Jak działa przepustowość DisplayPort?

DisplayPort to cyfrowy interfejs wyświetlania, który przesyła dane wideo przez zestaw szybkich szeregowych kanałów danych zwanych torami (lanes). Standardowe połączenie DisplayPort wykorzystuje do 4 torów, a każdy tor działa z określoną przepływnością bitową zależną od wersji DisplayPort i trybu link rate. Całkowita dostępna przepustowość jest sumą wszystkich torów łącznie.

Nie wszystkie przesyłane bity niosą dane pikselowe. DisplayPort 1.0–1.4a używa kodowania 8b/10b, gdzie każde 10 przesłanych bitów reprezentuje tylko 8 bitów rzeczywistych danych — wydajność wynosi 80%. DisplayPort 2.0 i nowsze wersje używają kodowania 128b/132b, które jest znacznie wydajniejsze i wynosi około 96,7%. Po uwzględnieniu narzutu kodowania pozostała przepływność danych określa, ile pikseli na sekundę można przesłać przez połączenie.

Przepustowość wymagana dla danej konfiguracji wyświetlacza zależy od rozdzielczości, częstotliwości odświeżania, formatu kolorów i głębi kolorów. Na przykład wyświetlacz 4K przy 60 Hz z 8-bitowym kolorem RGB wymaga znacznie mniejszej przepustowości niż ta sama rozdzielczość przy 144 Hz z 10-bitowym kolorem HDR. Zrozumienie tych zależności pomaga określić, czy dana wersja DisplayPort i kabel mogą obsługiwać pożądaną konfigurację monitora.

Opis narzędzia

Ten kalkulator wyznacza maksymalną częstotliwość odświeżania osiągalną dla dowolnej kombinacji wersji DisplayPort, link rate, liczby torów, rozdzielczości, formatu kolorów i głębi kolorów. Pokazuje również tabelę wykonalności dla typowych częstotliwości odświeżania (60, 120, 144, 165, 240 i 360 Hz), wskazując, czy każda częstotliwość jest obsługiwana i jaką część dostępnej przepustowości by zużywała. Wszystkie obliczenia wykorzystują oficjalne specyfikacje VESA, uwzględniając właściwy narzut kodowania oraz interwały wygaszania CVT-RBv2.

Jak to działa

Kalkulator wykonuje następujące kroki:

  1. Wyznaczenie dostępnej przepływności danych: Pomnóż przepustowość na tor przez liczbę torów, a następnie zastosuj współczynnik wydajności kodowania (80% dla 8b/10b, ~96,7% dla 128b/132b)
  2. Obliczenie bitów na piksel: Pomnóż głębię kolorów (bity na składową) przez liczbę składowych dla wybranego formatu kolorów — 3 dla RGB i YCbCr 4:4:4, 2 dla YCbCr 4:2:2, 1,5 dla YCbCr 4:2:0
  3. Obliczenie łącznej liczby pikseli na klatkę: Dodaj interwały wygaszania CVT-RBv2 (80 poziomo, 58 pionowo) do aktywnej rozdzielczości, aby uzyskać łączną liczbę pikseli wraz z wygaszaniem
  4. Obliczenie maksymalnej częstotliwości odświeżania: Podziel dostępną przepływność danych przez liczbę bitów wymaganą na klatkę (łączna liczba pikseli × bity na piksel)

$$\text{Maks. Hz} = \frac{\text{Tory} \times \text{Przepływność na tor} \times \text{Wydajność kodowania}}{(\text{Szerokość} + 80) \times (\text{Wysokość} + 58) \times \text{BPC} \times \text{Składowe}}$$

