三種先進(jìn)的數(shù)位視頻介面∶HDMI、DisplayPort、UDI

　隨著數(shù)位液晶顯示器普及，連帶使視訊介面與視訊端子也積極地進(jìn)行數(shù)位化，此趨勢先於資訊技術(shù)（IT）領(lǐng)域，之後也擴(kuò)展至消費(fèi)性電子（CE）領(lǐng)域， 1999年資訊業(yè)界提出DVI介面，期望用數(shù)位的DVI介面取代傳統(tǒng)PC所用的類比VGA介面；之後2002年消費(fèi)性電子方面也有了HDMI的介面，期望用數(shù)位的HDMI介面取代傳統(tǒng)TV所用的各式類比視訊端子，包括Composite端子（AV端子）、S端子、Component端子（色差端子）等。

　　為何IT/PC用DVI？CE/TV用HDMI？為何要分設(shè)兩種介面/端子？難道不能用單一的標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)而同時(shí)適用於兩種產(chǎn)業(yè)嗎？對(duì)此業(yè)者的說法為∶IT領(lǐng)域有相容類比VGA的需要，但CE領(lǐng)域沒有，相對(duì)的CE領(lǐng)域需要在視訊傳輸過程中進(jìn)行內(nèi)容保護(hù)（防拷機(jī)制），而IT則較無此類需求，同樣的 CE領(lǐng)域幾乎都會(huì)同時(shí)用上音訊與視訊，所以視訊介面最好也能附加音訊傳輸?shù)墓π?，但I(xiàn)T領(lǐng)域在音訊方面并非隨時(shí)都需要，基於以上種種考量，所以要用兩種數(shù)位視訊介面來因應(yīng)兩種領(lǐng)域的需要。

　　圖1∶DVI的5種接頭，DVI-A（僅類比）、DVI-D（僅數(shù)位）、DVI-I（數(shù)位、類比皆具備）再加上Single Link、Dual Link之別，一般最普及的是DVI-I（Dual Link），即便是Dual Link，實(shí)際使用上多半情況只用上1個(gè)Link。

　　不過，這樣的說法并沒有獲得全面的說服，至少VESA機(jī)構(gòu)就有異議，因此在2005年也提出一種新的數(shù)位視訊介面，稱為 DisplayPort，DisplayPort期望能同時(shí)受用於IT與CE領(lǐng)域，并反對(duì)“PC用DVI、TV用HDMI”的設(shè)定， DisplayPort的諸多功效與規(guī)格都是針對(duì)DVI與HDMI的弱處而來，期望一舉用DisplayPort取代DVI與HDMI。

DisplayPort介面示意圖

　　但是，DVI/HDMI陣營也沒有坐視此發(fā)展，有關(guān)VESA DisplayPort對(duì)DVI/HDMI的種種質(zhì)疑都有所因應(yīng)，并擬定了新的規(guī)格策略∶放棄難已再提升的DVI，而積極強(qiáng)化HDMI，同時(shí)再創(chuàng)立一項(xiàng)新的UDI數(shù)位視訊介面做為備用，倘若HDMI無法擊敗DisplayPort，則用UDI來加以抗衡。

HDMI的A型接頭（19-pin，Single Link）與B型接頭（29pin，Dual Link）

橫跨IT、CE兩領(lǐng)域的新世代數(shù)位視訊介面之主流爭奪戰(zhàn)已經(jīng)開打，三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)誰能勝出？以下將進(jìn)行解析。

頻寬線路比

　　新一代數(shù)位視訊介面首要重點(diǎn)在於“頻寬線路比”，即是用最少的線路獲取最高的頻寬。因此，DVI使用6組傳輸對(duì)線（Pair）構(gòu)成2組連線（Link），每組Pair（亦可稱之Lane，不過不同介面對(duì)Lane有不同定義）皆使用TMDS方式進(jìn)行傳輸，傳輸率最高為1.65Gbps，如此每組Link則有4.95Gbps的頻寬，2組Link則達(dá)9.9Gbps（近10Gbps）的頻寬。

　　DVI介面的線路圖，左邊有24-pin（Pin 1～24），右邊有5-pin（C1～5），其中C1～C5以及Pin 8即是為了相容傳統(tǒng)類比VGA而設(shè)立。

　　HDMI方面，大體是以DVI為基礎(chǔ)再針對(duì)CE需求進(jìn)行增修而成，所以整體技術(shù)與DVI相去不大，也是使用TMDS傳輸，一樣每組Pair有 1.65Gbps，不過HDMI的連接器（接頭）有A型與B型之分，A型僅有1組Link，說法上是CE領(lǐng)域很少會(huì)用到第2組Link來傳輸，所以總頻寬僅DVI的一半，即4.95Gbps，但是B型仍維持2組Link，總頻寬與DVI相同。

