DisplayPort

**DisplayPort**（簡稱 DP）是一個由 PC 及晶片製造商聯盟開發，影片電子標準協會（VESA）標準化的數位式視訊介面標準。該介面免認證、免授權金，主要用於視訊源與顯示器等裝置的連接，並也支援音訊、USB 和其他形式的資料。

此介面的設計是為了取代傳統的 VGA、DVI 和 FPD-Link（LVDS）介面。透過主動或被動轉接器，該介面可與傳統介面（如 HDMI 和 DVI）向下相容。

## 概觀

DisplayPort 是第一個依賴封包化資料傳輸技術的顯示連接埠，這種封包化傳輸技術可以在乙太網路、USB 和 PCI Express 等技術中找到。它既可以用於內部顯示連接，也可以用於外部的顯示連接。與過去的標準需要在每個輸出端的差分對裡面固定傳輸定時器訊號不同的是，DisplayPort 協定是基於小的資料包被稱為微報文，這種微報文可以將定時器訊號嵌入在資料流中。其優點是較少的引腳數，就可以實現更高的解析度。資料包的應用也允許使用 DisplayPort 可擴充，這就意味著隨著時間的推移，物理連接埠本身不需要顯著的變化就可以增加額外的功能了。

DisplayPort 可用於同時傳輸音訊和視訊，這兩項中每一項都可以在沒有另外一項的基礎上單獨傳輸。視訊訊號路徑中每個顏色通道可以有 6 到 16 位元，音訊路徑可以有多達 8 通道 24 位元 192 kHz 的非壓縮的 PCM 音訊，或可以在音訊流中封裝壓縮的音訊格式。一個雙向的、半雙工的輔助通道攜帶了主鏈結用的裝置管理和裝置控制資料，如 VESA EDID、MCCS 和 DPMS 標準。此外，該連接埠是能夠運送雙向 USB 訊號。

DisplayPort 訊號不相容 DVI 或 HDMI。然而，雙模式 DisplayPorts 被設計用來通過該連接埠傳輸單鏈結 DVI 或 HDMI 1.2/1.4 的協定，需要通過使用一個外部無源連接器來實現，選擇所需的訊號，並將電氣訊號從 LVDS 轉換為 TMDS。帶有被動連接器的雙模 DisplayPorts 不支援 VGA 和雙鏈結 DVI。這些連接埠需要有源連接器來轉換所需要輸出的協定和訊號。VGA 連接器可以使用 DisplayPort 連接器來供電，而雙鏈結 DVI 連接器可能依賴於外部電源（參考 HDMI、DVI 和 VGA 相容性）。

DisplayPort 連接器在主鏈路可以有 1、2、或 4 路差分資料對（巷道），每巷道可以在自訂時器執行於 162、270、或 540MHz 的基礎上其原始位元率為 1.62、2.7 或者 5.4 Gbit/s。資料為 8b/10b 編碼，即每 8 位元的訊息被編入 10 位元符號中。因此，解碼後每通道的有效資料傳輸速率是 1.296、2.16、4.32 Gbit/s（或者說是總量的 80％）。

## 版本

### 1.0

2006 年 5 月發布。頻寬 10.8Gbps。DisplayPort 1.0 的最大傳輸速度是 8.64Gbit/s，長度是 2 米。已經廢棄。

### 1.1a

2008 年 1 月發布。DisplayPort 1.1 允許使用其他傳輸媒介（例如光纖），令傳輸距離增加，但沒有標準化其他傳輸媒介。同時加入 HDCP 到 DisplayPort Content Protection (DPCP). 目前極少使用。

### 1.2

於 2009 年 12 月 22 日發布。它最大的改變是傳輸速度增加兩倍到 21.6Gbit/s（High Bit Rate 2（HBR2）mode），支援 4K（4096X2160）60Hz，因此支授更高的解析度、影格速率及色深。蘋果公司設計的 Mini DisplayPort 亦相容此標準。支援 3D、支援多流（multi-streaming）。目前此版本是主流。

### 1.2a

2012 年 5 月 12 日，影片電子標準協會宣布，DisplayPort 1.2a 增加可由視訊輸出端動態控制螢幕更新率的技術「適應性同步」（Adaptive-Sync），讓螢幕完全配合視訊輸出端的指示來更新畫面。

