• Thứ Tư, 12/03/2008 06:49 (GMT+7)

    DisplayPort – Tương lai của giao tiếp hiển thị cho PC

    Chuẩn VGA-Dsub đã tồn tại hơn 10 năm và DVI cũng đã đạt tuổi thọ tương đối. Song song với với sự xuất hiện mới đây của HDMI trong mảng thị trường phổ thông, một chuẩn khác đang ngày càng lớn mạnh là DisplayPort.

    Có lẽ trong dòng chảy công nghệ cuồn cuộn hiện nay, chuẩn giao tiếp giữa màn hình và máy tính là ít thay đổi nhất. Chuẩn VGA-Dsub đã tồn tại hơn 10 năm và DVI cũng đã đạt tuổi thọ tương đối. Song song với sự xuất hiện mới đây của HDMI trong mảng thị trường phổ thông, một chuẩn khác đang ngày càng lớn mạnh là DisplayPort. Hiện có khá nhiều luồng ý kiến tiêu cực về DisplayPort như tại sao lại phải chi thêm tiền trong khi DVI đã quá đủ và HDMI là đối tượng thay thế rất phù hợp? Bài viết này sẽ trình bày vài nét cơ bản về DisplayPort.

    I. Tại sao lại cần DisplayPort:


    Mặc dù DVI (đặc biệt là DVI Dual-Link) có thể đảm nhận tốt việc truyền tải tín hiệu hình ảnh với độ phân giải cao, tần số thấp và độ sâu màu 24-bit nhưng thực tế với sự tăng trưởng cực nhanh về màn hình và card đồ họa như hiện tại đã dần ép DVI tới giới hạn của nó.

    Về cơ bản, liên kết DVI Single-Link có thể đủ băng thông dữ liệu cho độ phân giải lên tới 1920x1200 ở 60Hz (tương đương các loại màn hình LCD 24" hiện nay) và đáp ứng được việc trình chiếu nội dung HD 1080p hoặc 1080i, khá đủ cho hầu hết người dùng. Tuy nhiên, nếu muốn những mức cao hơn, bạn sẽ phải hướng về kết nối tín hiệu tương tự hoặc DVI Dual-Link. Trong đó DVI Dual-Link dù có băng thông gấp đôi nhưng chỉ có thể tăng độ phân giải tối đa lên tới 2560x1600 bởi khi đó số điểm ảnh đã tăng gấp đôi so với 1920x1200. Mặt khác, kế tiếp của mức 2560x1600 sẽ là 3840x2400 và để hiển thị mức này, DVI Dual Link chỉ đáp ứng được tần số tín hiệu 33Hz mà thôi. Thực tế, DisplayPort không giải quyết trực tiếp vấn đề này thông qua một kết nối đơn, các nhà sản xuất buộc phải tìm ra giải pháp cho kết nối truyền 9,2 triệu điểm ảnh mỗi xung nhịp.

    Hiện tại có khá nhiều chuẩn truyền hình ảnh đang tồn tại trên thị trường máy tính, ví dụ VGA dùng tín hiệu tương tự và có rất nhiều giới hạn, nhất là ở mảng thiết bị cao cấp với độ phân giải và độ sâu màu lớn. Hơn thế nữa, nó cũng không hỗ trợ các công nghệ bảo vệ bản quyền và có thể gây rắc rối cho người dùng. Ngoài ra, LVDS (Low Voltage Differential Signaling), chuẩn giao tiếp hiển thị trong MTXT cũng đã gặp nhiều hạn chế do thiết kế của nó. LVDS cũng bị giới hạn bởi xung nhịp 112MHz nên chỉ đủ cho mức 1400x1050, còn để tải được độ phân giải lớn và độ sâu màu cao, nó yêu cầu nhiều chân tín hiệu hơn dẫn tới cáp to hơn không phù hợp với xu thế phát triển MTXT trừ các mẫu DTR (Desktop Replacement) kích thước lớn. Thêm vào đó, sự phát triển mạnh mẽ của các chuẩn giao tiếp không dây dùng sóng radio như Bluetooth, Wifi, HSPDA, WiMAX... trong MTXT khiến tín hiệu dễ bị nhiễu; chưa kể nhiều nhà sản xuất bố trí dây anten phía sau màn hình khiến cho khoảng trống cáp LVDS bị thu hẹp đáng kể.

