• Thứ Hai, 04/07/2011 14:12 (GMT+7)

    Chuẩn nào cho video?

    Lê Duy
    USB, HDMI và DisplayPort đều có ưu, khuyết và thị trường riêng. Nhưng lằn ranh giữa chúng đang ngày một mờ đi và một chuẩn chung cho mọi loại thiết bị đang hình thành.

    Trong những kết nối thiết bị hiện nay, chắc bạn không xa lạ với những cái tên như USB, HDMI hay DisplayPort dù có thể chưa rõ lắm điểm mạnh của chúng. Có thể xem chuẩn USB dành cho truyền dữ liệu; HDMI "hẹp hơn", truyền video cho HDTV; và DisplayPort truyền video cho máy tính. Tuy nhiên, nhận định ấy chỉ đúng cách nay… vài năm. Giờ đây, chính HDTV đã thay đổi cách nhận thức về trải nghiệm của người dùng. Việc sáng tạo nội dung và thưởng thức nội dung đang đi đến một điểm chuyển giao. Nhu cầu người thưởng thức không còn ở mức phim phải ở độ nét cao, chất lượng hay nữa. Với hơn 600 triệu người dùng hiện nay đang liên kết với một vài hình thức nghe nhìn mang tính cộng đồng, nội dung do chính người dùng tạo ra là nguồn quan trọng của lưu lượng video trên mạng, với các ứng dụng mạng như YouTube và Facebook ngày một phổ biến. 

    Khi người dùng ngày càng "di động" hơn thì họ cũng mong muốn mang cả phòng khách ra đường với mình, nghĩa là chất lượng nội dung, tốc độ và khả năng truy cập nội dung đó cũng y như thưởng thức tại nhà. Người dùng muốn xem phim, chat bằng webcam hay xem chương trình trực tiếp từ các dịch vụ. Những xu hướng này đều cần đến một giao tiếp chung, vừa có tính di động, vừa phổ biến dễ dùng và đương nhiên phải tương thích với mọi loại thiết bị, ứng dụng nghe nhìn. Và có vẻ USB 3.0 tỏ ra là ứng cử viên sáng giá hơn 2 đối thủ còn lại cho dù HDMI cũng đã có những cải thiện rất rõ ràng để bành trướng thị trường, trong khi DisplayPort tuy có thông số ấn tượng nhưng chưa chứng tỏ gì nhiều.

    Chuẩn nào trong cuộc đua tam mã USB, HDMI và DisplayPort sẽ vượt lên?

    USB đến với video

    Băng thông USB 3.0 cho phép truyền tín hiệu video nén lẫn không nén.

    USB 3.0 (www.pcworld.com.vn/A1001_83) có băng thông 5Gbps, lý tưởng để truyền video độ nét cao. Nếu trừ đi các giao thức mã hóa, nén dữ liệu và các tác động khác thì băng thông thực của USB 3.0 khoảng 500MBps, cho phép ‘thoải mái” truyền tín hiệu video chất lượng Full HD (1080p, độ phân giải 1920x1080) ở tần số 120Hz. Vì đặc tả băng thông mà một HDTV Full HD ở tần số quét 120Hz và độ sâu màu 10-bit/điểm ảnh (pixel) yêu cầu khoảng 2,5Gbps (hơn 300MBps); trong khi đó, yêu cầu băng thông của các ứng dụng video khác còn thấp hơn nữa.

