科普｜Display Port DP 历史版本对比

Display Port 是由VESA发布的显示接口规范, 基于数据包的可扩展视频音频传输协议 (DisplayPort is a packet-based, extensible protocol for transporting video and audio data.). 是完全独立开发的外部接口. 特点如下:

• 其高度的灵活性使得其及其容易嵌入其他的连接器(connector), 如新USB Type-C™和Thunderbolt™.
• 支持Multi-Stream Transport (MST) , 通过一个显示接口即可将高分辨率内容显示在多屏/拼接屏上.

什么是Display Port

DisplayPort（简称DP）是一个由PC及芯片制造商联盟开发，视频电子标准协会（VESA）标准化的数字式视频接口标准。该接口免认证、免授权金，主要用于视频源与显示器等设备的连接，也支持携带音频、USB和其他形式的数据。

DP 1.0标准在2006年5月发布，带宽10.8Gbps。DisplayPort 1.0的最大传输速度是8.64Gbit/s，长度是2米，已经废弃。之后VESA又相继发布了1.1a、1.2、1.2a、1.3、1.4，直到现在的DP 2.0。

VESA协会是干什么的

Video Electronics Standards Association（视频电子标准协会，简称“VESA”）是制定计算机和小型工作站视频设备标准的国际组织，1989年由NEC及其他8家显卡制造商赞助成立。

除了大家熟知的DP协议外，它还认证了DisplayHDR。

LCD屏幕的DisplayHDR规范包括四个不同级别的HDR，分别是DisplayHDR 400、DisplayHDR 500、DisplayHDR 600和DisplayHDR 1000。OLED和其他显示器的DisplayHDR True Black规范包括两个级别的HDR：DisplayHDR True Black 400和DisplayHDR True Black 500。所有这些都需要支持行业标准HDR10格式.

带宽飞跃，DisplayPort 2.0来了！

在过去的五年左右的时间里，VESA的成员都在讨论DP未来的发展方向。如果标准升级后还需要开发全新的外部接口，对于厂商和用户都是难以接受的，围绕现有的物理层和数据传输技术作出改进才是明智的出路，VESA显然非常清楚这一点。但DP的物理层设计于十多年前，初衷是为了取代VGA和DVI这两个“老家伙”，那时候根本想不到要扩展到今天这样的带宽。

VESA采用了一个很聪明的办法：借道。他们参考了Intel近期开放的雷电3标准。基于USB Type-C介质面的雷电3最早的应用可以追溯到2015年，它共有4个20Gbps的数据传输通道，一共能提供80Gbps的最大带宽，在默认的双向全双工工作状态下，带宽为40Gbps。我们并不清楚VESA这些年是在等待Intel开放雷电3，还是因为雷电3的开放给VESA指明了道路。总之Intel此举真是功德无量，一下拯救了USB 4和DP 2.0两大标准

从“新”连接

鉴于雷电3、DP 2.0、USB Type-C在物理结构上是一样的，这使得USB Type-C也成了DP官方接口标准之一。VESA综合考虑成本、技术、市场等多方面因素后，最终决定DP 2.0采用了两个物理接口：一是继续利用原有DP接口并向下兼容，二是利用USB Type-C接口（工作在DP alt模式)

采用雷电3的物理层设计

之前的DP标准的物理层一直没有变动过，使用了超过十年的时间，已经跟不上时代的发展，在面对高分辨率带来的带宽挑战时力不从心。于是VESA组织在制定DP 2.0标准时参考了Intel近期开放出来的雷电3标准，它一共有4个数据传输通道，正巧DP也是设计了4个通道。雷电3标准一共能够提供80Gbps的带宽，在默认的双向全双工工作状态下，带宽为40Gbps，而视频信号传输为单向，并不需要全双工，所以可以利用上雷电3的最大带宽——80Gbps