    Một số người coi DisplayPort như một dạng chuẩn giao tiếp tự do của HDMI do không vướng phải yếu tố bản quyền, tuy nhiên HDMI nguyên thủy được thiết kế không phải dành cho máy tính cá nhân mà chủ yếu là cho các thiết bị gia đụng như HDTV, phiên bản mới nhất HDMI 1.3 có đủ băng thông cho mức 2560x1600 ở 60Hz/24bpp, đồng thời đảm nhận cả việc truyền âm thanh không nén, ở mức phân giải hình ảnh thấp hơn, nó có thể truyền độ sâu màu lên tới 48-bit, đẹp hơn nhiều so với 24-bit thông dụng hiện nay. Về cơ bản, HDMI giống như một dạng DVI Dual-Link dành cho thiết bị gia dụng và cũng chịu những giới hạn tương tự về băng thông. Thực tế, các chuẩn giao tiếp hiện hành có hạn chế nhưng vấn đề là chuẩn nào cho tương lai? Một trong những trở ngại lớn nhất là hiện có quá nhiều chuẩn khác nhau được hỗ trợ trên PC và các nhà sản xuất cần có một loại giao tiếp vừa phù hợp với PC để bàn (kết nối ngoài), vừa phù hợp với MTXT (kết nối trong). Đây chính là ý tưởng chủ đạo dẫn tới sự ra đời của DisplayPort trong năm 2006 và được nhiều tổ chức công nghiệp lớn ủng hộ như VESA (tổ chức chuẩn hình ảnh điện tử) kèm theo hàng loạt đại gia CNTT như AMD, Dell, Intel, HP, NVIDIA, Samsung... tạo điều kiện thuận lợi cho DisplayPort trở nên đại trà trong tương lai gần.

    II. Thiết kế cơ bản của DisplayPort:

    DisplayPort sử dụng một vi kiến trúc đóng gói mới cho phép các nhà sản xuất màn hình tích hợp nhiều tính năng phụ trội vào màn hình mới của họ chứ không đơn thuần chỉ là thiết bị hiển thị hình ảnh. Về mặt điện tử, DisplayPort có nhiều đặc điểm của PCI-Express và gồm 3 kênh riêng biệt: đường liên kết chính, liên kết phụ và tín hiệu nhận biết cắm nóng. Liên kết chính có thể gồm một, hai hoặc bốn làn dữ liệu với tốc độ truyền 1,6Gbit/s hoặc 2,7Gbit/s tùy vào khả năng của thiết bị gửi-nhận và đường truyền (cáp dữ liệu).

    Nếu như DVI có 2 cặp kênh dữ liệu độc lập chịu trách nhiệm quản lý xung nhịp dữ liệu thì với DisplayPort, xung nhịp được tích hợp vào kênh dữ liệu luôn và tách biệt khỏi dải dữ liệu đã được mã hóa. Trước đây, các kênh màu được phân tán vào chung với kênh dữ liệu nhưng ở DisplayPort, mỗi kênh sẽ được tách riêng dữ liệu về độ sâu màu mỗi điểm (bit per pixel – bpp) và số bit màu mỗi thành phần (bit per component – bpc) cho phép hỗ trợ số độ sâu bit thành phần từ 6 (tương đương 18-bit RGB) tới 16 (tương đương 48-bit RGB). Tuy nhiên khi mức bpc vượt quá 10 thì mắt thường khó thấy được sự cải thiện.

    Kênh dữ liệu phụ sẽ chỉ chuyển dữ liệu theo một luồng (Half-Duplex) và gồm 3 hướng liên kết với băng thông 1Mbit/s trong phiên bản DisplayPort 1.1. VESA dự kiến sẽ đẩy mức này lên cao hơn trong các phiên bản tiếp theo, tạo điều kiện cho các ứng dụng cần băng thông như webcam, microphone, loa, thậm chí USB tích hợp. Điều đó đồng nghĩa với việc dữ liệu đến và đi từ màn hình có thể đa dạng, gồm cả thông tin hình ảnh, âm thanh.

