DisplayPort 2.1 คืออะไร ? แตกต่างจาก HDMI 2.1 อย่างไร ?

DisplayPort 2.1 คืออะไร ?

ในยุคของการเปลี่ยนแปลงดิจิทัลที่รวดเร็ว เทคโนโลยีการแสดงผลยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการที่สูงขึ้นทั้งในด้านคุณภาพภาพ, ความเร็ว และการใช้งานที่หลากหลาย การมาถึงของมาตรฐาน DisplayPort 2.1 ได้ยกระดับเทคโนโลยีการแสดงผลไปอีกขั้น

บทความนี้เราจะมาอธิบายเกี่ยวกับมาตรฐาน DisplayPort 2.1 รวมถึงการเปรียบเทียบกับมาตรฐานเวอร์ชันก่อนหน้า การเปรียบเทียบกับมาตรฐานการเชื่อมต่อหน้าจออย่าง HDMI 2.1 จะเป็นอย่างไร ? มาอ่านกัน

DisplayPort คืออะไร ? (What is DisplayPort ?)

ก่อนอื่น เรามาทำความรู้จักกับมาตรฐาน DisplayPort กันก่อนสักเล็กน้อย

DisplayPort เป็นอินเทอร์เฟส (Interface) การแสดงผลดิจิทัลที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในวงการคอมพิวเตอร์ มันถูกใช้เพื่อส่งสัญญาณภาพวิดีโอจาก คอมพิวเตอร์ (PC) ไปยังจอภาพที่เชื่อมต่อ แต่มันก็สามารถใช้ส่งสัญญาณเสียง และข้อมูลได้ด้วย มันเป็นมาตรฐานที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อแทนที่อินเทอร์เฟสการเชื่อมต่อแบบเก่าอย่าง VGA และ DVI แต่ DisplayPort  ยังคงสามารถใช้งานร่วมกับอินเทอร์เฟสแบบเก่าได้อยู่ผ่านตัวอะแดปเตอร์แปลง

DisplayPort มักถูกมองว่าเป็นคู่แข่งกับ HDMI โดยทั่วไปแล้ว DisplayPort มีแบนด์วิดท์ที่สูงกว่า แต่ว่าคุณสมบัติบางอย่างที่ HDMI มีอยู่ ทาง DisplayPort อาจไม่มีให้ใช้งาน

DisplayPort เวอร์ชันแรกเปิดตัวในปี ค.ศ. 2006 (พ.ศ. 2549) และได้ผ่านการพัฒนามาหลายเวอร์ชัน โดย DisplayPort 1.4 เป็นเวอร์ชันที่ได้รับความนิยมที่สุด และยังคงสามารถพบได้ในการ์ดจอ และจอภาพรุ่นใหม่ ๆ หลากหลายรุ่น

DisplayPort ใช้หัวเชื่อมต่อแบบไม่สามารถกลับด้านได้ที่มี 20 พิน ตัวหัวมีระบบล็อกเพื่อยึดสายไว้ไม่ให้หลุดง่าย ๆ เคยมีการทำหัวขนาดเล็กที่เรียกว่า Mini DisplayPort แต่ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมแล้ว โดยมี พอร์ต USB-C ที่สามารถใช้งาน DisplayPort ได้ผ่านโหมด DisplayPort Alt Mode มาแทนที่ ซึ่งเป็นวิธีที่ช่วยให้สาย USB-C สามารถใช้ โปรโตคอล (Protocol) ของ DisplayPort เพื่อส่งสัญญาณวิดีโอ และสัญญาณเสียง พร้อมกับข้อมูลไปยังจอแสดงผลที่รองรับได้

ภาพจาก : https://www.xenarc.com/different-types-of-monitor-ports.html

DisplayPort 2.1 คืออะไร ? (What is DisplayPort 2.1 ?)

