Dislayport tương lai của giao tiếp hiển thị PC docx

Có lẽ trong dòng chảy công nghệ cuồn cuộn mỗi ngày hiện nay, có lẽ chuẩn giao tiếp giữa màn hình và máy tính là ít thay đổi nhất. Chuẩn VGA-Dsub đã tồn tại hơn 10 năm và DVI cũng đã đạt tuổi thọ tương đối. Song song với sự xuất hiện mới đây của HDMI trong mảng thị trường phổ thông, người dùng đồng thời đón nhận thêm một chuẩn nữa đang ngày càng lớn mạnh hơn là DisplayPort. Hiện tại có khá nhiều luồng ý kiến tiêu cực về DisplayPort ví dụ như tại sao lại phải chi thêm tiền trong khi DVI đã là quá đủ và HDMI là đối tượng thay thế rất phù hợp hay bí ẩn đằng sau chuẩn giao tiếp này là gì ? Nếu bạn cũng đang có những thắc mắc tương tự, bài viết này sẽ cung cấp một vài nét cơ bản về DisplayPort và những ưu điểm của nó để bạn có thể tự mình đưa ra những đánh giá cá nhân chính xác nhất. (Bài viết đã được đăng trên PCWorldVN 2-2008) I. Tại sao lại cần DisplayPort: - Mặc dù DVI (đặc biệt là DVI Dual-Link) có thể đảm nhận tốt việc truyền tải tín hiệu hình ảnh với độ phân giải cao, tần số thấp và độ sâu màu 24-bit nhưng thực tế với sự tăng trưởng cực nhanh về màn hình và card đồ họa như hiện tại đã dần ép DVI tới giới hạn cuối cùng của nó mà Dual-Link là một trong những biến thế sát giới hạn và không thể nâng cấp hơn được nữa. - Về cơ bản, liên kết DVI Single-Link có thể đủ băng thông dữ liệu cho độ phân giải lên tới 1920x1200 ở 60Hz (tương đương các loại màn hình LCD 24” hiện nay) và đáp ứng được việc trình chiếu nội dung HD 1080p hoặc 1080i – là đủ cho hầu hết người dùng, tuy nhiên nếu bạn đang muốn nhắm tới những mức cao hơn, bạn sẽ phải hướng về kết nối tín hiệu tương tự hoặc DVI Dual-Link. Trong đó DVI Dual-Link dù có băng thông gấp đôi nhưng chỉ có thể tăng độ phân giải tối đa lên tới 2560x1600 bởi khi đó số điểm ảnh đã tăng gấp đôi so với 1920x1200. Kế tiếp của mức 2560x1600, chúng ta sẽ có 3840x2400, nếu như DVI Dual Link được dùng để hiển thị mức này, nó sẽ chỉ đáp ứng được tần số tín hiệu 33Hz mà thôi. Thực tế, DisplayPort không giải quyết trực tiếp vấn đề này thông qua một kết nối đơn trong năm tới, các nhà sản xuất buộc phải tìm ra giải pháp có thể đảm nhận kết nối truyền 9.2 triệu điểm ảnh mỗi xung nhịp. - Hiện tại có khá nhiều chuẩn truyền hình ảnh đang tồn tại trên thị trường máy tính ví dụ như VGA, đây là một kết nối dùng tín hiệu tương tự và có rất nhiều giới hạn đặc biệt ở mảng thiết bị cao cấp với độ phân giải và độ sâu màu lớn. Hơn thế nữa, nó cũng không hỗ trợ các công nghệ bảo vệ bản quyền và có thể gây rắc rối cho người dùng. Ngoài ra, LVDS (Low Voltage Differential Signaling), chuẩn giao tiếp hiển thị trong MTXT cũng đã gặp nhiều hạn chế do thiết kế của nó do bộ nhận tín hiệu sẽ theo dõi tín hiệu điện thế khác biệt giữa các dòng dữ liệu cao và thấp thay vì theo nhóm dữ liệu – mát như thông thường để giải