多顯示器將成為DisplayPort的殺手級應(yīng)用

DisplayPort從努力建立新的外部和內(nèi)部視頻接口到成為新一代PC互連和可行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互連視頻接口走了很長一段路。我們在今天現(xiàn)有的視頻接口之外為什么還需要另一個視頻接口是經(jīng)常遇到的問題。在英文縮寫 VGA、 DVI、HDMI、RGB、LVDS、mLVDS 和 RSDS 中增加 DisplayPort，人們經(jīng)常持懷疑態(tài)度不足為奇。隨著由系統(tǒng)OEM、芯片組供應(yīng)商和設(shè)備制造商組成的VESA成員的聯(lián)合推廣工作，DisplayPort 已成為得到整個行業(yè)支持和聯(lián)盟的新一代視頻接口。

展望未來，當(dāng)傳統(tǒng)的模擬接口和 DVI 接口逐漸退出市場的時候，DisplayPort的靈活性和新一代技術(shù)特性，如多顯示支持將鞏固其市場成功地位，將DisplayPort在市場的出現(xiàn)納入主流。

什么是DisplayPort?

DisplayPort是一個全數(shù)字視頻接口，旨在作為內(nèi)部接口選擇取代LVDS，并作為外部接口取代DVI/VGA。它采用具有嵌入式時鐘，而不是具有獨立時鐘和數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)順序數(shù)據(jù)流的基于微封包的架構(gòu)，這常見于LVDS、DVI和VGA 接口。除了主要的視頻數(shù)據(jù)，微封包可攜帶輔助數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，實現(xiàn)如多顯示器和多顯示器支持的獨特功能。DisplayPort的主要數(shù)據(jù)通道可配置成1、2 或 4 個高速SerDes通道，每個通道提供2.7 Gbps或1.62 Gbps。高達10.8 Gbps 的總帶寬在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。取決于你想支持的分辨率大小，可以最大限度地減少通道數(shù)量。隨著新一代的DisplayPort 1.2的到來，帶寬將會翻一番。這一切發(fā)生的同時將保持連接器、電纜的一致性和完全向后兼容，而不會分裂現(xiàn)有和未來的DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)。

DisplayPort 接口還包括熱插拔檢測(HPD)信號，用于建立鏈路，并確定顯示器何時可連接到 PC。熱插拔檢測通過一個叫做鏈路訓(xùn)練的程序通知源建立一個鏈路。在此過程中，源和接收器將確定是否這四個通道都需要。

DisplayPort所特有的輔助通道是通過源進行鏈路管理、狀態(tài)、配置和控制的低速“旁通道”通信通道。AUX通道可利用融入USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的新一代功能提供1Mbps的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向視頻和音頻通信。
 

圖1：采用輔助通道和熱插拔檢測的 DisplayPort。

多流、多顯示器

支持這種新的基于微封包的視頻接口架構(gòu)的獨特優(yōu)勢之一是能夠支持新的很酷的功能，從這個角度來講，也可以用一個數(shù)字端口支持多個顯示器。DisplayPort的殺手級功能是用一個數(shù)字輸出端口支持不受限的多顯示器能力，并以零延遲實現(xiàn)全部顯示功能，而沒有顯示器應(yīng)用的局限性，并能提供最低功耗的多顯示器解決方案。這些都可以合理的價位完成，并提供真正的即插即用和免服務(wù)的運行。

哪些客戶將采用該解決方案？

DisplayPort 的多顯示器支持功能非?？?，但最重要的問題是，哪些客戶將采用該解決方案？許多現(xiàn)實世界的應(yīng)用都有多顯示器。其中包括：