    Theo VESA, DisplayPort là giao tiếp hiển thị khả mở như đã đề cập, có thể truyền không chỉ tín hiệu hình ảnh mà còn có thể cả âm thanh và dữ liệu khác từ chip tới chip hoặc giữa các hệ thống với nhau. Nhóm phát triển HDMI cho biết HDMI chỉ nhắm tới mảng thiết bị gia dụng (theo kiểu từ hệ thống tới hệ thống) còn DisplayPort chú trọng hoàn toàn vào thị trường PC. Khác với HDMI, VESA cho biết DisplayPort sẽ là giải pháp mở nên giá thành sản xuất thấp hơn rất nhiều (chưa thể khẳng định được cho tới khi có sản phẩm - dự kiến khoảng giữa năm 2008).

    III. Chỉ số kĩ thuật của DisplayPort:

    Khả năng truyền tải đa dữ liệu của DisplayPort sẽ cho phép các nhà sản xuất tung ra những loại màn hình với thiết kế gọn gàng và đơn giản hơn do không cần nhiều bộ phận giải mã tín hiệu phức tạp, ví dụ TMDS song song, giúp giảm giá thành và điện năng tiêu thụ. Tuy nhiên, do khả năng truyền dữ liệu bảo vệ bản quyền DPCP (Display Port Content Protection) do AMD thiết kế (tương tự như HDCP trên DVI hay HDMI) với khả năng mã hóa 128bit AES, không loại trừ khả năng các nhà sản xuất card đồ họa cũng như màn hình sẽ tích hợp các bộ phận bảo vệ nội dung số dẫn tới tăng phí sản phẩm cuối. Tuy nhiên, xu thế phải có HDCP hiện nay trong các loại màn hình DVI để thưởng thức phim HD-DVD hay Bluray có bản quyền thì điều này không phải là vấn đề với DisplayPort.

    So với DVI, độ phân giải tối đa của DisplayPort không tăng lên nhiều, giới hạn từ 2560x1600 với 8bpc/60Hz lên 2560x2048 8bpc/60Hz (theo phiên bản 1.1). Tuy nhiên điểm khác biệt là với cùng độ phân giải, ví dụ 2560x1600, DisplayPort có thể cung cấp tới 10-bit dữ liệu mỗi thành phần – điều mà DVI DualLink không thể thực hiện do không đủ băng thông. Thêm vào đó, nó còn có thể hỗ trợ tới 12bpc Ycbr444 ở mức 1080p/96Hz và 12bpc YcbCr442 ở 1080p/120Hz với 4 kênh dữ liệu.

    Ở mức thông dụng 1680x1050/60Hz/ 6bpc hiện nay, DisplayPort chỉ cần một kênh dữ liệu ở đường liên kết chính và đây sẽ là kiểu liên kết thông dụng nhất trong thời kì đầu của chuẩn giao tiếp mới này.

    Nhìn xa hơn vào tương lai, VESA cho biết họ sẽ nâng chuẩn Display Port lên phiên bản 2.0 trong giai đoạn 2008-2009 để hỗ trợ độ phân giải cao hơn như 3840x2400/60Hz/8bpc và nhiều khả năng kênh phụ cũng được nâng cấp theo.

    Đọc tới đây, bạn có thể sẽ băn khoăn về khả năng tích hợp của DisplayPort vào các máy tính hiện tại. Do chuẩn mới có thể hỗ trợ giao tiếp hình ảnh cả ngoại vi lẫn nội vùng nên sẽ phải có 2 kiểu hình kết nối. Kết nối ngoại vi là thứ mà chúng ta sẽ thấy trên các loại card đồ họa thế hệ mới trong tương lai gần, với 20 chân tiếp xúc và có kích thước gần tương tự USB. Trong khi đó, kết nối nội vùng sẽ không có nhiều thay đổi, nó sẽ có 26 điểm tiếp xúc với 4 kênh dữ liệu, tuy nhiên số kênh được sử dụng sẽ tùy thuộc vào nhà sản xuất.

