欲望贪婪和野心！看显示接口混乱之治
泡泡网显卡频道4月17日 从1981年IBM推出个人电脑时提供了的"单色显卡(简称 MDA），到VGA（Video Graphic Array）即显示绘图阵列，再到现在虚拟现实的后3D虚拟现实，PC的画质提升是现代科技的骄傲，也在短短数十年中彻底改变了人们的生活。
荒野大镖客红白机、PC游戏画面对比
对于热爱游戏的电脑玩家，显卡大概是最让我们又爱又恨的电脑配件了。游戏开发商不断推出新的游戏，让我们得到刺激享受，同时也逼得我们不得不乖乖奉上腰包。
以前的显卡只有一个输出,为何现在需要四种？
而随着显卡的不断进步，显卡接口数量也在“飞速发展”，从单一输出到四世同堂，短短几年接口数量翻了几番，有些朋友问我为何现在一块显卡上有数个接口，这些接口都有什么作用？
D-Sub：喜感的命名缘何悲剧的人生？DVI第四者插足谁的邯郸一梦？有做小四的资本，却终究抵不过野心家……；革命拉开显卡接口混乱之治的序章，HDMI 和 DisplayPort 终将一战！
现在依然服役的老接口无疑就是显示接口的常青藤，风靡数十年的D-SUB接口了，而我们的故事也是从这里开始。
竖看很像一个大写的字母D，所以称之为D-Sub
1952年由ICC公司发明了一种接口标准用来传输信号。由于在当时来说，这种接口已经算小的了，所以以subminiature（超型）冠名，而它的样子像“D”，所以就叫D-Sub。
D-Sub输入接口共有15针空，分成三排，每排五个。因为CRT彩显设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基本的包含RGBHV（分别为红、绿、蓝、行、场）5个分量，不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。
D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺的。除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP（即插即用）功能。几乎所有的CRT都有这种接口。
最常用的显示器插头D-Sub，现在连接笔记本时也较为常用
计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、Ｂ三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像，一切都是顺理成章，在长达数十年的时间里，CRT和D-Sub甜甜蜜蜜过着小日子。直到有一天，一位不速之客的造访，一切都变了……
他拥有完美平面、超低功耗，超低辐射，完美身材……，是那么的玉树临风，似乎集合了应有的所有优点，那个少男不多情，谁家少女不怀春？D-Sub不是素女，眼光接触不禁脸红心跳。不同于CRT的精明强干，温文尔雅的魅力更是不可抵挡……
终于她投入了LCD的怀抱，偷尝禁果（此处省略XX字），而她的倒戈让LCD更加势不可挡。她的眼光没有错，LCD不管从什么方面看都完胜CRT，更致命的是他是一个有上进心的男人，从几十毫秒延迟到12ms，到8ms，他始终在进步。D-Sub名义上是还CRT的女友，心里却装下了另一个男人。
美好的时光总是那么短暂，虽然有很多LCD的风言风语，但D-Sub全都不为所动，终于有一天，当她在卧室撞见DVI和LCD的尴尬之事，她才意识到当初的自己是多么的幼稚。
自作孽也好，因果轮回也罢，经过了短暂的蜜月期，LCD态度180度大转弯，D-Sub最终还是摆脱不了被淘汰的命运，当LCD强大到可以将CRT轻易踩在脚下，失宠的D-Sub也被毫不犹豫的一脚踢开。
好吧，大致就是这么个情况。1999年，DVI接口标准由英特尔、康柏、IBM、惠普、NEC、富士通等公司共同推出。在之后一段时间里，液晶显示器纷纷提供了DVI和D-Sub双接口的支持来支持传统显示输出设备，为了兼容新显示设备，甚至出现了很多DVI转D-Sub的转接头。兵不血刃，DVI仅仅用了几年时间就轻而易举的取代了耕耘在输出领域数十年的D-Sub。
VGA转DVI接口
DVI接口强于D-Sub接口的最主要原因就在于它数字接口的本质。计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把数字转变为R、G、B三原色模拟信号，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部然后还原成数字信号。