　　· 要求充分顯示全景的硬核視頻游戲者，這有助于他們沉浸于游戲

　　· 需要在一個單寬窗口中完成整個設(shè)計布局的CAD 設(shè)計工程師

　　· 需要顯示原理圖和布局，同時運行模擬的電路設(shè)計工程師

　　· 需要同時編碼和查看流程圖和文件的計算機編程人員

　　· 需要查看超寬電子表格的試算表會計師

　　· 需要一次編排多個剪輯、實時編輯節(jié)目播出表的電影工作室編輯

　　· 需要即時編輯和展示多張照片的繪圖設(shè)計師

　　· 需要即時瀏覽多張照片和選片的攝影師

　　· 需要即時跟蹤多支股票、債券、顧客信息和電子表格的金融機構(gòu)

　　· 需要同時監(jiān)測和運行多項應(yīng)用的政府機構(gòu)

　　· 需要即時顯示多個客戶，并同時瀏覽其他后臺數(shù)據(jù)的呼叫中心

　　· 用多個文件和電子表格工作，同時還要回復(fù)郵件和網(wǎng)上搜索的辦公室用戶

　　· 一邊聊天一邊看電視或在 Facebook 上聊天的家庭用戶

每項應(yīng)用都對DisplayPort多顯示器解決方案提出了特殊需求，以幫助改善用戶體驗和/或全面提高工作效率和生產(chǎn)率。的確，多顯示器解決方案可以提高效率和生產(chǎn)率。Fraunhofer IAO Laboratory 2009年2月的調(diào)查結(jié)果表明，與那些單顯示器相比，“有三個顯示器的車間生產(chǎn)率提高了35.5%”。調(diào)查進一步強調(diào)，與多個顯示器相比，一個較大的顯示器只能最低限度地提高生產(chǎn)率。

今天要充分利用針對PC的多顯示器只有很少的選擇。對于臺式機來說，用戶需要為每個增加的顯示器安裝一個顯卡，或安裝具有多路輸出功能的昂貴的多頭顯卡。對于筆記本，必須使用有外置盒或連接到 VGA 端口的外置盒的PCMCIA/Cardbus卡。最后，對于筆記本和臺式機，基于 USB 的解決方案可提供這些多顯示器解決方案。

盡管如此，上述解決方案具有其各自的問題和缺點。其中包括：1）成本較高：每個額外的卡和外置盒的價格范圍可從雙顯示器解決方案的150美元到4個顯示器支持的600元以上；2）需要更多維護：IT或者熟練的技術(shù)人員需要打開盒子安裝顯卡；3）支出的限制：增加顯示器可能要求升級顯卡或外置盒；4）額外的功耗：多個卡和多頭顯卡消耗多達100瓦或更高的電量。

一些 USB 方案的局限性包括：1）由于USB的帶寬限制進行壓縮所導(dǎo)致的視頻質(zhì)量損失；2）繁重的CPU和內(nèi)存資源負(fù)擔(dān)；3）與系統(tǒng)操作系統(tǒng)不兼容的驅(qū)動程序；4）難以通過Windows 硬件認(rèn)證實驗室認(rèn)證，尤其是驅(qū)動升級；5）不能支持高清內(nèi)容保護(HDCP)以播放好萊塢電影，使完全依賴該解決方案成為挑戰(zhàn)。

DisplayPort的多顯示器解決方案

有這樣一款解決方案能克服所有的這些挑戰(zhàn)，并以合理的成本提供易于使用的多顯示器解決方案嗎？是的，利用DisplayPort技術(shù)的多顯示器解決方案就可以。

采用DisplayPort技術(shù)及其微封包架構(gòu)，有兩種方式支持多顯示器：采用集線器架構(gòu)的 DisplayPort適配器，或采用單鏈路的菊鏈級聯(lián)方式。系統(tǒng)方案可集成到顯示器、主板或擴展底座。微封包架構(gòu)可實現(xiàn)多個音頻和視頻及其他數(shù)據(jù)類型的同時傳輸，實現(xiàn)多個視頻和音頻包在同一根電纜上的傳輸。利用該微封包架構(gòu)，加上10.8 Gbps的鏈路速度，DisplayPort可實現(xiàn)畫中畫效果，或通過一個獨立連接的或集線器方案實現(xiàn)多個菊鏈顯示器。