    Một điểm thú vị là VESA đã đề cập tới một khóa chốt ở các đầu cắm của Displayport để tránh trường hợp dây nối bị rơi ra trong quá trình sử dụng như các đầu cắm của HDMI. Trong số 20 điểm tiếp xúc của đầu cắm DisplayPort sẽ có một dành cho năng lượng và VESA đề ra mức điện thế trong khoảng +5V tới +12V tùy độ dài của cáp nối từ bộ phát tới bộ thu hoặc khả năng kết nối tới các loại màn hình truyền thống qua đầu chuyển đổi (tương tự DVI-Dsub thông dụng hiện nay).

    VESA cũng đã lưu tâm đến khả năng tương thích ngược và sẽ đưa ra các thiết kế đầu chuyển trong tương lai gần, nghĩa là nếu bạn mua bo mạch chủ hay card đồ họa với cổng xuất tín hiệu DisplayPort thì vẫn có thể tận dụng màn hình hiện tại qua đầu chuyển – tương tự trường hợp Dsub-DVI trước đây. Dự kiến cáp chuyển đổi đầu tiên sẽ là DVI-HDMI, tiếp đó là loại dành cho VGA trong Q1-2008, cuối cùng sẽ là DVI-DualLink sang DisplayPort vào nửa sau 2008. Theo những thông tin hiện tại, tất cả các đầu chuyển này sẽ có thể đổi dữ liệu 2 chiều, nói một cách khác, bạn có thể tậu một màn hình chuẩn DisplayPort mới tinh và sử dụng với PC hiện tại.

    IV. Tương lai của DisplayPort:

    Với sự hỗ trợ mạnh mẽ của nhiều nhà sản xuất CNTT, DisplayPort đủ khả năng thay thế tất cả các loại giao tiếp hình ảnh thông dụng hiện nay. Nếu như VESA quyết tâm hỗ trợ DisplayPort, những cổng DVI và VGA hiện tại sẽ không còn và người dùng sẽ đón nhận những card đồ họa, màn hình chỉ với một loại cổng tín hiệu và toàn bộ các giao tiếp cũ được hỗ trợ qua đầu chuyển.

    Nếu việc chuyển đổi từ màn hình CRT sang LCD đã giải phóng nhiều diện tích bàn làm việc thì với DisplayPort, người dùng hoàn toàn có quyền trông đợi những màn hình thế hệ mới với kiểu dáng thời trang và kích thước siêu mỏng.

    Điều hấp dẫn nhất của công nghệ mới chính là ở chỗ tín hiệu được chuyển đổi sang các gói dữ liệu nhỏ cho phép một đường truyền tải nhiều luồng thông tin âm thanh hoặc hình ảnh khác nhau. Đây là nền tảng cho các tính năng mới như PIP (Picture-in-Picture) hay chia màn hình thành 4 phần hiển thị độc lập chỉ với 1 cáp nối (thay vì phải dùng thiết bị chuyên dụng tích hợp với nhiều đường tín hiệu vào như hiện tại). Theo VESA, chuẩn DisplayPort hiện tại có thể cho phép tới 6 luồng dữ liệu hình ảnh HD 1080i hoặc 3 đường 1080p qua một kết nối đơn. Bên cạnh đó, một thứ tuyệt hơn sẽ xuất hiện nhờ vào DisplayPort là kết nối hiển thị qua USB, mới đây Samsung đã trình diễn một hệ thống với 5 màn hình hiển thị ở độ phân giải 1600x1200/60Hz 8bpc cùng lúc chỉ với 1 đầu nối USB; thông tin về các kết nối lai này vẫn còn khá khiêm tốn. Tuy nhiên, bạn có thể sẽ gặp những loại màn hình mới được cung cấp năng lượng qua giao tiếp USB – lý tưởng cho máy tính siêu di động UMPC hoặc MTXT siêu nhỏ.

    Nhìn chung, với sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng sản xuất CNTT thế giới, DisplayPort sẽ không lo lắng về thị trường ứng dụng và có khả năng trở thành một trong những công nghệ bước ngoặt trong năm 2008. Người dùng được hưởng lợi thông qua hàng loạt sản phẩm mới với nhiều tính năng độc đáo tùy thuộc vào trí tưởng tượng của nhà sản xuất.

    Nguyễn Thúc Hoàng Linh

    Email: nguyenthuchoanglinh@gmail.com
    (Bài viết có tham khảo thông tin từ bit.tech.net)

    ID: A0802_98