### 1.3

2014 年 9 月 15 日，影片電子標準協會發布 DisplayPort 1.3，頻寬速度最高 32.4 Gbps（HBR3），編碼後有效頻寬為 25.92 Gbps，可支援 4K（3840X2160）120hz、5K（5120X2880）60hz、8K（7680X4320）30hz。

### 1.4

2016 年 2 月份最終版的 DP 1.4 連接埠規範，新標準基於 2014 年 9 月的 DP 1.3 規範，頻寬不變但加入了顯示壓縮串流 (Display Stream Compression) 技術、前向錯誤更正 (Forward Error Correction)、高動態範圍資料封包（HDR meta transport），聲道也提升到 32 聲道 1536 KHz 取樣頻率，一般情況下，DP1.4 可提供 4K 120Hz 8bit 輸出，若搭配 DSC 技術，可提供 4K 144Hz 10bit 輸出。

### 2.0

#### 三倍數據帶寬效能

之前版本的 DisplayPort v1.4a 提供了 32.4 Gbps 的最大鏈路帶寬，四個通道中的每一個都以 8.1 Gbps /lane 的鏈路速率運行。使用 8b / 10b 信道編碼，相當於 25.92 Gbps 的最大有效載荷。DP 2.0 將最大鏈路速率提高到 20 Gbps /lane，並具有更高效的 128b / 132b 信道編碼，最大有效載荷為 77.37 Gbps - 與 DP 1.4a 相比，增加了三倍。這意味著 DP 2.0 是第一個以 60 Hz 重新整理頻率支援 8K 解析度（7680 x 4320）的標準，全彩色 4：4：4 解析度，包括每像素 30 位（bpp），支援 HDR-10。

#### 最大化 USB-C 連接器的增益

DP 2.0 實現的效能提升是通過本機 DP 連接器和通過 DP Alt 模式的 USB-C 連接器實現的。USB-C 允許單個連接器用於 USB 數據、影片數據和電源。如果需要同時支援 SuperSpeed USB 數據和影片，DP 2.0 支援的顯著提高的數據速率使使用者能夠在超高解析度影片的同時獲得電源和 SuperSpeed USB 數據。

#### DP 2.0 組態範例

隨著 DP 2.0 的帶寬增加，VESA 提供了高度的多功能性和組態，可實現更高的顯示解析度和重新整理頻率。除了具有 HDR 支援的上述具有 60 Hz 的 8K 解析度外，本機 DP 連接器上的 DP 2.0 或作為 DisplayPort Alt Mode 的 USB-C 可實現各種高效能組態：

#### 單顯示解析度

一個 16K（15360×8640）顯示器 @ 60Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（帶 DSC）
一個 10K（10240×4320）顯示器 @ 60Hz 和 24 bpp 4：4：4（無壓縮）

#### 雙顯示解析度

兩個 8K（7680×4320）顯示器 @ 120Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（帶 DSC）
兩個 4K（3840×2160）顯示 @ 144Hz 和 24 bpp 4：4：4（無壓縮）

#### 三重顯示解析度

三個 10K（10240×4320）顯示器 @ 60Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（帶 DSC）
三個 4K（3840×2160）顯示 @ 90Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（無壓縮）

當通過 DP Alt 模式在 USB-C 連接器上僅使用兩個通道以同時使用 SuperSpeed USB 數據和影片時，DP 2.0 可以啟用以下組態：
三個 4K（3840×2160）顯示 @ 144Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（帶 DSC）；
兩個 4Kx4K（4096×4096）顯示器（用於 AR / VR 耳機）@ 120Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（帶 DSC）；
三個 QHD（2560×1440）@ 120Hz 和 24 bpp 4：4：4（無壓縮）；
一個 8K（7680×4320）顯示器 @ 30Hz 和 30 bpp 4：4：4 HDR（無壓縮）。

「作為一個由電子產品價值鏈上的 280 多家成員公司組成的開放標準機構，VESA 有一個獨特的優勢，可以預測顯示器市場幾年的需求，並在需求之前為我們的標準增加新功能，」Alan Kobayashi 說。 VESA 董事會主席和 VESA DisplayPort 任務組主席。「DP 2.0 代表了我們在 DisplayPort 歷史上最重要的里程碑之一，也是這項無處不在的標準多年努力和重大改進的結晶。與之前版本的 DisplayPort 相比，它為影片技術中的主要拐點鋪平了道路，如 UHD，4K，5K，USB-C 和 HDR 影片，DP 2.0 將有助於將行業提升到新的水平 - 實現更高的影格價格和解析度高達 8K 以上，