　　至於DisplayPort則擁有4組對(duì)線，4組對(duì)線構(gòu)成1組Link，不過傳輸編碼上不使用TMDS之類的業(yè)者獨(dú)家技術(shù)，而是使用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 ANSI 8B10B，如此每組傳輸可為1.62Gbps或2.7Gbps，4組共得10.8Gbps，而且使用ANSI 8B10B技術(shù)的好處是時(shí)脈信號(hào)已內(nèi)嵌於資料線路內(nèi)，相對(duì)的，DVI/HDMI每組Link還需要額外1組時(shí)脈對(duì)線來配合傳輸，如此計(jì)算的結(jié)果， DisplayPort僅需8條線路（每組Pair等於2條線路）即可突破10Gbps，而DVI/HDMI則需要16條線路才能近10Gbps。事實(shí)上，DisplayPort允許彈性配置Link內(nèi)的Pair數(shù)，1個(gè)Link可以是1組Pair，也可以是2組Pair，沒有強(qiáng)制非要同時(shí)用上4組 Pair，然DVI/HDMI則每次必須使用1或2組Link，每組Link強(qiáng)制為3組Pair。

HDMI的迷你型接頭∶C型接頭（圖右）與A型接頭的體積比較。
DisplayPort用於機(jī)內(nèi)連接的接頭。

DisplayPort用於機(jī)外連接的接頭

　　由於DisplayPort強(qiáng)調(diào)更少的線路數(shù)目就得達(dá)到高頻寬，較DVI/HDMI陣營具優(yōu)勢。由於DVI自1999年推出1.0版規(guī)格後就幾乎沒有更動(dòng)，即便更動(dòng)也難以招架2005年先進(jìn)技術(shù)為後盾所提出的DisplayPort，所以DVI/HDMI陣營策略上完全專注在HDMI，2006 年HDMI提出1.3版，將時(shí)脈從165MHz提升至340MHz，如此1個(gè)Link就能擁有10.2Gbps的頻寬，以此拉近與DisplayPort 的差距，皆是8條線路就可突破10Gbps。

　　2006年提出的UDI預(yù)計(jì)用來接替DVI，技術(shù)上依然承襲DVI/HDMI的設(shè)計(jì)，即3組Pair構(gòu)成1個(gè)Link，編碼上也維持使用 TMDS，然每組Pair的傳輸率為2.7Gbps，1組Link則有8.1Gbps，但目前UDI似乎無第2組Link，如此與 DisplayPort、HDMI 1.3相比反而顯得弱勢。

　　除此三者外，其實(shí)還需要提及另一個(gè)視訊介面，即是筆記型電腦機(jī)內(nèi)所用的LVDS，LVDS的頻寬線路比最為低落，每組Pair為 945Mbps，4組構(gòu)成1個(gè)通過（Channel），另外每通道要額外搭配1組時(shí)脈Pair，如此即便雙通道也僅有7.56Gbps，但卻用上了20條線路。

DisplayPort鏈路層架構(gòu)

　　為何新標(biāo)準(zhǔn)都在強(qiáng)調(diào)頻寬線路比？主要是基於成本及設(shè)計(jì)等考量，未來數(shù)位顯示器的畫寸仍會(huì)不斷成長，長寬畫素也會(huì)不斷增加，如此視訊傳輸量也會(huì)增大，如果為了因應(yīng)更高的傳輸而必須增加線路數(shù)，則在研發(fā)設(shè)計(jì)會(huì)新增調(diào)修的心力，在制造上也會(huì)增加線路成本。

新發(fā)表的Apple TV視訊盒已采行HDMI。
內(nèi)接式運(yùn)用

　　DisplayPort標(biāo)準(zhǔn)推出後對(duì)DVI、HDMI發(fā)出多項(xiàng)質(zhì)疑，其中一項(xiàng)即是DVI、HDMI都僅適用於外接，而沒有內(nèi)接用的設(shè)計(jì)，使設(shè)備制造商必須另覓內(nèi)接方案，筆記型電腦業(yè)者就在機(jī)內(nèi)使用LVDS介面，然如前所述∶LVDS介面的頻寬線路比低落，難以因應(yīng)日後更高的畫寸、頻寬。 DisplayPort方面認(rèn)為DVI、HDMI并沒有為數(shù)位視訊帶來完整、連貫的連接方案，相對(duì)的DisplayPort則同時(shí)有內(nèi)、外接版，內(nèi)接版即可用取代LVDS。

UDI的輸出型接頭（圖左）與接收型接頭（圖右）

對(duì)此HDMI也沒有解決方法，而將改進(jìn)希望轉(zhuǎn)移至UDI，UDI即有提供內(nèi)接方案，也期望用來取代LVDS，并與DisplayPort抗衡。

更精巧化的接頭

　　連接器不斷精巧化是硬體元件必然趨勢，同時(shí)也是線路數(shù)、線材成本外的第二項(xiàng)精省專案，愈小的接頭意味著愈能精省用料成本。將此對(duì)應(yīng)到視訊介面上，過去DVI的接頭相當(dāng)大，并且需要在兩端用螺絲來進(jìn)行固定，以防止意外拉扯所造成的接線脫落，到了HDMI則將接頭大幅縮小，并取消用螺絲固定，直接以接頭與接孔間的機(jī)械摩擦力來固定（類似USB、1934接頭的作法），不過如此與螺絲方式相比則較易受外力扯脫。