在这个过程中明显地存在一个由数字→模拟→数字→模拟的转换过程，在上述的信号转换和传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像失真。（一次A/D，D/A过程将在频谱上损失6dB，带宽最大保留为像素时钟的1/2），而DVI接口无需进行这些转换，图像的清晰度和细节表现力自然更高。
是一步到位的经由数字图像进行传送还是四步转换拐弯抹角？有了新情人，成本开销太大的旧爱竞争力明显不足，即使外人来看，老妻少夫也是格格不入。除此之外，减少了中间环节的DVI在速度上更快，还支持HDCP高清版权保护协议。
不考虑先来后到，小三和小四本质上都是爱情的掠食者，不考虑协议的区别，DVI和D-Sub信号通道本质是一致的，都是DVI信号。但真正能给D-Sub辉煌的是谁？
才色双馨DVI量身定做自然得宠，明日黄花D-Sub忘年之恋恐难善终。
当小三遭遇小四，这个电影电视剧已经炒作到塞街的三角苦情剧话题，不可谓不成功。无论是站在道德的制高点申斥小三的自作自受还是立足于情感的人性化为小三鸣不平，挑起了争议，赚足了收视，导演的目的就达到了。而苦情剧能不能一炮而红，除了需要一位千夫所指的负心的反派男主人公，还需要一个妩媚可人，难以抗拒的小四，否则就太假了。
DVI作为小四，又有什么本事呢？
一 速度快
DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真。
二 画面清晰
计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把数字转变为R、G、B三原色模拟信号，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部然后还原成数字信号。在上述的信号转换和传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像失真，而DVI接口无需进行这些转换，图像的清晰度和细节表现力自然更高。
三 支持HDCP协议
DVI接口可以支持HDCP协议，为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡支持HDCP，光有DVI接口是不行的，需要加装专用的芯片，还要交纳不菲的HDCP认证费，因此目前真正支持HDCP协议的显卡还不多。 HDCP 信号从接口形式，管脚定义，数据格式等都与DVI相同，只是考虑保密的原因，对数据进行了加密，要符合HDCP的协议要求。考虑到这只是协议层面的不同，我们可将此两者等同考虑。
当然采用DVI接口的液晶显示器也不是完美的。公认的是，在DVI模式下，灰阶最高只能支持到256bit，而D-SUB模式可以高于256bit，因而液晶显示器的DVI模式与D-SUB模式相比多少都会有一些“丢灰”现象。其次DVI连线长度不能超过8米，否则就会影响画质。人无完人，小四虽好，但绝不是女神。
外传：DVI接口的标准
DVI接口和VGA接口不同，DVI接口存在很多标准，使用显示器时一定要搞明白。DVI一共分为5种标准。其中DVI-D和DVI-I分为“双通道”和“单通道”两种类型，我们平时见到的多数都是单通道版的，双通道版的成本较高。
单通道DVI（1.0）拥有18针，传输速率只有24针的一半，为165MHz。在画面显示上，单通道的DVI支持的分辨率和双通道的完全一样，但刷新率却只有双通道的一半左右，会造成显示质量的下降。一般来讲，单通道的DVI接口，最大的刷新率只能支持到1920*1080*60hz或1600*1200*60hz，再高的话就会造成显示效果的下降。而使用大分辨率液晶显示器的话，24针的双通道DVI（2.0）是必须具备的条件。至于18+5和24+5这种规格都属于DVI-I，多出来得4根线用于兼容传统VGA模拟信号。
DVI-A则是另一种模拟传输标准，晚期的大屏幕专业CRT中能看见。不过由于和VGA没有本质区别，因此DVI-A事实上已经被废弃了。至于DFP接口，这是一种已经被废弃的DVI早期的数字规范。
对于登徒浪子而言：妻不如妾，妾不如偷，偷不如偷不着。从DVI接口转正之日，危机就开始悄然降临，而这次最主要的挑战来自HDMI全高清接口以及她身后利益集团的炒作。
LCD也好LED也罢，占据了绝对的显示设备份额之后，身份自然大有不同。