物理层引入新的标准带来变化首先体现的就是线缆的改变，不过好在雷电3采用的接口就是USB-C接口，而USB-C标准天生就支持DP替代模式来进行视频信号的输出，因此USB-C也正式成为了DP官方指定的接口标准之一，另外原来的DP接口继续保留，不过需要新的线材才能支持DP 2.0。

采用线材分级进行管理

对于原有的DP接口，因为物理层的改变，老版本的线材无法兼容2.0标准，因此VESA一并制定了符合2.0新标准的DP线材标准——UHBR（Ultra High Bit Rate 超高比特率）标准，分为三档，以每通道带宽为名，分别命名为UHBR 10、13.5、20。里面的数字实际上就是各自的每通道带宽。UHBR 10作为最低标准的拥有10×4=40Gbps的理论带宽，单纯传输8K视频已经足够了，关键是它对线缆要求很低，普通的无源铜线缆已经足够，并且传输距离可以达到2~3米，而高档的UHBR 13.5和UHBR 20就不一样了，高带宽带来的副作用就是传输距离的下降，为了解决长距离通信信号衰减的问题，线材中需要加入相应的放大和控制芯片，成本自然也会上升。UHBR 10也符合VESA曾经推出的DP 8K线缆认证项目，也就是说，通过了8K认证的DP线缆就符合UHBR 10的信号传输要求。

编码效率管理

在物理层上引入了雷电3的设计，那么编码方式也需要做出对应的改进才能达到相应的带宽。之前版本的DP标准采用的是8b/10b的编码方式，这种编码方式的效率仅为80%，所以DP 2.0如同USB 3.1 Gen 2标准改变了USB原来的8b/10b编码标准那样，引入了同样的128b/132b编码方式，在编码效率上从原来的8b/10b的80%提高到了97%，几乎榨取干净了编码方式的效率提升可能性。同样做出改变的还有在DP 1.4时引入的DSC（Display Stream Compression 显示流压缩技术）采用的前向纠错技术。现在前向纠错将默认对所有数据流开启，包括未压缩的和经过DSC压缩的都会有前向纠错技术加持。

其他改进追踪

数据压缩

DP 1.4引入的DSC在新版本中加强成为了核心标准，任何支持DP 2.0标准的设备都必须同时支持对DSC数据流的编解码与传输，不过并不会强制使用DSC技术进行视频流的传输。

电源效率改进

而在节能方面，DP 2.0同样支持VESA新的“面板重放（Panel Replay）”技术，这项技术允许系统只传输有图像更新部分的数据来达到节能的目的。对于小型电子设备，面板重放技术的节能效果可以延长续航时间，并且因为特性内置于DP 2.0标准中，不再需要额外的控制芯片来达成目的，变相达到了更加节能的目的。

多显示流支持改进

DP 1.X时代的多显示流特性需要显示设备同时支持解码DP数据流，对于一个超高带宽的数据流来说，要去解码它并不容易。而DP 2.0改进了这一点，现在只要求显示设备支持DP数据流的传递即可使用多显示流特性。

总结展望

以上种种手段，最后带来的成果便是DP 2.0带宽的飞跃，最大理论带宽从32.4Gbps进步了2.47倍达到了80Gbps，而最大有效带宽从25.92Gbps提升到了77.4Gbps，接近提升了3倍之多。

作为一个无授权费用的开放标准，DP在显示器端已经基本普及，而在高刷新率显示器逐渐流行的今天，DP的使用率正在不断上升。在笔记本领域，DP因为USB-C的普及与以苹果为代表的一众笔记本厂商的推动，已经有了非常高的使用率。从技术角度来看，DP标准拥有着目前市场上最先进的技术与最高的带宽，其主要竞争对手HDMI最新版本的带宽也仅有48Gbps，刚刚满足8k@30fps的需求，对于更高分辨率，就需要使用DSC来支持了。

未来终有一天采用电信号进行的数据传输将走到带宽提升的尽头，到那时，目前在网络传输上已经普及的光纤通信会走进PC主流市场成为桌面各种连接的物理基础吗？让我们拭目以待。