DisplayPort 2.1 เป็นมาตรฐานเวอร์ชันล่าสุดของเทคโนโลยี DisplayPort เฉกเช่นเดียวกับ HDMI 2.1 มันเป็นการอัปเกรดครั้งสำคัญจากรุ่นก่อน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่มีอุปกรณ์ไหนที่เคยใช้มาตรฐาน DisplayPort 2.0 มาก่อน ซึ่งจากข้อมูลที่ทางสมาคมมาตรฐานอิเล็กทรอนิกส์วิดีโอ (Video Electronics Standards Association - VESA) ผู้ดูแลมาตรฐาน DisplayPort ได้ชี้แจงทำให้ดูเหมือนว่า DisplayPort 2.0 จะถูกข้ามไปเลย ดังนั้น DisplayPort 2.1 จึงเป็นเวอร์ชันแรกที่ใช้ประโยชน์จากสิ่งที่ถูกพัฒนาใน DisplayPort 2.0 ด้วย พร้อมทั้งมีคุณสมบัติเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงมาตรฐานของสาย DisplayPort ความเร็วสูง และปรับปรุงการรวมโปรโตคอล DisplayPort กับ USB-C

VESA เปิดตัวมาตรฐาน DisplayPort 2.1 ในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2022 (พ.ศ. 2565) โดยมีการเสนอข้อกำหนดของสายเคเบิลมาตรฐานใหม่ เพื่อรองรับแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้น สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ สาย "DP40" และ "DP80" โดยสาย DP40 สามารถรองรับได้สูงสุดถึง 40 Gbps ในขณะที่สาย DP80 สามารถรองรับแบนด์วิดท์สูงสุดของ DisplayPort 2.1 ที่ 80 Gbps

ภาพจาก : https://www.amazon.com/Cable-Matters-Certified-DisplayPort-FreeSync/dp/B0CHK5NS87

หากเรามีหน้าจอภาพที่มีความละเอียดสูง และอัตราการรีเฟรชสูง ก็ควรจะต้องใช้สาย DP80 เพื่อใช้ประโยชน์สูงสุดจากความสามารถของ DisplayPort 2.1 แต่ถ้าหน้าจอที่มีไม่ได้มีสเปคสูงมาก การเลือกใช้สาย DP40 ก็อาจเพียงพอ และถึงแม้ว่า DisplayPort 2.1 จะสามารถใช้งานย้อนหลังกับ DisplayPort เวอร์ชันเก่าได้ แต่การใช้สายเก่าอาจจำกัดประสิทธิภาพ ดังนั้นควรใช้สายที่ได้รับการรับรองสำหรับมาตรฐานใหม่

ระดับของ DisplayPort 2.1 (DisplayPort 2.1 Tier)

DisplayPort 2.1 เป็นมาตรฐานที่มีการแบ่งระดับ ออกเป็น 3 ระดับ โดยที่แต่ละระดับมีแบนด์วิดท์สูงสุดที่แตกต่างกัน ประกอบไปด้วย UHBR10, UHBR13.5 และ UHBR20

UHBR ย่อมาจาก "Ultra-High-Bit-Rate" โดยมีตัวเลขแสดงถึงแบนด์วิดท์สูงสุดต่อช่องข้อมูล เนื่องจากมาตรฐาน DisplayPort รองรับสี่ช่องข้อมูล เราสามารถคำนวณแบนด์วิดท์รวมสำหรับแต่ละระดับเป็น Gbps ได้โดยการคูณตัวเลขนั้นด้วย "4"

อย่างไรก็ตาม แบนด์วิดท์รวมไม่เท่ากับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดที่ DisplayPort 2.1 แต่ละระดับสามารถทำได้ เพราะต้องแบ่งไปใช้สำหรับกิจกรรมอื่นด้วย เช่น การเข้ารหัสข้อมูลต่าง ๆ ดังนั้น อัตราการส่งข้อมูลสูงสุดของแต่ละระดับจึงต่ำกว่าค่าแบนด์วิดท์สูงสุด

จะเห็นได้ว่า แม้แต่ระดับที่ช้าที่สุด UHBR10 ของ DisplayPort 2.1 ก็ยังมีแบนด์วิดท์สูงกว่า DisplayPort 1.4 ประมาณ 20% ทำให้มันสามารถรองรับ ความละเอียด 4K ที่ 240Hz พร้อมสี 10 บิต และ Display Stream Compression (DSC เป็นเทคนิคบีบอัดสัญญาณภาพแบบ Lossless) หรือความละเอียด 1440p ที่ 500Hz พร้อมสี 10 บิตและ DSC ได้

ประวัติความเป็นมาของ DisplayPort 2.1 (History of DisplayPort 2.1)