mã tín hiệu. LVDS cũng bị giới hạn xung nhịp 112 MHz nên chỉ đủ mức 1400x1050 là chủ yếu, còn để tải được độ phân giải lớn và độ sâu màu cao, nó yêu cầu nhiều chân tín hiệu hơn dẫn tới cáp to hơn không phù hợp với xu thế phát triển MTXT hiện nay trừ các mẫu DTR (Desktop Replacement) kích thước lớn. Thêm vào đó, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các chuẩn giao tiếp không dây dùng sóng radio như Bluetooth, Wifi, HSPDA, WiMAX… trong MTXT khiến cho tín hiệu dễ dàng bị nhiễu và nhiều nhà sản xuất đã bố trí dây anten ra phía sau màn hình khiến cho khoảng trống cáp LVDS bị thu hẹp đáng kể. Một số người coi DisplayPort như một dạng chuẩn giao tiếp tự do của HDMI do không vướng phải yếu tố bản quyền, tuy nhiên HDMI nguyên thủy được thiết kế không phải dành cho máy tính cá nhân mà chủ yếu là cho các thiết bị gia đụng như HDTV, phiên bản mới nhất HDMI 1.3 có đủ băng thông cho mức 2560x1600 ở 60Hz/24bpp đồng thời đảm nhận luôn cả việc truyền âm thanh không nén, ở mức phân giải hình ảnh thấp hơn, nó có thể truyền độ sâu màu lên tới 48-bit đẹp hơn nhiều so với 24- bit thông dụng hiện nay. Về cơ bản, HDMI giống như một dạng DVI Dual-Link dành cho thiết bị gia dụng và cũng chịu nhưng giới hạn tương tự về băng thông. Có thể thấy rằng thực tế không thiếu lý do để chỉ trích các chuẩn giao tiếp hiện hành nhưng vấn đề nằm ở chỗ liệu trong tương lai chúng ta sẽ sử dụng gì, một trong những trở ngại lớn nhất là hiện tại có quá nhiều chuẩn khác nhau được hỗ trợ trên PC, và câu hỏi đã đặt ra cho các nhà sản xuất về một loại giao tiếp vừa phù hợp với PC để bàn (kết nối ngoài), vừa phù hợp với MTXT (kết nối trong). Đây chính là ý tưởng chủ đạo dẫn tới sự ra đời của DisplayPort trong năm 2006. - Sự ra đời của DisplayPort được ủng hộ bởi nhiều tổ chức công nghiệp lớn mà trước hết có thể kể tới chính VESA (tổ chức chuẩn hình ảnh điện tử) kèm theo hàng loạt đại gia CNTT như AMD, Dell, Intel, HP, nVIDIA, Samsung… tạo điều kiện thuận lợi cho DisplayPort trở nên đại trà trong tương lai gần. II. Thiết kế cơ bản của DisplayPort: - DisplayPort sử dụng một vi kiến trúc đóng gói mới cho phép các nhà sản xuất màn hình tích hợp nhiều tính năng phụ trội vào màn hình mới của họ chứ không đơn thuần chỉ là thiết bị hiển thị hình ảnh. Về mặt điện tử, DisplayPort có nhiều đặc điểm của PCI-Express và gồm 3 kênh riêng biệt: đường liên kết chính, liên kết phụ và tín hiệu nhận biết cắm nóng. Liên kết chính có thể gồm một, hai hoặc bốn làn dữ liệu với tốc độ truyền 1.6 Gbit/s hoặc 2.7 Gbit/s tùy thuộc vào khả năng của thiết bị gửi-nhận và đường truyền (cáp dữ liệu). - Nếu như DVI có 2 kênh cặp kênh dữ liệu độc lập chịu trách nhiệm quản lý xung nhịp dữu liệu thì DisplayPort, xung nhịp được tích hợp vào kênh dữ liệu luôn và tách biệt khỏi dải dữ liệu đã được mã hóa. Trước đây, các kênh màu được phân tán