DisplayPort Next: PCI Express 4.0 для дисплеев и внешней периферии

Ряд ведущих членов VESA — ассоциации стандартизации видеоэлектроники — выступили с предложением стандартизировать новый интерфейс для подключения мониторов и внешней периферии на базе шины PCI Express 4.0. Компании предлагают использовать штекер USB Type-C, но полностью перейти на использование протокола PCIe 4.0, что увеличит способность до 64 Гбит/с. Кроме того, новый интерфейс позволить подключать внешние графические карты и накопители данных к ПК. Первые устройства с DisplayPort Next (рабочее название) будут выпущены не ранее 2020 года. Дальнейшее развитие стандарта будет проходить независимо от развития PCI Express.

В ближайшие годы на рынке появятся дисплеи с разрешениями выше 7680 × 4320 и частотой развёртки 120 Гц, а для их подключения к персональным компьютерам будут использоваться интерфейсы вроде DisplayPort 1.4/1.5 и HDMI 2.1 с использовании компрессии Display Stream Compression 1.2. Применение последней не очень устраивает ряд категорий пользователей (например, инженеров и архитекторов, для кого возможные артефакты изображения представляют существенную проблему), а кроме того, даже с DSC сегодняшние интерфейсы не предназначены для устройств отображения с разрешениями вроде 16K просто в силу нехватки физической пропускной способности.

Dell UP3218K: первый потребительский 8K монитор

Dell UP3218K: первый потребительский 8K-монитор использует два провода DisplayPort 1.3

Выходящий вскоре интерфейс HDMI 2.1 использует четыре полосы для передачи полезной информации, которые работают на скорости 12 Гбит/с, и систему кодирования 16b/18b. Таким образом, пиковая пропускная способность HDMI 2.1 составляет до 48 Гбит/с, а учитывая потери при кодировании 16b/18b, реальная пропускная способность будет находиться в районе 43 Гбит/с (5,375 Гбайт/с). Что касается наследника DisplayPort 1.4 (DP 1.5?), то мы знаем, что он увеличивает скорость передачи данных на полосу до 10 Гбит/с (т. е. пиковая пропускная способность составит 40 Гбит/с), но не знаем используемую им систему кодирования и не можем сделать предположение о реальных возможностях интерфейса.

При этом видеопоток 8Kp60 (7680 × 4320, 60 кадров в секунду, режим цветовой субдискретизации (сhroma subsampling) YCbCr 4:4:4) требует пропускной способности около 50 Гбит/с, что означает необходимость применения компрессии для больших разрешений и/или большей частоте кадров. Максимальная степень сжатия DSC 1.2 составляет 3:1, что даёт возможность увеличить пиковую пропускную способность интерфейса HDMI 2.1 до 144 Гбит/с — достаточно для видеопотока 10Kp120, но не более того.

Штекер и гнездо USB Type-C

Штекер и гнездо USB Type-C

Понимая необходимость дальнейшего увеличения пропускной способности интерфейсов подключения для дисплеев и других устройств, компании Apple, AMD, Dell, HP, Intel, Japan Display, Lenovo Group, NVIDIA, Oculus VR (Facebook), Samsung и ряд других членов VESA анонсировали инициативу DisplayPort Next, которая предполагает использование PCIe 4.0 вместе со штекером USB Type-C. Использование PCIe 4.0 автоматически увеличивает пропускную способность на полосу до 16 Гбит/с с системой кодирования 128/130b (с минимальными потерями). При этом пропускная способность интерфейса увеличится до 64 Гбит/с. Этого достаточно для подключения 8Kp60-мониторов одним кабелем и без применения компрессии, а также перспективных дисплеев с разрешением 16K с использованием DSC (поскольку в пресс релизе не упоминается версия, можно предположить, что компании разрабатывают более совершенный метод сжатия изображений). Кроме того, поскольку DisplayPort Next будет использовать шину PCI Express, поддерживать последовательное подключение (daisy chaining), а также передачу до 100 Вт мощности, его использование позволит подключать к соответствующим портам ноутбуков внешние графические процессоры и системы хранения данных. Во многом DisplayPort Next будет напоминать Thunderbolt 3, но при этом будет быстрее и универсальнее (в случае поддержки большинством членов VESA). Отдельного упоминания заслуживает тот факт, что в случае использования встраиваемого DPN (embedded DPN, eDPN) разработчики микросхем смогут более рационально использовать место на ядре вследствие того, что дисплеи будут использовать тот же PCIe 4.0, что и накопители и другие компоненты вроде модулей Wi-Fi.

Apple MacBook c USB-C

Apple MacBook c USB-C

На сегодняшний день упомянутые компании ищут поддержки инициативы DisplayPort Next другими членами VESA, а также иными заинтересованными сторонами. При этом надо понимать, что реализация DisplayPort Next будет зависеть от своевременного принятия стандарта PCI Express 4.0, поддержки производителями программного обеспечения (главными образом Microsoft) и взаимодействию с организацией USB Implementers Forum, которая занимается развитием USB-C. В случае, если DisplayPort Next не найдёт поддержки у других членов VESA и USB-IF, наработки DPN могут быть использованы при создания следующего поколения Thunderbolt или чего-то подобного.

Нравится1
Комментарии (3)
B
i
u
Спойлер