    Giống như USB 2.0, giao thức USB 3.0 hỗ trợ truyền dữ liệu theo khối (bulk) và truyền đẳng thời (isochronous). Do đó, khi thiết kế ứng dụng, nhà phát triển cần xác định chọn loại giao thức truyền dữ liệu. Truyền đồng thời đưa ra một chỉ số băng thông xác định, bất biến, đảm bảo tính cân bằng và chính xác dữ liệu, và thường được dùng cho các ứng dụng truyền dữ liệu video. Do đó, từ USB 2.0 lên 3.0 sẽ giúp các nhà phát triển tăng thêm được chỉ số băng thông "bất biến" này, cải thiện chất lượng video hơn nhiều. Mô hình này cũng cho phép truyền nhiều luồng dữ liệu đồng thời đến nhiều điểm đến khác nhau thông qua chỉ một giao tiếp USB 3.0; chẳng hạn từ một nguồn có thể hiển thị nhiều nội dung khác nhau trên nhiều thiết bị khác nhau bằng cách gửi đi nhiều luồng dữ liệu thông qua một hub USB đến các thiết bị nhận. Và vì giao tiếp USB ban đầu được thiết kế để truyền dữ liệu nên USB 3.0 có thể truyền cả video nén lẫn không nén. Với tính linh hoạt này, giao tiếp USB 3.0 khá phù hợp cho các ứng dụng sáng tạo nội dung video, ứng dụng trình chiếu video và nhiều ứng dụng video liên quan khác từ máy tính (PC) cho đến các thiết bị di động.

    Bảng so sánh USB 3.0, HDMI 1.4 và DisplayPort 1.2
    Đặc tínhUSB 3.0HDMI 1.4DisplayPort 1.2
    Băng thông lý thuyết (Gbps)510,221,6
    Băng thông thực tế (Gbps)48,1617,28
    Số chân81920
    Kiến trúc lõiDựa trên góiTín hiệu video component được số hóa và truyền đi theo tỉ lệ màn hình-điểm ảnh (3 cặp dữ liệu).Cấu trúc dữ liệu gói siêu nhỏ
    Xung nhịpGiải mã 8b/10 với xung nhịp nhúngXung nhịp điểm ảnh riêng biệtGiải mã 8b/10 với xung nhịp nhúng
    Giao tiếpCố định ở giao thức dual simplex/differential pair4 cặp giao thức differential pair tốc độ cao1, 2 hay 4 cặp giao thức differential pair, tùy vào nhu cầu băng thông
    Độ phân giải tối đa4096x2160p 24-bit, 16-bit/điểm ảnh4096x2160p 24-bit, 36-bit/điểm ảnh4096x2160 ở 60 khung hình/giây, 24-bit/điểm ảnh
    Loại đầu kết nốiStandard A/B, Micro A/BLoại A, B, C (mini), D (micro) và EStandard và mini
    Hỗ trợ sạcKhôngKhông
    Thiết bị sẵn có hỗ trợ6,5 tỉ1 tỉ40 triệu
    Hỗ trợ kênh phụKhôngChủ yếu cho điều khiển từ xa
    Kênh phản hồi âm thanhKhông
    Hỗ trợ định dạng 3D
    Nhận diện cắm nóng
    Hỗ trợ kết nối chuỗi/nhiều màn hình
    Hỗ trợ ethernetKhông100Mbps720Mbps
    Chiều dài cáp tối đa3mKhông phụ thuộc15m cho video
    Hỗ trợ bản quyền số DRM
    Tương thích với các chuẩn khácTương thích ngược với USB cũTương thích ngược với HDMI cũDisplayPort chế độ đôi hỗ trợ một đường HDMI
    Giấy phépKhôngYêu cầu giấy phép của Silicon ImageTheo giấy phép High-Bandwidth Digital Content Protection


    Ngoài ra, USB 3.0 còn có các kỹ thuật quản lý điện năng và khả năng truyền video nén để giảm điện năng tiêu thụ cho các thiết bị di động.

    Vì có lợi thế rõ rệt về chi phí khi nén dữ liệu để truyền đi nên các nhà cung cấp nội dung hiện nay có thể đưa ra các nội dung video 2D và 3D theo định dạng đĩa quang hay truyền qua băng thông rộng đến người xem; ví dụ định dạng đĩa Blu-ray dùng vài chuẩn nén như H.264 hay VC-1. Một mô hình sử dụng khác cũng được nhiều người dùng quan tâm là kết nối nhiều thiết bị như điện thoại, máy tính sổ tay (netbook), PC, máy tính bảng (tablet), máy chơi game… đến một màn hình duy nhất. Toàn bộ hệ thống kết nối này nếu chỉ dùng một chuẩn USB sẽ rất thuận tiện cho mọi người.