vào chung với kênh dữ liệu nhưng ở DisplayPort, mỗi kênh sẽ được tách riêng dữ liệu về độ sâu màu mỗi điểm (bit per pixel – bpp) và số bit màu mỗi thành phần (bit per component – bpc) ra khỏi nhau cho phép hỗ trợ số độ sâu bit thành phần từ 6 (tương đương 18-bit RGB) tới 16(tương đương 48-bit RGB). Tuy nhiên khi mức bpc vượt quá 10 thì mắt thường khó thấy được sự cải thiện. - Kênh dữ liệu phụ sẽ chỉ chuyển dữ liệu theo một luồng (Half-Duplex) và gồm 3 hướng liên kết với băng thông 1Mbit/s trong phiên bản DisplayPort 1.1. VESA dự kiến sẽ đẩy mức này lên cao hơn trong các phiên bản tiếp theo tạo điều kiện cho các ứng dụng cần băng thông như webcam, microphone, loa hoặc thậm chí là USB tích hợp. Điều đó đồng nghĩa với việc dữ liệu đến và đi từ màn hình có thể đa dạng, gồm cả thông tin hình ảnh, âm thanh, usb chỉ cần một cáp nối duy nhất. - Theo VESA, DisplayPort là là một giao tiếp hiển thị khả mở - tương tự như đã đề cập ở trên – nó có thể truyền không chỉ tín hiệu hình ảnh mà còn có thể cả âm thanh và dữ liệu khác từ chip tới chip hoặc giữa các hệ thống với nhau. Nhóm phát triển HDMI cho biết nó sẽ phát triển song song với HDMI bởi HDMI chỉ nhắm tới mảng thiết bị gia dụng (theo kiểu từ hệ thống tới hệ thống) còn DisplayPort chú trọng hoàn toàn vào thị trường PC. - Khác với HDMI, VESA cho biết DisplayPort sẽ là giải pháp mở cho phép giá thành sản xuất thấp hơn rất nhiều. Tuy nhiên thực tế chưa thể khẳng định được cho tới khi sản phẩm cụ thể xuất hiện (dự kiến khoảng giữa năm 2008). III. Chỉ số kĩ thuật của DisplayPort: - Khả năng truyền tải đa dữ liệu của DisplayPort sẽ cho phép các nhà sản xuất tung ra những loại màn hình với thiết kế gọn gàng và đơn giản hơn do không cần thiết nhiều bộ phận giải mã tín hiệu phức tạp ví dụ như TMDS song song với điều đó là giảm giá thành và điện năng tiêu thụ. Tuy nhiên, do khả năng truyền dữ liệu bảo vệ bản quyền DPCP (Display Port Content Protection) do AMD thiết kế (tương tự như HDCP trên DVI hay HDMI) với khả năng mã hóa 128bit AES, không loại trừ khả năng các nhà sản xuất card đồ họa cũng như màn hình sẽ tích hợp các bộ phận bảo vệ nội dung số dẫn tới tăng phí sản phẩm cuối, tuy nhiên với xu thế hiện nay các loại màn hình với DVI đều đã phải có HDCP để thưởng thức phim HD-DVD hay Bluray có bản quyền thì với DisplayPort đó không phải là điều đáng lo ngại. So với DVI, độ phân giải tối đa của DisplayPort không tăng lên nhiều, giới hạn từ 2560x1600 với 8bpc/60Hz lên 2560x2048 8bpc/60Hz (theo phiên bản 1.1). Tuy nhiên điểm khác biệt là với cùng độ phân giải ví dụ như 2560x1600, DisplayPort có thể cung cấp tới 10-bit dữ liệu mỗi thành phần – đây là điều mà DVI DualLink không thể thực hiện được do không đủ băng thông. Thêm vào đó, nó còn có thể hỗ trợ tới 12bpc Ycbr444 ở mức 1080p/96Hz và 12bpc YcbCr442 ở 1080p/120Hz với 4 kênh dữ liệu. Ở