眼看CRT日薄西山，等离子陷入泥沼，投影仪难成气候，液晶显示一统江湖，有人开始打数字输出标准的主意了，HDMI就是献上的第一位美女。
HDMI线路插头
HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)是首个也是业内唯一支持的不压缩全数字的音频/视频接口，可以传送无压缩的音频信号及视频信号。这就意味着HDMI可以同时传送音频和影音信号，由于音频和视频信号采用同一条电缆，大大简化了系统的安装。
转接：同样的战术用到DVI身上
事实上DVI被HDMI排挤确实是有点丢人的，HDMI是被设计来取代较旧的模拟影音传送接口如SCART或RCA等端子的。2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。2002年岁末，高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。
设计推行HDMI的公司都是业界高瞻远瞩的领军企业，野心自然也是不小。HDMI被定义的过于强大，直接让DVI处境尴尬。HDMI支持各类电视与电脑图像格式，包括SDTV、HDTV视频画面，再加上多声道数字音频。在传送时，各种视频数据将被HDMI收发芯片以“Transition Minimized Differential Signaling”（TMDS）技术编码成数据分组。规格初制订时其最大像素传输率为165Mpx/sec，足以支持1080p画质每秒60张画面，或者UXGA分辨率（1600x1200）；后来在HDMI 1.3规格中更是扩增为340Mpx/sec。
看完上面的数据大家应该都明白了，DVI在HDMI面前竟然没有任何优势。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，支持HDCP，同时提供了更好的DDC可选功能。
其次HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。
随着液晶显示器屏幕越来越大，以及X-box、Wii、PS等游戏主机的风行、人们开始将原本接驳在电视平台上的娱乐设备转移到液晶显示器上，以追求更高清的画面效果。而短短一两年时间，HDMI就成为了液晶显示器和主流显卡的标配接口，炙手可热。
2006年5月，VESA(视频电子标准组织)正式发布了Display Port 1.0标准，这是一种针对所有显示设备(包括内部和外部接口)的开放标准，是DVI正统继承人，HDMI虽然势大，似乎属于越俎代庖，名不正言不顺，一时间本已明朗的战局再次扑朔迷离。而对于显示设备而言，女友再多也不嫌多，索性照单全收，任你后宫尽争宠，我自逍遥在人间。
与HDMI接口比起来，DisplayPort接口的到来显得姗姗来迟。而作为DVI的继任者，DisplayPort不仅支持传输视频信号+高清音频信号，同时支持更高的分辨率和刷新率。这种接口可以为PC、监视器、显示面板、投影仪、以及高分辨率内容应用提供多种不同的连接解决方案。虽然晚来一步，实力却更在HDMI之上！这就是DP六法宝。
法宝一：高带宽
在高清晰视频即将流行之际，没有高带宽的显示接口是无法立足的。Display Port问世之初，它可提供的带宽就高达10.8Gb/s。要知道，HDMI 1.2a的带宽仅为4.95Gb/s，即便最新发布的HDMI 1.3所提供的带宽(10.2Gb/s)也稍逊于Display Port 1.0。Display Port可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等分辨率及30/36bit(每原色10/12bit)的色深，充足的带宽保证了今后大尺寸显示设备对更高分辨率的需求。
法宝二：整合周边设备
和HDMI一样，Display Port也允许音频与视频信号共用一条线缆传输，支持多种高质量数字音频。但比HDMI更先进的是，Display Port在一条线缆上还可实现更多的功能。在四条主传输通道之外，Display Port还提供了一条功能强大的辅助通道。该辅助通道的传输带宽为1Mbps，最高延迟仅为500μs，可以直接作为语音、视频等低带宽数据的传输通道，另外也可用于无延迟的游戏控制。可见，Display Port可以实现对周边设备最大程度的整合、控制。
法宝三：内外接口