DisplayPort 1.0 เปิดตัวครั้งแรกในปี ค.ศ. 2006 (พ.ศ. 2549) โดย VESA ซึ่งเมื่อเทียบกับ DVI และ HDMI ในเวลานั้น มันมีแบนด์วิดท์ที่สูงกว่ามาก และสามารถเชื่อมต่อจอภาพหลายจอจากพอร์ตเดียวได้ DisplayPort 1.2 ตามมาในปี ค.ศ. 2010 (พ.ศ. 2553) โดยเพิ่มแบนด์วิดท์เป็น 17.28 Gbps จากเวอร์ชันแรกที่ทำได้ 10.8 Gbps

แต่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 2014 (พ.ศ. 2557) กับการมาถึงของ DisplayPort 1.3 ซึ่งเพิ่มแบนด์วิดท์สูงสุดเป็นสองเท่าทำได้ถึง 32.4 Gbps ทำให้มันสามารถรองรับความละเอียด 5K ที่ 60 Hz พร้อมสีระดับ 30 บิตได้ ตามมาด้วย DisplayPort 1.4 ซึ่งเปิดตัวในปี ค.ศ. 2016 (พ.ศ. 2559) โดยเพิ่มการรองรับความละเอียดสูงกว่าเดิม, รองรับ High Dynamic Range (HDR) และปรับปรุงการทำงานด้านต่าง ๆ ให้ดีขึ้นด้วยเข้าสู่ยุคของ DisplayPort 2.0 ในปี ค.ศ. 2019 (พ.ศ. 2562) VESA ตัดสินใจข้ามเวอร์ชัน 1.5 ไป ก้าวกระโดดไปที่เวอร์ชัน 2.0 ซึ่งเพิ่มแบนด์วิดท์สูงสุดถึง 77.4 Gbps

สรุปสั้น ๆ คือ การมาของ DisplayPort 2.0 ทำให้หน้าจอสามารถแสดงผลความละเอียดสูง ในอัตรารีเฟรชภาพสูงได้ เพื่อตอบโจทย์การเล่นเกม, งานวิดีโอ, งานออกแบบ CAD หรืองานใด ๆ ก็ตามที่ต้องการคุณภาพการแสดงผลระดับสูง อย่างไรก็ตาม แทบไม่มีอุปกรณ์ที่รองรับ DisplayPort 2.0 ถูกผลิตออกมาเลย มีเพียงโน้ตบุ๊กจาก AMD เพียงบางรุ่นเท่านั้นที่รองรับ

ในเดือนมกราคม ค.ศ. 2023 (พ.ศ. 2566) VESA ประกาศเปิดตัว DisplayPort 2.1 โดยเป็นการอัปเดตเพิ่มเติมจาก 2.0 ซึ่งเพิ่มแบนด์วิดท์สูงสุดจาก 77.4 Gbps เป็น 80 Gbps แม้จะไม่ใช่การเพิ่มที่มากนัก แต่ความเร็วที่มากขึ้นย่อมดีกว่า เป้าหมายหลักของ DP 2.1 คือ

• เพิ่มแบนด์วิดท์ให้สูงขึ้นเพื่อรองรับความสามารถของจอภาพยุคใหม่ และอนาคต
• เพิ่มความละเอียดของการแสดงผล ด้วยการเพิ่มจำนวนบิตต่อพิกเซลให้สูงขึ้นเพื่อคุณภาพภาพที่น่าทึ่ง
• เพิ่มอัตราการรีเฟรชเพื่อความราบรื่นในการแสดงภาพเคลื่อนไหว และการตอบสนองที่ดีขึ้น
• ลดความหน่วงเวลาสำหรับเทคโนโลยี VR/AR และการเล่นเกม
• เชื่อมต่อจอความละเอียดสูงหลายจอจากพอร์ตเดียว หรือการทำ Daisy Chain

ภาพจาก : https://cabletimetech.com/en-th/blogs/knowledge/displayport-2-1-guide

คุณสมบัติที่น่าสนใจของ DisplayPort 2.1 (Interesting Features and Functions of DisplayPort 2.1)

แบนด์วิดท์ และความละเอียด

ด้วยแบนด์วิดท์ขนาด 80 Gbps ทำให้ DisplayPort 2.1 รองรับการแสดงผลได้คุณภาพสูงกว่าเดิมมาก โดยทำได้ดังนี้

• ความละเอียด 16K (15,360 x 8,460) 1 จอ ที่ 60 Hz 4:4:4 HDR (DSC)
• ความละเอียด 8K (7,680 x 4,320) 2 จอ ที่ 120 Hz 4:4:4 HDR (DSC)
• ความละเอียด 10K (3,840 x 2,160) 3 จอ ที่ 60 Hz 4:4:4 HDR (DSC)