#### 提高電源效率

DP 2.0 還支援 VESA 的新面板重放功能，該功能旨在優化具有更高解析度顯示器的小型終端裝置（如一體式 PC 和筆記型電腦）的功率範圍和散熱效能。與嵌入式 DisplayPort（eDP）中的 Panel Self Refresh 功能類似，Panel Replay 包含部分更新功能，使系統影片處理器或 GPU 僅更新自影片影格更新後已更改的顯示部分，從而節省系統功耗。優點包括能夠在使用裝置的同時更快地為裝置充電。

## 配套標準

### Mini DisplayPort

Mini DisplayPort 是一個微型版本的 DisplayPort。為蘋果公司與其產品特有，2008 年 10 月 14 日自行發表，並於 2011 年獲 Thunderbolt 協定採用為介面。現在應用於 MacBook（取代先前的 Mini-DVI）、MacBook Air（取代先前的 Micro-DVI）與 MacBook Pro（取代先前的 DVI）筆記型電腦中。亦應用於 27 吋的 LED Cinema Display。

### PDMI

PDMI（全稱 Portable Digital Media Interface，中文名為可攜式數位媒體介面）是一種可攜式媒體播放器的互連標準。2010 年 2 月 CEA（美國消費電子協會）開發了此標準，名稱為可攜式媒體播放器通用互聯標準（Common Interconnection for Portable Media Players），標準號為 ANSI/CEA-2017-A。在微軟 David McLauchlan 的帶領下，全球有超過五十家消費類電子公司支援和投入到此標準的開發。它被設計用於替代只有蘋果公司使用的 iPod 介面。

### SlimPort

SlimPort 是一項由矽谷數模基於 DisplayPort 技術開發的，支援在行動裝置和外部所顯示器之間建立簡單連接的技術。

#### 功能特色

* 使用 USB/MicroUSB 介面。SlimPort 技術不需要裝置必須組態 MHL 介面，僅通過現有的 USB 介面便可實現隨插即用的使用過程，大大拓展了顯示裝置的選擇範圍。
* 實現行動裝置高畫質化 / 3D 化。SlimPort 技術不僅可以讓手機、平板電腦等裝置中的資料轉移到超高畫質的顯示裝置上，最高支援帶 7.1 聲道音訊的 1080p3D 影片。
* 同時連接多種顯示裝置。由於 SlimPort 技術僅需要 USB 介面便可實現訊號的轉換和傳輸。因此它可以實現一個行動裝置同時連接多個顯示器，在每個顯示器上執行不同的效果應用程式。
* 延長行動裝置的電池壽命。在連接的過程中，SlimPort 技術不會消耗電池電力，降低行動裝置的功效，反而能夠保持電池壽命，延長行動裝置的效能，對行動裝置進行有效的保護。
* 完全相容現有 HDMI1.4a 標準和舊的 HDMI 標準。
* 支援好萊塢標準內容保護。完全相容好萊塢標準內容保護 (HDCP)，以保護著作權內容不會受到未經授權的截取。
* 無版稅費用。

## 與 HDMI 的關係

原本 DisplayPort 出來時，憑藉著免授權費、革新的技術與拓展性，一度有取代 HDMI 的說法，不過因為廠商供應鏈生態圈不重疊以及市場上高畫質資源尚未普及等因素，以及隨後 HDMI 1.4 至 2.0 和 2.1 等陸續推出更新的追趕，加之 HDMI 接頭部件生產量大、價格更低稀釋了專利成本，兩者實際上在各自電視電腦顯示器的領域維持並行的狀態，而且未來都需要直接面對 USB-C 與無線傳輸的兢爭，而對於消費者而言，不同介面對僅一般程度影音需求均夠用，體驗的影響不大，應根據產品周邊決定即可。