目前Display Port的外接型接头有两种:一种是标准型，类似USB、HDMI等接头;另一种是低矮型，主要针对连接面积有限的应用，比如超薄笔记型电脑。两种接头的最长外接距离都可以达到15米，虽然这个距离比HDMI要逊色一些，不过接头和接线的相关规格已为日后升级做好了准备，即便未来Display Port采用新的2X速率标准(21.6Gbps)，接头和接线也不必重新进行设计。
除实现设备与设备之间的连接外，Display Port还可用作设备内部的接口，甚至是芯片与芯片之间的数据接口。比如，Display Port就“图谋”取代LCD中液晶面板与驱动电路板之间主流接口——LVDS(Low Voltage Differential Signaling，低压差分信号)接口的位置。Display Port的内接型接头仅有26.3mm宽、1.1mm高，比LVDS接口小30%，但传输率却是LVDS的3.8倍。
法宝四：简化产品设计
HDMI是在DVI的基础上发展而来的，它们都使用了TMDS(最小化传输差分信号)信号传输技术，图像传输前数字信号必须经过TMDS电路转换为TMDS信号。而采用Display Port，数字信号可直接输出，不需要TMDS转换电路。不仅如此，Display Port同样可简化LCD内部设计。因为DVI、HDMI不能直接驱动时序控制器，所以VGA或TMDS信号输入LCD后，必须转换成LVDS信号。相比之下，Display Port则实现了与面板的集成，可直接驱动面板进行显示，精简了LVDS转换电路。
在平板电视领域，Display Port也有令人心动之处。为了传输DVI、HDMI、S端子等不同信号，现有平板电视的电路结构要求主板和输入单元之间架设多条独立的连接线。而使用Display Port后，仅需一条连接线就可以把所有信号输入到主板的视频处理器，主板设计难度降低了，成本也大为削减。
法宝五：高度的可扩展特性
尽管Display Port 1.0标准只支持一条音频流传输，但Display Port具备高度的可扩展特性，要让它同时传输多条视频或音频流并不是一件困难的事情。画中画、分屏显示功能对于Display Port而言就是“小菜一碟”，一条Display Port连接线最高可支持6条1080i或3条1080p视频流。
法宝六：保护技术
Display Port也想把触角延伸到消费电子领域，而这个领域对版权的保护十分敏感，如果没有相应的内容保护技术，即使其优势再大也很难获得影片供应商的青睐。在这方面Display Port已经作好了准备，但它并不像HDMI、UDI那样采用HDCP，而是使用Philips为Display Port制订的一套内容防拷协议，该技术基于128位高速加密引擎，采用标准密钥交换方法，支持标准的RSA认证，提供高达2048位的密钥长度，保护技术比HDMI的HDCP更加可靠。当然，Display Port的架构更富弹性，厂商也可根据需要选择其他内容保护协议
“不鸣则已，一鸣惊人”，DisplayPort一出道便让所有的显示接口黯然失色，就算不是八面玲珑，也算是眼观六路了。DisplayPort之所以能挑战HDMI并不仅仅是带宽或者功能的改进，事实上HDMI现有的规格已经超出了一般家庭的需要了，DisplayPort之所以堪称革命是因为她和之前所有的接口规范都有着本质的区别。
举个例子，如果说D-Sub、DVI、HDMI都是绝色美女的话，那DP就不仅是外貌或者才艺的境界了。她更像是变种人，就象X-MEN中的超能力新人类，她能飞天遁地，幻化人形……
根源在于DisplayPort采用了“Micro-Packet Architecture(微封包架构)”传输架构，视频内容以封包方式传送，这一点同DVI、HDMI等视频传输技术截然不同。
无论是HDMI，还是其“孪生兄弟”UDI(实质是去掉HDMI的音频传输功能)，两者都继承了DVI的核心技术TMDS，从本质上来说仍然是DVI的扩展。DVI、HDMI、UDI的视频内容都以即时、专线方式进行传输，这可以保证视频流量大时不会发生堵塞的现象。那DisplayPort革命性的使用的封包式传输好处先不说，会不会出现新的问题？它能保证传输的即时性吗?
我们知道，Internet使用的就是封包式传输技术，网络由于带宽问题而发生堵塞的现象屡见不鲜。更何况在封包式传输中，封包内还要添加描述信息，这为传输的即时性带来了更严峻的挑战!DisplayPort能胜任视频传输这一重任吗?