mức thông dụng 1680x1050 / 60Hz / 6bpc hiện nay, DisplayPort chỉ cần 1 kênh dữ liệu ở đường liên kết chính và đây sẽ là kiểu liên kết thông dụng nhất trong thời kì đầu của chuẩn giao tiếp mới này. - Nhìn xa hơn vào tương lai, VESA cho biết họ sẽ nâng chuẩn Display Port lên phiên bản 2.0 trong giai đoạn 2008-2009 để hỗ trợ các độ phân giải cao hơn ví dụ như 3840x2400 / 60Hz / 8bpc và nhiều khả năng kênh phụ cũng có thể được nâng cấp lên theo. Đọc tới đây, bạn có thể sẽ băn khoăn về khả năng tích hợp của DisplayPort vào các máy tính hiện tại. Do chuẩn mới có thể hỗ trợ giao tiếp hình ảnh cả ngoại vi lẫn nội vùng nên sẽ phải có 2 kiểu hình kết nối khác nhau. Trong đó kết nối ngoại vi là thứ mà chúng ta sẽ thấy trên các loại card đồ họa thế hệ mới trong tương lai gần, nó sẽ gồm 20 chân tiếp xúc và có kích thước gần tương tự như USB, có nghĩa là đủ để tích hợp tới 4 cổng vào một bracket mở rộng hiện tại hoặc nằm bất cứ đâu trên các loại MTXT siêu mỏng – là điều mà DVI không thể làm được. Trong khi đó, kết nối nội vùng sẽ không có nhiều thay đổi, nó sẽ có 26 điểm tiếp xúc với 4 kênh dữ liệu, tuy nhiên số kênh được sử dụng sẽ tùy thuộc vào nhà sản xuất, khác với liên kết ngoại vi, VESA không buộc cả 4 kênh DisplayPort nội vùng phải được sử dụng cùng lúc. - Một điểm thú vị là VESA đã đề cập tới một khóa chốt ở các đầu cắm của Displayport để tránh trường hợp dây nối bị rơi ra trong quá trình sử dụng. Đây là điều rất được người dùng hiện tại quan tâm bởi đầu cắm của HDMI rất hay bị tuột ra. Trong số 20 điểm tiếp xúc của đầu cắm DisplayPort sẽ có một dành cho năng lượng và VESA đề ra mức điện thế trong khoang +5V tới +12V tùy thuộc vào độ dài của cáp nối từ bộ phát tới bộ thu hoặc khả năng kết nối tới các loại màn hình truyền thống thông qua đầu chuyển đổi (tương tự như DVI-Dsub rất thông dụng hiện nay. - Đề cập tới đầu chuyển, có thể nói người dùng luôn luôn mong muốn được sử dụng những sản phẩm mới nhất, hiện đại nhất, tuy nhiên nếu như khả năng tương thích ngược không được quan tâm thì cả hệ thống sẽ trở nên vô dụng. Điều này đặc biệt đúng với thiết bị hiển thị bởi tần số nâng cấp không lớn. VESA cũng đã lưu tâm chi tiết này và sẽ đưa ra các thiết kế đầu chuyển trong tương lai gần, điều đó cũng có nghĩa nếu bạn mua một sản phẩm bo mạch chủ hay card đồ họa với cổng xuất tín hiệu DisplayPort, bạn có thể tận dụng màn hình hiện tại thông qua đầu chuyển – tương tự như vấn đề Dsub-DVI trước đây. Dự kiến cáp chuyển đổi đầu tiên xuất hiện sẽ là DVI-HDMI vào cuối năm 2007 và đầu 2008. Loại dành cho VGA sẽ nối tiếp sau đó trong Q1-2008, cuối cùng sẽ là DVI- DualLink sang DisplayPort vào nửa sau 2008. Theo những thông tin hiện tại, tất cả các đầu chuyển này sẽ có thể đổi dữ liệu 2 chiều. Nói một cách khác, bạn có thể tậu cho mình một màn hình chuẩn DisplayPort mới cong và sử dụng với