## 支援廠商

AMD、蘋果、戴爾、英特爾、聯想和惠普等企業曾表態支援 DisplayPort。

## 優點

1. 基於小型封包的協定
  * 允許簡易的擴充 DisplayPort 標準
  * 允許在單獨實體連線上有多重視訊流（在未來版本）
2. 設計於支援內部晶片之間的聯繫
  * 允許直接操作顯示器功能選項，能夠將顯示器的控制迴路去除以生產更便宜與更輕薄的顯示器。
  * 目標是要以統一的連結介面取代筆記型電腦面板內部的 LVDS 連接，直接驅動顯示面板。
3. 允許向後相容於單路 DVI/HDMI；雙路的 DVI/HDMI 與類比 VGA 接頭需要轉換接頭。
4. 支援 RGB 與 YCbCr 色彩空間（ITU-R BT.601 與 BT.709 的格式）。
5. 輔助通道能夠使用於觸控式面板資料、USB 連結、相機、麥克風等裝置。
6. 較少的通道與內嵌的時脈降低射頻干擾〈RFI〉。
7. 支援 USB Type-C。
8. 支援 144Hz 重新整理頻率

## 技術規格

* DP1.4 最高達 32.4Gbps 的頻寬，可支援 8K 60Hz 、4K 120Hz HDR 高解析。
* 8bit/10bit 資料傳輸
* 開放且可擴展的標準能夠加速普及。
* 支援 6、8、10、12 與 16 位元色深。
* 纜線的完整頻寬保證長度為 3 公尺。
* 1080p 的有效傳輸頻寬保證長度為 5 公尺。
* 支援 128-bit AES 的 DisplayPort 內容保護（DPCP），版本 1.1 更支援 40-bit HDCP。
* 同時支援內部與外部連結，能夠使電腦製造商因此降低花費。

### 多螢幕輸出

DisplayPort 1.2 支援 MST（Multi-Stream Transport），單個 DP 可連接到多個顯示器。要使用這項功能，顯示器需要支援 DP 1.2 菊花鏈（Daisy-chaining），或使用 MST Hub 把 DP 一個拆成三個。

## 參見

* Mini DisplayPort
* HDMI
* Thunderbolt

## 參考資料

## 外部連結

* DisplayPort（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 技術規格下載：vesa.org（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（需免費註冊（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館））
* DisplayPort: A Look Inside. Bit-Tech. 2007-10-22 [2007-10-22]. （原始內容存檔於 2008-01-10）.
* Samsung's 30-inch LCD with world's first DisplayPort -- game-on HDMI. Engadget. 2007-07-25 [2007-07-25]. （原始內容存檔於 2007-10-19）.
* DisplayPort 1.1 Approved by VESA as Industry Standard. DailyTech. 2007-04-03 [2007-04-04]. （原始內容存檔於 2007-04-06）.
* Alan Kobayashi, Genesis Microchip Inc. Display Port v1.0 and Beyond (PDF). IEEE SCV CE. 2006-04-18 [2007-04-23]. （原始內容 (PDF) 存檔於 2012-07-31）.
* AMD to Introduce DisplayPort Support in 2007. DailyTech. 2006-12-15 [2006-12-15]. （原始內容存檔於 2007-03-01）.
* Rival display interfaces face off. EETimes. 2006-05-22 [2006-06-04]. （原始內容存檔於 2019-09-24）.
* DisplayPort Receives More Major Industry Support. DailyTech. 2006-05-21 [2006-12-15]. （原始內容存檔於 2006-12-07）.
* DisplayPort's back—with Dell, HP, and Lenovo. Engadget. 2006-05-04 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2006-07-04）.
* New DisplayPort (TM) Interface Standard for PCs, Monitors, TV Displays and Projectors Released (新聞稿). VESA. 2006-05-03 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2009-02-14）.
* Commentary: Will VESA survive DisplayPort?. DigiTimes. 2005-10-13 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2008-08-29）.
* VESA DisplayPort Standard v1.0. Audioholics. 2005-08-21 [2007-07-16]. （原始內容存檔於 2007-06-07）.
* PC, CE firms to develop 'unified' display connector. Channel Register. 2005-05-21 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2006-05-24）.
* "DisplayPort" Could Introduce Protected Displays. ExtremeTech. 2005-05-10 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2007-01-06）.
* DisplayPort: Another Piece of Hardware That Thinks You’re a Thief. Gizmodo. 2005-05-10 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2006-09-04）.
* VESA Announces Plan to Develop New Digital Display Interface Standard (新聞稿). VESA. 2005-05-09 [2006-05-28]. （原始內容存檔於 2005-12-17）.
* VESA DisplayPort specification v1.1，retrieved August 13, 2007（dport, port24）。