事实上，封包式传输经过多年的发展，已被证实在确保充足带宽的基础上，配以合适的流量管理措施，仍然可以满足即时性传输的需要。大家平时上网欣赏影片之时，如果服务器端带宽充足，并且主机到服务器端的连接顺畅，我们就可以看到流畅的影片。测试表明，把封包式传输技术应用于设备与设备、设备内部之间的信息传递是完全可行的。
与交换式传输相比，微封包架构的一大特色就是弹性大。前面我们已经提到，DisplayPort可以轻松实现分屏显示等功能，原因是DisplayPort可以在同一组Lane/Link(通道/连线)内传输多组视频，而这一切就是微封包架构赋予的力量。而使用交换式传输的DVI、HDMI等视频只能在一组Link内传输一组视频。
更加节省空间的MINI DP
DisplayPort的界面主要由两部分构成:Main Link(主连线)和Auxiliary Channel(辅助通道)。Main Link负责视频内容的传输，属于高速的单向输出;Auxiliary Channel负责内容之外的辅助信息传送，比如状态信息、操控命令、音频等，属低速的双向通信，可以用来整合一些低速的周边设备。Main Link其实是由1至4组不等的Lane构成的，每组Lane都由成对(即两条)的线路所构成，信号使用类似串行的差分技术(即通过两条线路的电压差值来表示二进制0或1)，每组Lane的带宽可达2.7Gbps，4组合计达到10.8Gbps。在未来DisplayPort版本规划中，VESA还准备将带宽提升一倍。
在编码技术上，DisplayPort使用了ANSI 8B/10B技术，这种编码方案把一个8比特字节编码为两个10比特字符，用于平衡高速传输的比特流中1和0的数量，以确保传输的精确性。由于时脉信号直接与视频资料信号共混传输，如此就省去额外设置时脉线路的需要，而DVI、HDMI仍然拥有一条独立的时脉线路，在EMI(电磁干扰)设计上难度较大。
● DisplayPort和HDMI前景浅析
从技术层面来说，DisplayPort占据了很大优势，但技术优势能否转变为市场优势?经过几年的发展，HDMI拥有先入为主的优势，到2005年底，全球已有250家HDMI注册公司，设计制造出符合HDMI规范的产品超过400件。而DisplayPort刚问世不久，市场开拓需要一段时间。不过好在DisplayPort已经获得DELL、HP、ATI、NVIDIA、Samsung、PHILIPS、Genesis Microchip等重量级厂商的支持，无论是上游的视频芯片、板卡，中游的接线、接头，还是下游的PC、消费电子产品，DisplayPort的产业链已经形成。
当然HDMI不会坐以待毙，为了趁早“封杀”DisplayPort，HDMI也在加快发展步伐，近年来不但版本更新迅速，而且其授权专利费用也在逐渐下调。作为HDMI同胞兄弟的UDI(Unified Display Interface，统一视频接口)也期待以更低的成本夺取PC市场。面对HDMI的围堵行动，VESA打算把DisplayPort打造成一个开放性标准体系，该标准对非VESA成员企业同样开放，并且不限制使用领域，“开源”式标准将赋予DisplayPort更强大的生命力。
从现在的市场占有率看来，由于HDMI接口先入为主，更新及时。v1.3版本的HDMI接口基本将DVI的阵地侵占殆尽，显卡、显示器、平板电视基本都预设了HDMI接口，而相应的DisplayPort接口则只在部分高端产品中见到，DisplayPort想取代HDMI接口任重而道远。
总而言之DisplayPort凭借技术优势向前者发起挑战，两股势力的“肉搏战”已不可避免。不管最终结果如何，有一点我们必须明白，消费者才是真正的裁判，PC和家电音视频接口的统一才是人心所在，到底谁能笑到最后，仍未可知……
本期的显示接口技术在此告一段落，而十年来显卡上其他进步更是匪夷所思，下一期将会继续就DirectX API深入分析：谁才是微软真正的追随者！欢迎继续关注显卡频道，关注DIY~■<
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