Calculateur de bande passante HDMI

Comment fonctionne la bande passante HDMI ?

HDMI (High-Definition Multimedia Interface) transmet des données vidéo et audio via un ensemble de canaux de données série haute vitesse. Dans les versions HDMI 1.0 à 2.0, trois canaux de données TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling) transportent les données de pixels aux côtés d'un canal d'horloge séparé. À partir de HDMI 2.1, l'interface passe en mode FRL (Fixed Rate Link) avec quatre canaux de données et un schéma d'encodage plus efficace, augmentant considérablement la bande passante disponible.

Le débit de transmission brut ne correspond pas au débit de données utilisable en raison de la surcharge d'encodage. Les versions HDMI basées sur TMDS utilisent l'encodage 8b/10b, où 10 bits transmis ne transportent que 8 bits de données réelles — une efficacité de 80 %. HDMI 2.1 et 2.2 utilisent l'encodage 16b/18b avec une efficacité effective de 87,5 % après prise en compte de la surcharge de la couche de liaison. Le débit de données résultant détermine le nombre de pixels par seconde que la connexion peut délivrer.

La possibilité d'atteindre une combinaison particulière de résolution et de fréquence de rafraîchissement dépend du débit de données de la version HDMI, du format de couleur (RGB, YCbCr 4:4:4, 4:2:2 ou 4:2:0) et de la profondeur de couleur (bits par composante). Des résolutions plus élevées, des fréquences de rafraîchissement plus rapides et des couleurs plus riches exigent davantage de bande passante. Comprendre ces limites permet d'éviter d'acheter un moniteur ou un câble que votre port HDMI ne peut pas piloter pleinement.

Description de l'outil

Ce calculateur détermine la fréquence de rafraîchissement maximale pour toute combinaison de version HDMI, de résolution, de format de couleur et de profondeur de couleur. Il affiche un tableau de faisabilité pour les fréquences de rafraîchissement courantes (60, 120, 144, 165, 240 et 360 Hz), indiquant si chacune est prise en charge et quel pourcentage de la bande passante disponible elle consomme. Tous les calculs utilisent les débits de données officiels des spécifications HDMI et incluent la surcharge de l'intervalle de suppression CVT-RBv2.

Fonctionnement

Le calculateur suit ces étapes :

1. Recherche du débit de données disponible : Chaque version HDMI possède un débit de données maximal fixe défini par sa spécification — de 3,96 Gbit/s (HDMI 1.0) à 84,0 Gbit/s (HDMI 2.2)
2. Calcul des bits par pixel : Multiplier la profondeur de couleur (bits par composante) par le nombre de composantes pour le format de couleur choisi — 3 pour RGB et YCbCr 4:4:4, 2 pour YCbCr 4:2:2, 1,5 pour YCbCr 4:2:0
3. Calcul du nombre total de pixels par image : Ajouter les intervalles de suppression CVT-RBv2 (80 horizontaux, 58 verticaux) à la résolution active
4. Calcul de la fréquence de rafraîchissement maximale : Diviser le débit de données disponible par les bits requis par image

$$\text{Hz max} = \frac{\text{Débit de données (selon la spécification de la version HDMI)}}{(\text{Largeur} + 80) \times (\text{Hauteur} + 58) \times \text{BPC} \times \text{Composantes}}$$

Comparaison des versions HDMI

Exemples

4K 120 Hz en RGB 8 bits :

• Nécessite ~17,81 Gbit/s de débit de données
• HDMI 2.0 (14,4 Gbit/s) est insuffisant — HDMI 2.1 (42,0 Gbit/s) est requis
• C'est pourquoi de nombreux moniteurs et téléviseurs 4K 120 Hz nécessitent des ports HDMI 2.1

4K 60 Hz en HDR 10 bits (RGB) :

• Nécessite ~11,14 Gbit/s
• HDMI 2.0 (14,4 Gbit/s) peut le gérer à 77 % d'utilisation
• HDMI 1.4 (8,16 Gbit/s) ne le peut pas — un problème courant pour les anciens écrans HDR

8K 60 Hz :

• En RGB 8 bpc, nécessite ~71,24 Gbit/s
• Seul HDMI 2.2 (84,0 Gbit/s) peut piloter cela nativement sans compression

Explication des options

• Version HDMI — Détermine le débit de données maximal disponible. HDMI 1.0–2.0 utilise la signalisation TMDS avec 3 canaux ; HDMI 2.1+ utilise FRL avec 4 canaux et un encodage plus efficace
• Résolution — Choisissez parmi les préréglages courants (720p à 8K, y compris les formats ultra-larges) ou saisissez une résolution personnalisée en pixels
• Format de couleur — RGB et YCbCr 4:4:4 utilisent la bande passante complète ; YCbCr 4:2:2 en utilise ~33 % de moins ; YCbCr 4:2:0 en utilise ~50 % de moins. Notez que YCbCr 4:2:0 est officiellement pris en charge à partir de HDMI 2.0
• Profondeur de couleur — Bits par composante de couleur : 8 bpc (standard), 10 bpc (HDR), 12 bpc (couleur profonde) ou 16 bpc. HDMI 1.0–1.2a prend en charge la couleur profonde uniquement avec YCbCr 4:2:2 ; 16 bpc nécessite HDMI 1.3+

Fonctionnalités

• Couvre toutes les versions HDMI de 1.0 à 2.2 avec des débits de données conformes aux spécifications
• Calcule la faisabilité pour six fréquences de rafraîchissement courantes (60, 120, 144, 165, 240, 360 Hz) avec les pourcentages d'utilisation de la bande passante
• Prend en charge les résolutions personnalisées et 10 préréglages intégrés incluant les formats ultra-larges
• Tient compte de la surcharge de suppression CVT-RBv2 dans tous les calculs
• Affiche le schéma d'encodage, les canaux de données et les bits par pixel dans les résultats

Cas d'utilisation

• Achat de téléviseur ou de moniteur : Vérifiez si la version de votre port HDMI peut piloter un écran 4K ou 8K spécifique à la fréquence de rafraîchissement souhaitée avant l'achat
• Planification d'une configuration gaming : Vérifiez si la version HDMI de votre console ou GPU prend en charge votre résolution et fréquence de rafraîchissement cibles, notamment pour le gaming en 4K 120 Hz ou 1440p 144 Hz
• Création de contenu HDR : Comprenez l'impact sur la bande passante du passage d'une profondeur de couleur 8 bits à 10 bits ou 12 bits pour la production vidéo professionnelle