PC hiện tại. IV. Tương lai của DisplayPort: - Với sự hỗ trợ mạnh mẽ của nhiều nhà sản xuất CNTT, DisplayPort đủ khả năng thay thế tất cả các loại giao tiếp hình ảnh thông dụng hiện nay. Nếu như VESA quyết tâm hỗ trợ DisplayPort, những cổng DVI và VGA hiện tại sẽ không còn được tích hợp vào cá sản phẩm CNTT trong tương lai. Người dùng sẽ đón nhận những card đồ họa, màn hình chỉ với một loại cổng tín hiệu duy nhất, toàn bộ các giao tiếp cũ sẽ chỉ được hỗ trợ qua đầu chuyển như đã đề cập. Nếu như việc chuyển đổi từ màn hình CRT sang LCD đã giải phóng diện tích lớn của phạm vi làm việc thì với DisplayPort, người dùng hoàn toàn có quyền trông đợi những màn hình thế hệ mới với kiểu dáng thời trang và kích thước siêu mỏng. - Điều hấp dẫn nhất của công nghệ mới hính là ở chỗ tín hiệu được chuyển đổi sang các gói dữ liệu nhỏ cho phép một đường truyền tải nhiều luồng thông tin âm thanh hoặc hình ảnh khác nhau. Đây là nền tảng cho các tính năng mới như PIP (Picture-in-Picture) hay chia màn hình thành 4 phần hiển thị độc lập chỉ với 1 cáp nối duy nhất (thay vì phải dùng thiết bị chuyên dụng tích hợp với nhiều đường tín hiệu vào như hiện tại). Theo VESA, chuẩn DisplayPort hiện tại có thể cho phép tới 6 luồng dữ liệu hình ảnh HD 1080i hoặc 3 đường 1080p qua một kết nối đơn – quá đủ cho phần lớn nhu cầu hiện tại của người dùng. Bên cạnh đó, một thứ tuyệt hơn sẽ xuất hiện nhờ vào DisplayPort đó là kết nối hiển thị qua USB, mới đây Samsung đã trình diễn một hệ thống với 5 màn hình hiển thị ở độ phân giải 1600x1200/60Hz 8bpc cùng lúc chỉ với 1 đầu nối USB. Tuy nhiên những thông tin về các kết nối lai này vẫn còn khá khiêm tốn. Tuy nhiên bạn có thể sẽ gặp những loại màn hình mới được cung cấp năng lượng thông qua giao tiếp USB – lý tưởng cho máy tính siêu di động UMPC hoặc MTXT siêu nhỏ gọn bởi kích thước luôn là yếu tố được quan tâm trong môi trường di động. - Nhìn chung, với sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng sản xuất CNTT thế giới, DisplayPort sẽ không lo lắng về thị trường ứng dụng và sẽ trở thành một trong những công nghệ bước ngoặt trong năm 2008 tới đây. Đối tượng được lợi sẽ là người dùng thông qua hàng loạt sản phẩm mới với nhiều tính năng độc đáo tùy thuộc vào trí tưởng tượng của nhà sản xuất. . và sử dụng với PC hiện tại. IV. Tương lai của DisplayPort: - Với sự hỗ trợ mạnh mẽ của nhiều nhà sản xuất CNTT, DisplayPort đủ khả năng thay thế tất cả các loại giao tiếp hình ảnh thông. dùng. Ngoài ra, LVDS (Low Voltage Differential Signaling), chuẩn giao tiếp hiển thị trong MTXT cũng đã gặp nhiều hạn chế do thiết kế của nó do bộ nhận tín hiệu sẽ theo dõi tín hiệu điện thế khác. chịu nhưng giới hạn tương tự về băng thông. Có thể thấy rằng thực tế không thiếu lý do để chỉ trích các chuẩn giao tiếp hiện hành nhưng vấn đề nằm ở chỗ liệu trong tương lai chúng ta sẽ sử