    Thực tế, tuy chuẩn USB được nhiều người biết đến và được chấp nhận rộng rãi, từ truyền dữ liệu cho đến cả chức năng… sạc pin nhưng vẫn còn đó những chuẩn giao tiếp khác trong phòng khách và đó chính là rào cản mà USB phải vượt qua.

    HDMI chiếm phòng khách

    HDMI (www.pcworld.com.vn/A0907_107) hiện là chuẩn để kết nối các sản phẩm độ nét cao. Chỉ bằng một sợi cáp, HDMI truyền được cả video không nén trong bất kỳ định dạng nào, cộng thêm tín hiệu âm thanh vòm 8 kênh không nén và một đường tín hiệu điều khiển CEC (consumer electronics control); tương thích ngược với chuẩn giao tiếp DVI (digital visual interface). Vì chỉ sử dụng một sợi cáp nên HDMI rất gọn gàng và thích hợp cho việc bố trí phòng khách. Tương tự, máy quay số, máy tính, máy chơi game… cũng đều hỗ trợ giao tiếp này vì tính thuận tiện của nó. Kiến trúc HDMI cũng tạo sự dễ dàng cho cài đặt và nâng cấp vì các phiên bản mới của HDMI đều tương thích ngược với các bản trước đó. 

    Băng thông của HDMI đạt đến 10,2Gbps, hơn gấp đôi yêu cầu cho tín hiệu video 1080p không nén, do đó, HDMI thích hợp cho video, game hay âm thanh chất lượng cao. Điều này cũng có nghĩa là HDMI luôn sẵn sàng cho những đòi hỏi của các công nghệ mới nổi như game 3D, video 3D, hay những nội dung độ nét cao hơn 1080p như 1440p hay hệ thống ghép nhiều màn hình Quad HD. Băng thông cao cũng thuận lợi cho những màn hình có tỉ lệ quét cao, như màn hình 120Hz, 240Hz, cho hình ảnh có độ sâu màu tốt hơn nữa.

    Nét chính khác của HDMI là khả năng tương tác 2 chiều, cho phép các thiết bị “nói chuyện” lẫn nhau, cải thiện độ “thông minh” cho các thiết bị trong hệ thống giải trí gia đình. Ví dụ HDTV và Xbox 360 có thể tự điều chỉnh độ phân giải và khung hình ở mức thiết lập tốt nhất mà bạn không cần phải cân chỉnh khi kết nối 2 thiết bị này với nhau. Còn chức năng điều khiển CEC tích hợp trong HDMI cho phép bạn chỉ cần nhấn một nút trên bộ điều khiển từ xa để kích hoạt chức năng nào đó trên toàn hệ thống; ví dụ nhấn nút Power để bật hay tắt, toàn bộ hệ thống gồm HDTV, đầu Blu-ray, đầu thu… đều tự động bật/tắt theo.

    Mặc dù HDMI rất thích hợp cho các thiết bị, ứng dụng giải trí cho phòng khách gia đình nhưng với PC và màn hình PC thì HDMI vẫn còn vài hạn chế về khả năng mở rộng, có lẽ vì mục tiêu thiết kế chính ban đầu là tập trung vào kết nối các thiết bị điện tử.

    Lộ trình của HDMI trước đây.

    DisplayPort “cột chặt” màn hình

    DisplayPort (www.pcworld.com.vn/A0802_98) có thể ít phổ biến hơn 2 chuẩn kể trên, hướng đến khả năng kết nối màn hình với PC; chủ sở hữu là hiệp hội VESA (Video Electronics Standards Association) muốn DisplayPort sẽ thay thế giao tiếp VGA và DVI cũ kỹ. Và vì mọi bộ xử lý đồ họa (GPU) hiện nay, thậm chí cả chipset trên bo mạch chủ máy tính cũng đã tích hợp công nghệ DisplayPort nên hiện có nhiều máy tính xách tay lẫn để bàn hỗ trợ ngõ giao tiếp này. 