UHBR 20

DisplayPort 2.1 สามารถทำอัตราส่งข้อมูลข้อมูลได้สูงถึง 80 Gbps ผ่านเทคโนโลยีใหม่อย่าง UHBR 20 ทำให้แต่ละช่องสามารถรับข้อมูลได้สูงสุดถึง 20 กิกะบิตต่อวินาที เป็นการก้าวกระโดดจาก 10 กิกะบิตต่อช่องใน UHBR 13 ที่ใช้ในเวอร์ชันก่อนหน้า

High Dynamic Range (HDR)

HDR ช่วยให้จอแสดงผลสามารถแสดงระดับความสว่างได้กว้างขึ้น เมื่อเทียบกับช่วงไดนามิกมาตรฐาน (SDR) แบบดั้งเดิม ทำให้ภาพดูสมจริงขึ้นจากความแตกต่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างจุดที่สว่างที่สุด และจุดที่มืดที่สุด

เกม, ภาพยนตร์ และภาพถ่าย สามารถดูโดดเด่นขึ้นได้ด้วย HDR โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเนื้อหาอย่างฉากการระเบิด, พระอาทิตย์ขึ้น หรือแสงจากไฟฉาย

DisplayPort 2.1 รองรับโปรไฟล์ HDR10 โดย HDR10 สามารถเข้ารหัสได้ 10 บิตต่อช่องสี (แดง เขียว น้ำเงิน) ซึ่งรวมเป็น 30 บิตต่อพิกเซล โดยมีแบนด์วิดท์เพียงพอที่จะใช้งาน HDR10 ที่ 4K 120 Hz หรือ 8K 60 Hz

Display Stream Compression (DSC)

การส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลผ่านสาย DisplayPort ทำให้เกิดความร้อน เพื่อช่วยควบคุมอุณหภูมิไม่ให้สูงเกินไป DP 2.1 ใช้มาตรฐานการบีบอัดข้อมูล Display Stream Compression (DSC) ที่ VESA พัฒนาขึ้นมา

DSC ทำงานด้วยการบีบอัดข้อมูลแบบ Lossless ไม่สูญเสียคุณภาพในระดับที่มนุษย์สามารถสังเกตเห็นได้ ลดขนาดสตรีมข้อมูลในอัตราบีบอัดได้สูงสุดถึง 3:1 ทำให้สามารถรองรับความละเอียด และอัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้น โดยการบีบอัดนี้ทำงานอยู่เบื้องหลัง โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากผู้ใช้

เชื่อมต่อหลายหน้าจอ

นี่อาจเป็นลูกเล่นที่คนไม่ค่อยรู้จักกันมากนัก บางคนไม่รู้ด้วยซ้ำว่าสามารถทำได้ แต่ DisplayPort สามารถเชื่อมต่อได้หลายหน้าจอด้วยพอร์ตเพียง 1 ช่อง โดยมันเรียกว่า Daisy Chain

ด้วยแบนด์วิดท์ที่สูง การเชื่อมต่อแบบ Daisy Chain จึงมีประสิทธิภาพสูงขึ้นตามไปด้วย สามารถใช้งานจอภาพ 4K สามจอที่อัตรา 90Hz หรือจอภาพ 8K สองจอที่อัตรา 120Hz จากพอร์ตเดียว DP 2.1 ยังรองรับการสตรีมวิดีโอจากหลายแหล่งบนสายเคเบิลเส้นเดียว ตัวอย่างเช่น เราสามารถเล่นเกม 4K บนจอภาพหนึ่ง และเล่นวิดีโอ 1080p บนจอภาพที่สองได้

ภาพจาก : https://ru.uniaccessories.com/en/blogs/blog/displayport-daisy-chaining-for-multiple-monitors-hacks

สัญญาณเสียงคุณภาพสูง

DisplayPort 2.1 รองรับสัญญาณเสียงคุณภาพสูง พร้อมกับวิดีโอ โดย DP 2.1 สามารถส่งสัญญาณเสียงที่อัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุดถึง 192 kHz ด้วยความลึกของเสียง 24 บิต

ในขณะที่ USB-C กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในฐานะโซลูชันการเชื่อมต่อแบบสายเดียวที่ครบครัน DisplayPort 2.1 เพิ่มการรองรับ USB-C Alt Mode ช่วยให้ พอร์ต USB-C สามารถส่งสัญญาณวิดีโอ และเสียง จาก DisplayPort ได้โดยตรงผ่านพอร์ต และสาย USB-C

