Como funciona a largura de banda do DisplayPort?

DisplayPort é uma interface de exibição digital que transmite dados de vídeo por um conjunto de canais de dados seriais de alta velocidade chamados lanes. Uma conexão DisplayPort padrão usa até 4 lanes, e cada lane opera em uma taxa de bits específica dependendo da versão do DisplayPort e do modo de link rate. A largura de banda total disponível é o agregado de todas as lanes combinadas.

Nem todos os bits transmitidos carregam dados de pixel. DisplayPort 1.0–1.4a usa codificação 8b/10b, onde cada 10 bits transmitidos representam apenas 8 bits de dados reais — uma eficiência de 80%. DisplayPort 2.0 e versões posteriores usam codificação 128b/132b, que é significativamente mais eficiente, com aproximadamente 96,7%. Após considerar o overhead de codificação, a taxa de dados restante determina quantos pixels por segundo podem ser transmitidos pela conexão.

A largura de banda necessária para uma determinada configuração de exibição depende da resolução, taxa de atualização, formato de cor e profundidade de cor. Por exemplo, um monitor 4K a 60 Hz com cor RGB de 8 bits requer muito menos largura de banda do que a mesma resolução a 144 Hz com cor HDR de 10 bits. Compreender essas relações ajuda a determinar se uma versão específica do DisplayPort e o cabo podem suportar a configuração desejada do monitor.

Descrição da ferramenta

Esta calculadora determina a taxa de atualização máxima alcançável para qualquer combinação de versão do DisplayPort, link rate, número de lanes, resolução, formato de cor e profundidade de cor. Ela também exibe uma tabela de viabilidade para taxas de atualização comuns (60, 120, 144, 165, 240 e 360 Hz), indicando se cada taxa é suportada e quanto da largura de banda disponível ela consumiria. Todos os cálculos utilizam as especificações oficiais da VESA, incluindo o overhead de codificação adequado e os intervalos de blanking CVT-RBv2.

Como funciona

A calculadora segue estas etapas:

  1. Determinar a taxa de dados disponível: Multiplicar a largura de banda por lane pelo número de lanes e, em seguida, aplicar o fator de eficiência de codificação (80% para 8b/10b, ~96,7% para 128b/132b)
  2. Calcular bits por pixel: Multiplicar a profundidade de cor (bits por componente) pelo número de componentes do formato de cor escolhido — 3 para RGB e YCbCr 4:4:4, 2 para YCbCr 4:2:2, 1,5 para YCbCr 4:2:0
  3. Calcular o total de pixels por quadro: Adicionar os intervalos de blanking CVT-RBv2 (80 horizontal, 58 vertical) à resolução ativa para obter a contagem total de pixels incluindo o blanking
  4. Calcular a taxa de atualização máxima: Dividir a taxa de dados disponível pelos bits necessários por quadro (total de pixels × bits por pixel)

$$\text{Max Hz} = \frac{\text{Lanes} \times \text{Taxa por lane} \times \text{Eficiência de codificação}}{(\text{Largura} + 80) \times (\text{Altura} + 58) \times \text{BPC} \times \text{Componentes}}$$

Opções explicadas

  • Versão do DisplayPort — Seleciona quais modos de link rate estão disponíveis. DP 1.0–1.1a suporta até HBR, DP 1.2 adiciona HBR2, DP 1.3–1.4a adiciona HBR3, e DP 2.0–2.1a adiciona UHBR 10/13,5/20
  • Link rate — A velocidade de transmissão por lane. Varia de RBR (1,62 Gbit/s) a UHBR 20 (20 Gbit/s). Link rates mais altos suportam resoluções e taxas de atualização maiores
  • Lanes — Número de lanes de dados (1, 2 ou 4). O DisplayPort padrão usa 4 lanes. Algumas configurações, como lane única ou dupla, são usadas em setups embarcados ou Thunderbolt
  • Resolução — Escolha entre predefinições comuns (720p a 8K, incluindo ultrawide) ou insira uma resolução personalizada
  • Formato de cor — RGB e YCbCr 4:4:4 usam largura de banda completa; YCbCr 4:2:2 usa ~33% menos; YCbCr 4:2:0 usa ~50% menos
  • Profundidade de cor — Bits por componente de cor, de 6 bpc (básico) a 16 bpc (deep color). Maior profundidade significa mais largura de banda por pixel
Link Rate Por Lane Codificação Versão DP Taxa de Dados com 4 Lanes
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

Exemplos

4K 144 Hz com HDR de 10 bits (RGB):

  • DisplayPort 1.4 com HBR3 (4 lanes) fornece 25,92 Gbit/s de taxa de dados
  • 4K a 144 Hz com RGB de 10 bpc requer ~29,01 Gbit/s — excede a capacidade do HBR3
  • Solução: Use DP 2.0 com UHBR 10, ou mude para YCbCr 4:2:2 para reduzir a largura de banda em 33%

1440p 240 Hz para jogos:

  • Com RGB de 8 bpc, isso requer ~17,76 Gbit/s
  • HBR2 (17,28 Gbit/s) fica ligeiramente abaixo — HBR3 ou superior é necessário

Funcionalidades

  • Abrange todas as versões do DisplayPort de 1.0 a 2.1a com disponibilidade precisa de link rate por versão
  • Calcula a viabilidade para seis taxas de atualização comuns (60, 120, 144, 165, 240, 360 Hz) com percentuais de utilização de largura de banda
  • Suporta resoluções personalizadas e 10 predefinições integradas, incluindo formatos ultrawide
  • Considera o overhead de blanking CVT-RBv2 em todos os cálculos
  • Utiliza as eficiências de codificação oficiais da VESA: 80% para 8b/10b e ~96,7% para 128b/132b

Casos de uso

  • Compra de monitor: Verifique se uma versão específica do DisplayPort na sua GPU consegue suportar um monitor de alta taxa de atualização ou alta resolução antes de comprar
  • Verificação de cabo: Determine se o seu cabo DisplayPort e a versão do port suportam a combinação desejada de resolução e taxa de atualização
  • Planejamento de precisão de cores: Entenda as compensações de largura de banda ao escolher entre profundidade de cor de 8 bits e 10 bits para criação de conteúdo HDR