    DisplayPort giải quyết được những hạn chế của HDMI bằng cách đưa ra một chuẩn mở, thống nhất được các giao thức tín hiệu đầu vào và đầu ra so với HDMI.

    Ngoài ra, băng thông cực lớn của DisplayPort cũng là thế mạnh khác, là “bộ đệm” rất tốt cho những công nghệ tương lai. Hơn nữa, EDP (Embedded DisplayPort) là một chuẩn mới cho các panel màn hình, dự định sẽ thay thế cho giao tiếp panel LVDS (low-voltage diffirential signaling). 

    Băng thông của DisplayPort đạt 17,28Gbps, hỗ trợ video độ phân giải lên đến 4000x2000 ở 60 khung hình/giây và độ sâu màu 24-bit/điểm ảnh. Do vậy, giao tiếp này hỗ trợ tỉ lệ làm tươi đến 240 khung hình/giây với 1080p ở 24-bit/điểm ảnh, thậm chí DisplayPort có thể hỗ trợ độ sâu màu 48-bit/điểm ảnh ở độ phân giải 2560x1600 với 60 khung hình/giây. DisplayPort rất thích hợp cho những nội dung 3D cần tỉ lệ khung hình cao như phim 3D hành động, game 3D… Bản DisplayPort 1.1 đã hỗ trợ video 1080p, 120Hz và với phiên bản DisplayPort 1.2, chỉ số này có thể gấp đôi. 

    DisplayPort cũng cho phép kết nối dạng chuỗi (daisy-chaining), hỗ trợ đến 63 luồng âm thanh/hình ảnh. Số lượng màn hình DisplayPort hỗ trợ còn tùy thuộc vào độ phân giải màn hình, thấp nhất là từ 2 màn hình độ phân giải 2560x1600 (WQXGA – wide quad extended graphics array) cho đến nhiều nhất là 10 màn hình độ phân giải 1280x768 (WXGA - wide extended graphics array). Cơ chế phân chia thời gian TDM (Time Division Multiplexing) hỗ trợ nhiều luồng tín hiệu, thiết lập các kết nối ảo từ nguồn đến các màn hình. Phiên bản 1.2 còn có một kênh phụ, cho phép truyền các gói dữ liệu qua cáp DisplayPort với băng thông 720Mbps.

    Ai hơn ai?

    Mặc dù mỗi chuẩn giao tiếp đều có những mặt mạnh riêng như HDMI rất thích hợp cho phòng khách, còn DisplayPort mạnh mẽ khi thiết lập nhiều màn hình cho cỗ máy PC nhưng chính USB lại tỏ ra hấp dẫn hơn cả khi xét về khía cạnh người dùng lẫn nhà sản xuất. Có 2 điều khiến USB chiếm thế thượng phong: tính phổ biến và chi phí thấp. USB có mặt trên mọi máy tính và phần lớn trên nền tảng di động nên tính sẵn sàng của USB rất cao nếu so với 2 chuẩn còn lại. Mặt khác, dùng USB để truyền video không đòi hỏi người dùng phải cân nhắc chọn lựa thiết bị nhiều. Ngoài ra, với nhà sản xuất, USB không cần trả phí bản quyền như 2 chuẩn còn lại. Tuy nhiên, hiện USB vẫn chưa được nhiều nhà sản xuất xem như là chuẩn dành cho video và cái bóng của HDMI và DisplayPort vẫn còn quá lớn.

    Ngoài ra, một số chuẩn giao tiếp khác cũng đang nổi lên như DiiVA (Digital Interactive Interface for Video & Audio), Thunderbolt của Intel...

    ID: A1106_74