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显示器是dp接口(显示器用HDMI还是DP接口?DP1.4特性全解析)

本文是影音系列的第一篇,后面会陆续更新几十篇。

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在PS5和XSX HDMI接口的文章中,详细的介绍过HDMI 2.1接口的带宽和各项特性,以及HDMI线缆的购买建议,获得了不少好评。

PS5、XSX主机HDMI2.1接口特性全解析 | 线材、电视选购指南(1月更新) – 知乎

在显示器这期中,受限于篇幅,只是简单介绍了HDMI 和DP接口带宽上的不同,在文章发出后,也有很多朋友私信问DP接口中是否有芯片,DP 1.2线缆能否用在DP 1.4接口的显示器上?

全干货!PS5、XSX、PC电竞显示器购买超级指南(1月更新) – 知乎

所以,这篇文章就对DP接口做个全面的介绍,包括最大带宽计算、VRR和DSC。

同时,在DP线方面,我也会暴力拆解一条DP 1.4的线缆,让大家明白DP接口和线缆的构造和用料。

今天换下风格,先暴力拆线,再聊实测和原理。

一、DP 线拆解

DP线是京东上买的,买的原则就是价格适中,但需要写明支持DP 1.4和8K。

随机挑了条开博尔的1.5米线,Plus会员56元拿下。

包装很简单,只有一个蓝色的塑料袋,拆开后是DP线的本体(特别说明下:这是做完测试后再拍的照)

开博尔的这条DP线,线径还是蛮粗的。接口外壳处用的是塑料材质,上面用是烫金的品牌LOGO和8K字样,接口是24K工业镀金。

不过外表不重要,我们要看的是内在:

拆掉塑料外壳后,是一层金属外壳屏蔽层。

DP 1.4版本差分信号的时钟频率达到5.4Ghz,满速工作时在接口处可能对外产生高频干扰信号,这一层金属屏蔽类似法拉第笼。因为金属内有大量可以自由移动的电子,电磁波引起的电场变化的能量被电子吸收后变成了动能,相当于把电磁波吸收了,所以能有效隔绝电磁干扰。

继续拆掉金属屏蔽层后,是一层塑料薄膜,主要起到绝缘的作用。

撕开塑料薄膜,DP接口的真面目就一览无余。

没有芯片,没有PCB板,只有五颜六色的信号线焊接在接口针脚上。

大家关心的第20个针脚:电源接口是空置的(下图最右边针脚)

拆完DP接头,我们再来拆线:

去除PVC外皮后看到的是一层用铝镁编网屏蔽层,编织的密度也比较高。

编网屏蔽层下,还有一层铝箔,效果跟铝镁编网一样,都是为了屏蔽电磁干扰,双管齐下,。

撕开铝箔屏蔽层后,就见到了数据线的真容。

中间5根较粗的导线,是4个高速数据通道和1个低速的辅助通道(AUX CH),其余橙黄红白四条线分别是电源返回、接地、热插拔线,因为跑的数据量很低,所以线材也比较细。

最右边的银色裸导线,未接任何接口(空置),可以有效避免显示器黑屏!!!

继续剥开铝箔,就看到了差分数据通道的3条线,分别是一蓝一白的正负信号线和接地线。

蓝白信号线由多股镀锡铜线组成,直径要比热插拔线粗了很多,毕竟跑的数据量非常高。

DP接口共采用4条高速数据通道传输差分信号,1条低速通道传输辅助信息(例如EDID),其余5条线分别为电源接口、电源返回、接地、热插拔线,其中电源接口常常空置。

具体的针脚定义如下表:

接口

功能

是否高速通道

引脚1、2、3

通道0的正负差分信号及接地

引脚4、5、6

通道1的正负差分信号及接地

引脚7、8、9

通道2的正负差分信号及接地

引脚10、11、12

通道3的正负差分信号及接地

引脚13、14

接地

/

引脚15、16、17

辅助通道的正负信号及接地

引脚18

热插拔检测

/

引脚19、20

电源接口和返回

/

拆解到这里就结束了,总体来说买的这条开博尔DP线,在用料上还是非常扎实的。

不过大家肯定还是很好奇,这条线的DP 1.4体现在哪里,我们再来看实机测试,这条线到底能不能跑32Gb带宽?