盡管DisplayPort 1.2將作為該規(guī)范的主要特征滿足多顯示器支持，支持菊鏈和集線器操作的解決方案完全符合目前的DisplayPort 1.1標(biāo)準(zhǔn)。

菊鏈與集線器

有兩種方法實現(xiàn)DisplayPort的多顯示器解決方案——菊鏈或集線器

在菊鏈或級聯(lián)模式下，來自DisplayPort PC源的輸出以單鏈路連接到后續(xù)顯示器。該顯示器包括DisplayPort接收和傳送功能。

在集線器模式下，你擁有來自PC源的一個DisplayPort輸入，扇出到兩個或更多顯示器。這將要求獨立的dongle適配器，以服務(wù)于現(xiàn)有的PC設(shè)備和具有DisplayPort功能的顯示器。

與其他解決方案的優(yōu)勢對比

與現(xiàn)有的傳統(tǒng)多顯示器方案相比，DisplayPort主要優(yōu)勢是什么呢？首先，DisplayPort方案可以是完全的硬件方案。顯示器、主板、擴展底座和適配器可以是真正的、易用的即插即用系統(tǒng)。源設(shè)備(GPU/顯示驅(qū)動器)不需要改變，并能與所有具有DisplayPort接口的PC協(xié)作(無論是筆記本或臺式機)。DisplayPort多顯示器解決方案的另一個主要特點是無需微軟WHQL認(rèn)證，因為它是純粹通過硬件實現(xiàn)的解決方案。

此外，由于基于DisplayPort的方案是基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，符合DisplayPort v1.1a、VESA直驅(qū)顯示器、HDCP v1.3和EDID v1.4，與其他基于USB的基于專有方案相比，具有更廣泛的行業(yè)支持和全面的互操作性。單源方案不是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)為各種行業(yè)采用時，它還面臨著挑戰(zhàn)。只有開放的市場競爭才能實現(xiàn)成本效益。

具有DisplayPort功能的多顯示器解決方案的另一關(guān)鍵技術(shù)特性是一些系統(tǒng)解決方案可利用基于此標(biāo)準(zhǔn)的DisplayPort電纜的自備電源運行。由于DisplayPort電纜能輸送1.5瓦的電量，各種顯示器適配器可用自備電源運行，不需要一個獨立AC電源來運行設(shè)備。如果你比較一下這個和任何一個多頭顯卡設(shè)置或多個消耗100W以上的顯卡解決方案，DisplayPort解決方案明顯可以節(jié)省功耗。

隨著更高分辨率顯示器需求的不斷增加，越來越多的更高分辨率的顯示器需要多顯示器，利用即將推出的DisplayPort 1.2增強方案，DisplayPort可進行縮放擴展。實現(xiàn)更高分辨率支持的主要貢獻者是將帶寬增加一倍至21.6 Gbps。這將有助于在多顯示器環(huán)境中實現(xiàn)更高分辨率的多顯示器多流視頻/音頻數(shù)據(jù)。

最后，任*技術(shù)，必須有一個平穩(wěn)的過渡，以支持傳統(tǒng)顯示器。由于DisplayPort大量的各種轉(zhuǎn)換和橋接解決方案，所有傳統(tǒng)顯示器都可以有效利用新的DisplayPort解決方案，來支持多顯示器解決方案。比如，內(nèi)置轉(zhuǎn)換功能的集線器可縮小差距，支持采用DVI、HDMI或VGA的傳統(tǒng)顯示器的DsiplayPort PC。

總結(jié)

DisplayPort 的殺手級應(yīng)用能夠更有效和更具成本效益地支持多顯示器，而沒有因為來自一個數(shù)字輸出端口的顯示應(yīng)用局限性而導(dǎo)致的延遲問題。這個獨特和通用需求到現(xiàn)在為止還沒有得到解決。DisplayPort 技術(shù)滿足了這種需求。