ตารางเปรียบเทียบ DisplayPort 2.1 กับ HDMI 2.1 (DisplayPort 2.1 and HDMI 2.1 Comparison Table)

ปัญหาของ DisplayPort 2.1 (DisplayPort 2.1 Issues)

ในขณะที่ DisplayPort 2.1 เป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจ มันก็มาพร้อมกับเรื่องน่าปวดหัวหลายอย่าง

ปัญหาแรกคือ ผลิตภัณฑ์ที่จะได้รับใบรับรอง (Certified) DisplayPort 2.1 ไม่จำเป็นต้องรองรับ UHBR ทุกระดับ ถ้าหากเราเข้าไปดูหน้าเว็บของ VESA ที่มีการประกาศเอกสาร DisplayPort 2.1 จะพบข้อแนะนำดังต่อไปนี้

Due to this effort, all previously certified DisplayPort 2.0 products including UHBR (Ultra-high Bit Rate) capable products – whether GPUs, docking station chips, monitor scalar chips, PHY repeater chips such as re-timers, or DP40/DP80 cables (including both passive and active, and using full-size DisplayPort, Mini DisplayPort or USB Type-C connectors) – have already been certified to the stricter DisplayPort 2.1 spec.

แปลแบบสรุปง่าย ๆ ได้ว่า อุปกรณ์ที่ผ่านเกณฑ์ DisplayPort 2.0 และรองรับ UHBR จะถือว่าเป็น DisplayPort 2.1 ได้ด้วย นั่นทำให้การเลือกซื้ออุปกรณ์มาใช้ เราจำเป็นต้องศึกษาข้อมูลให้ดี เพราะเราอาจได้อุปกรณ์ที่ฮาร์ดแวร์ไม่รองรับการทำงานของ DisplayPort 2.1 ได้อย่างสมบูรณ์แบบมาใช้งาน

โชคยังดีที่ VESA มีการออกแบบป้ายแบนด์วิดท์ DP 2.1 เพื่อให้ผู้บริโภคเข้าใจง่ายขึ้นออกมาด้วย โดยมี 3 รูปแบบ คือ DP40, DP54 และ DP80 โดยตัวเลขจะแสดงถึงแบนด์วิดท์สูงสุดเป็น Gbps ดังนั้น หากคุณวางแผนที่จะซื้อสาย DP 2.1 ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีหนึ่งในป้ายดังกล่าวแสดงอยู่ ตามภาพด้านล่าง

ภาพจาก : https://www.howtogeek.com/displayport-21-explained/

ปัญหาถัดมาคือ หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ของ NVIDIA ในปัจจุบันนี้ (ซีรีส์ 4000) ยังไม่รองรับ DP 2.1 แต่ดูเหมือนว่าซีรีส์ 5000 จะรองรับแล้ว ส่วน AMD RDNA 3 และ Intel Arc B580 รองรับ DP 2.1 UHBR 13.5 แล้ว

อย่างไรก็ตาม ต่อให้การ์ดจอรองรับ หน้าจอแสดงผลที่ใช้ประโยชน์จาก DP 2.1 ได้ เช่น จอ 16K HDR ก็ยังไม่มีวางจำหน่ายเช่นกัน

สรุปเกี่ยวกับ DisplayPort 2.1 (DisplayPort 2.1 Conclusion)

การที่เทคโนโลยีพัฒนาให้ดีขึ้น เป็นธรรมชาติของวงการนี้ DisplayPort 2.1 รองรับความละเอียดมากขึ้น, อัตราการรีเฟรชที่เร็วขึ้น และแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้น มันก็น่าสนใจที่เราได้เห็นการอัปเดตใหม่ ๆ

ประโยชน์แท้จริงของ DisplayPort 2.1 อยู่ที่ความสามารถในการรองรับความละเอียด 8K หรือแม้กระทั่ง 16K แต่นั่นก็เป็นความละเอียดที่คนทั่วไปไม่ได้ใช้กัน และยังไม่ค่อยมีการผลิตคอนเทนต์ความละเอียดสูงขนาดนั้นออกมาด้วยซ้ำ

แต่ DP 2.1 ก็แสดงให้เห็นว่า มันช่วยทำให้จอแสดงผล และการเชื่อมต่อ มีประสิทธิภาพเพียงพอต่อการใช้งานในอนาคตแล้ว