Objaśnienie opcji

  • Wersja DisplayPort — Określa dostępne tryby link rate. DP 1.0–1.1a obsługuje do HBR, DP 1.2 dodaje HBR2, DP 1.3–1.4a dodaje HBR3, a DP 2.0–2.1a dodaje UHBR 10/13,5/20
  • Link rate — Prędkość transmisji na tor. Zakres od RBR (1,62 Gbit/s) do UHBR 20 (20 Gbit/s). Wyższe link rate obsługują wyższe rozdzielczości i częstotliwości odświeżania
  • Tory — Liczba torów danych (1, 2 lub 4). Standardowy DisplayPort używa 4 torów. Niektóre konfiguracje, takie jak jednotorow lub dwutorowe, są stosowane w układach wbudowanych lub Thunderbolt
  • Rozdzielczość — Wybierz spośród typowych ustawień wstępnych (od 720p do 8K, w tym ultrawide) lub wprowadź niestandardową rozdzielczość
  • Format kolorów — RGB i YCbCr 4:4:4 używają pełnej przepustowości; YCbCr 4:2:2 używa ~33% mniej; YCbCr 4:2:0 używa ~50% mniej
  • Głębia kolorów — Bity na składową koloru, od 6 bpc (podstawowy) do 16 bpc (deep color). Większa głębia oznacza większą przepustowość na piksel
Link Rate Na tor Kodowanie Wersja DP Przepływność 4-torowa
RBR 1,62 Gbit/s 8b/10b (80%) 1.0+ 5,18 Gbit/s
HBR 2,70 Gbit/s 8b/10b (80%) 1.0+ 8,64 Gbit/s
HBR2 5,40 Gbit/s 8b/10b (80%) 1.2+ 17,28 Gbit/s
HBR3 8,10 Gbit/s 8b/10b (80%) 1.3+ 25,92 Gbit/s
UHBR 10 10,0 Gbit/s 128b/132b (~96,7%) 2.0+ 38,69 Gbit/s
UHBR 13.5 13,5 Gbit/s 128b/132b (~96,7%) 2.0+ 52,22 Gbit/s
UHBR 20 20,0 Gbit/s 128b/132b (~96,7%) 2.0+ 77,37 Gbit/s

Przykłady

4K 144 Hz z 10-bitowym HDR (RGB):

  • DisplayPort 1.4 z HBR3 (4 tory) zapewnia przepływność danych 25,92 Gbit/s
  • 4K przy 144 Hz z 10 bpc RGB wymaga ~29,01 Gbit/s — przekracza pojemność HBR3
  • Rozwiązanie: Użyj DP 2.0 z UHBR 10 lub przełącz się na YCbCr 4:2:2, aby zmniejszyć przepustowość o 33%

Gaming 1440p 240 Hz:

  • Przy 8 bpc RGB wymaga ~17,76 Gbit/s
  • HBR2 (17,28 Gbit/s) jest niewystarczający — wymagany jest HBR3 lub wyższy

Funkcje

  • Obejmuje wszystkie wersje DisplayPort od 1.0 do 2.1a z dokładną dostępnością link rate dla każdej wersji
  • Oblicza wykonalność dla sześciu typowych częstotliwości odświeżania (60, 120, 144, 165, 240, 360 Hz) z procentowym wykorzystaniem przepustowości
  • Obsługuje niestandardowe rozdzielczości i 10 wbudowanych ustawień wstępnych, w tym formaty ultrawide
  • Uwzględnia narzut wygaszania CVT-RBv2 we wszystkich obliczeniach
  • Używa oficjalnych wydajności kodowania VESA: 80% dla 8b/10b i ~96,7% dla 128b/132b

Przypadki użycia

  • Zakup monitora: Sprawdź, czy konkretna wersja DisplayPort w Twojej karcie graficznej może obsłużyć monitor z wysoką częstotliwością odświeżania lub wysoką rozdzielczością przed zakupem
  • Weryfikacja kabla: Określ, czy Twój istniejący kabel DisplayPort i wersja portu obsługują pożądaną kombinację rozdzielczości i częstotliwości odświeżania
  • Planowanie dokładności kolorów: Zrozum kompromisy przepustowości przy wyborze między 8-bitową a 10-bitową głębią kolorów podczas tworzenia treści HDR