二、DP线实测

测试电脑配置如下:

CPU

I5 10400F

主板

华硕B560M-T

内存

威刚D20 8G*2 3200Mhz

显卡

微星 RTX3060TI 万图师 2X LHR

硬盘

铠侠 RC10 500G

手里没有4K 144hz的显示器,自己在用的是AOC的CU34G2X,34寸带鱼屏,支持3440×1440分辨率和144hz刷新率,10bit色深(8抖10)。

3440×1440 10bit色深 144Hz,需要的带宽是26.99Gbps(编码后),需要DP 1.4才能运行。

直接看图:

在显卡设置界面,可以将分辨率设置成3440×1440 144hz,并开启10bit色深和RGB444色度采样。

在WIN10的高级显示中,上述设置都能正常显示:

考虑到3060TI的性能,3A大作在4K(伪)分辨率肯定跑不到144hz,所以就用英雄联盟极高画质,并开启垂直同步测试。

在最高画质下,游戏最高帧率为144FPS,偶尔会降到120多帧,测试了一个多小时未出现黑屏、闪烁和花屏的情况,说明这条开博尔的线缆完全能满足DP 1.4的要求。

DP 1.4的线虽然已经拆完了,也测过了,但是大家看到这里肯定更好奇了,同样是普通的铜缆数据线,为什么还分1.2和1.4?为什么有的1.2 版本DP线在4K 144Hz会黑屏?

我们继续往下看。

三、DP 接口特性全解析

3.1 DP版本由哪个芯片决定?

显示器的DP接口性能由主控芯片或者DP驱动板决定。

在高端的显示器上,一般会用上专门的主控芯片。

例如华硕的ROG PG32UQ,用的是联咏NT68552主控,除了支持DP 1.4之外,还支持2路HDMI 2.1。

当然,光显示器支持DP 1.4是不够的,还需要显卡端支持。

目前英伟达20系和30系的显卡都支持1.4,AMD方面也是从RTX500系列开始就支持了。

3.2 DP 1.4的带宽特性

DP 1.4的带宽从1.2时代的21Gb升级到了32.4Gb(每通道8.1Gb),实际数据带宽只有25.92Gb,那么这个带宽能实现4K 10bit RGB444 144hz吗?

不能,因为带宽不够。

我们来做个计算就知道了:

4000*2222*144*10*3=35.76Gb其中:4000*2222是3840*2160分辨率实际的像素;144是刷新率10是色深,10bit3是RGB像素,需要乘以3

可以看到,数据带宽远远超出了DP 1.4接口的最大能力。

8K 60hz呢?

7840*4443*60*10*3=58.39Gb

数据带宽达到了58.39Gb,更加不可能。

我们测试过的3440*1440 144hz 10bit呢?

3600*1543*144*10*3=21.72Gb

21.72Gb<25.92Gb,所以3440分辨率 144hz能原生支持。

那么开博尔的线缆不是标了8K么,是不是虚假宣传?

并不是,8K需要和DSC一起使用。

3.3 DSC 视频压缩

DSC(Display Stream Compression)是显示压缩流技术的简称,与HDR一起,在DP 1.4版本被引入。

DSC最大的作用是通过算法将画面帧压缩,可以2:1或者3:1的压缩率处理图像,大幅降低传输带宽,以此来实现8K 60hz

DSC是视觉无损的压缩方式,也就是实际是有损的,打游戏时可以开启,但是如果是专业制图用的话,不推荐开DSC。

支持DSC压缩的显示价格一般都比较高,显卡的话一般支持DP 1.4,也都支持DSC。

3.4 VRR可变刷新率

最后再聊下VRR可变刷新率。

Adaptive Sync它是DisplayPort 1.2a接口的一项标准功能,如果显示器配备DP 1.2接口,那么必定支持Adaptive Sync功能;

Free Sync是AMD对Adaptive Sync的定制化和商用版本,Free Sync也是Xbox、RX200系列以上显卡所使用的VRR技术,支持HDMI和DP接口。Free Sync共有三个级别,详见下表:

G-Sync是英伟达的VRR技术,GTX10系列开始使用,与Adaptive Sync和Free Sync实现原理略有不同,但目标是一致的。同样的,G-SYNC也分为三个级别:

其中,G-SYNC Compatible通过DP接口支持Adaptive Sync和Free Sync功能。

也就是说DP 1.4接口是同时支持Adaptive Sync和G-SYNC Compatible的。

四、总结

现在我们可以来回答文章开头提出的问题了。

其实对于DP 1.4来说,各种特性都在芯片层面,除了带宽之外,都是跟DP线缆没有关系的。

对于DP 1.2和1.4来说,线缆的物理结构也没有发生改变。

但是为了更加稳定的长距离传输高速率的数据,DP 1.4的线会更粗(尤其是高速通道),线材本体和接口处的干扰屏蔽也会做的更加密集,因为速率越高,对信道电磁环境的要求也越高。

开头提到的开博尔DP线,虽然说是随机购买,其实也是综合考虑到了品牌和性价比。

普通用户买DP线的需求,一般也就2米左右,这个长度的线缆价格也就五六十元左右,千万别贪便宜买劣质线,万一 20针脚没做屏蔽,烧坏了显卡那就得不偿失了。

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