймеров

Мы рассмотрели технические подробности DisplayPort и HDMI, но какой из них лучше для игр? Отчасти это зависит от того, какое оборудование вы уже имеете или планируете приобрести. Оба стандарта способны обеспечить хороший игровой опыт, но если вы хотите получить лучшее из возможного, то на данный момент DisplayPort 1.4 в целом лучше HDMI 2.0, HDMI 2.1 технически выигрывает у DP 1.4, а DisplayPort 2.1 превосходит HDMI 2.1. Проблема в том, что для нормальной работы вам потребуется, чтобы и ваша видеокарта, и ваш дисплей поддерживали нужный вам стандарт.

Для геймеров Nvidia лучшим вариантом на данный момент является подключение DisplayPort 1.4 к дисплею, сертифицированному G-Sync (совместимому или официальному). В качестве альтернативы также подойдет HDMI 2.1 с более новым дисплеем. Карты RTX 30-й и 40-й серий поддерживают одни и те же стандарты подключения (с большим или меньшим успехом). Большинство видеокарт поставляются с тремя портами DisplayPort и одним выходом HDMI, хотя можно найти и модели с двумя HDMI и двумя (или тремя) портами DisplayPort – одновременно поддерживаются только четыре активных выхода.

Что делать, если у вас уже есть монитор, который не работает с более высокой частотой обновления, не поддерживает G-Sync или FreeSync и имеет входы HDMI и DisplayPort? Если предположить, что ваша видеокарта также поддерживает оба входа (а она, скорее всего, поддерживает, если была выпущена в последние пять лет), то во многих случаях выбор подключения не имеет значения.

2560x1440 при фиксированной частоте обновления 144 Гц и 24-битном цвете отлично работает через DisplayPort 1.2 или выше, а также HDMI 2.0 или выше. Все, что ниже этого, будет отлично работать при любом подключении. Единственная оговорка заключается в том, что иногда при подключении HDMI на мониторе по умолчанию будет установлен ограниченный диапазон RGB, но это можно исправить в настройках дисплея AMD или Nvidia. (Это происходит потому, что старые телевизионные стандарты использовали ограниченный цветовой диапазон, и некоторые современные дисплеи все еще думают, что это хорошая идея. Но это не так.

Есть и другие варианты использования, которые могут подтолкнуть вас к DisplayPort, например, использование MST для последовательного подключения нескольких дисплеев к одному порту. Это не очень распространенный сценарий, но DisplayPort делает его возможным. С другой стороны, домашний кинотеатр по-прежнему предпочитает HDMI, а вспомогательный канал может улучшить совместимость с универсальным пультом дистанционного управления. Если вы подключаете ПК к телевизору, вам обычно нужен HDMI, поскольку телевизоров с входом DisplayPort не так много.

Вы можете работать с 4K при 60 Гц в обоих стандартах без DSC, поэтому только при 8K или 4K с частотой обновления выше 60 Гц вы действительно столкнетесь с ограничениями новейших графических процессоров.

В конечном итоге, несмотря на определенные технические преимущества DisplayPort и некоторые особенности HDMI, которые могут сделать его лучшим выбором для использования в потребительской электронике, эти два стандарта во многих областях пересекаются. Группа стандартов VESA, отвечающая за DisplayPort, ориентируется на растущее внедрение в ПК, в то время как HDMI определяется консорциумом потребительской электроники и в первую очередь имеет в виду телевизоры. Но в конечном итоге DisplayPort и HDMI имеют схожие возможности.