　　至於DisplayPort，其外接接頭設(shè)計(jì)大體與HDMI相近，但額外提供一項(xiàng)選擇性作法，即是在接頭的塑膠部分設(shè)計(jì)一個(gè)可用拇指壓按的反扣，以此來增加拉扯的抵抗力。不過在此之外，DisplayPort考慮到筆記型電腦輕薄短小的設(shè)計(jì)趨勢，認(rèn)為現(xiàn)有的視訊接頭、接孔體積仍過大，不適用於輕薄機(jī)體上，所以增訂了一項(xiàng)更迷你化的接頭，此種接頭除了供筆記型電腦（也包括其他掌上或可攜式產(chǎn)品）使用外，也適用桌上型電腦的多重視訊輸出上，可在一片介面卡的背板面積中同時(shí)放入多個(gè)DisplayPort的視訊輸出接頭。

AMD公布的移動(dòng)平臺(tái)發(fā)展藍(lán)圖

　　迷你型接頭也是DisplayPort陣營數(shù)落DVI/HDMI的一點(diǎn)，對(duì)此HDMI也在1.3版中進(jìn)行增訂補(bǔ)強(qiáng)，在原有A型、B型接頭外再訂立出C型的迷你接頭，另外新的UDI介面也在制訂之初就將采行更精巧化的接頭設(shè)計(jì)，藉此因應(yīng)DisplayPort的挑戰(zhàn)。而在接頭一片迷你化的聲浪下， DVI已然出局，同時(shí)HDMI的B型（比A型體積大）接頭也從此不再被提及。

交流耦合

　　DisplayPort另一項(xiàng)質(zhì)疑是交流耦合（AC Couple），認(rèn)為隨著半導(dǎo)體制程不斷進(jìn)步，從晶片傳出的視訊信號(hào)，其電壓準(zhǔn)位也不斷在降低，然從今日的角度看2002年提出的HDMI，其傳輸電壓準(zhǔn)位則偏高，如此將難以因應(yīng)未來使用新制程的晶片，而必須增加電壓準(zhǔn)位轉(zhuǎn)換的電路設(shè)計(jì)，不僅增加設(shè)計(jì)心力與制造成本，而且也會(huì)對(duì)傳輸效率造成折損。再一次， HDMI受到DisplayPort的壓力，而在HDMI 1.3版中將傳輸電壓的規(guī)范進(jìn)行調(diào)降。

類比VGA相容

　　DVI接頭之所以肥大，有部分原因是為了相容過往的類比VGA信號(hào)，因而在線路數(shù)目上難以縮減，不過HDMI初期設(shè)定僅供CE用途，所以舍棄對(duì)類比VGA的相容。

　　至於DisplayPort，既然被設(shè)定為IT、CE領(lǐng)域皆適用，因此也必須相容類比VGA，對(duì)此DisplayPort采用作法是在傳輸連線的中段額外串接上一個(gè)配接器（Adapter），透過配接器的視訊轉(zhuǎn)換來相容類比VGA，不過此作法在信號(hào)能量與傳輸效能上都會(huì)有所折損，所以相容配接器的設(shè)計(jì)必須相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)才行。相對(duì)於此，HDMI雖然也強(qiáng)調(diào)同時(shí)適用於IT、CE，但過往的接頭規(guī)格已定，無法再增設(shè)相容於類比VGA的線路，所以也只能采行介接轉(zhuǎn)換一途。

　　比較特別的是，新創(chuàng)的UDI也采類似的轉(zhuǎn)換，但進(jìn)一步將“可能在傳輸過程中加裝配接器”的需求列入考慮，所以在介面定義時(shí)也增設(shè)了輔助供電的線路（類似USB、1394的作法），使加裝的配接器可以獲得較充沛的運(yùn)作電源。為傳輸過程中的視訊轉(zhuǎn)換配接器提供用電是DisplayPort較無考量到的一點(diǎn)，不過隨著類比顯示器的逐漸淡去，相容VGA的重要性也正持續(xù)降低。

色彩格式

　　原本HDMI僅支援CE領(lǐng)域的YCrCb格式，但在DisplayPort出現(xiàn)後，HDMI也被定位成IT、CE同時(shí)適用，因此也開始支援IT領(lǐng)域所用的RGB格式。

　　另外，DisplayPort為因應(yīng)高畫質(zhì)電視等需求而支援30-bit（RGB三原色各10-bit）的色深（Color Depth），并挑戰(zhàn)HDMI僅有24-bit（RGB三原色各8-bit），這迫使HDMI必須進(jìn)步，自1.3版起不僅也支援30bit，并且也支援 36-bit（三色各12-bit）、48-bit（三色各16-bit），并增加對(duì)最新色彩格式標(biāo)準(zhǔn)xvYCC的支援，現(xiàn)在HDMI在色彩格式的支援上反高於DisplayPort。

附帶音訊傳輸

　　因?yàn)樽畛踉O(shè)定為CE領(lǐng)域使用，而CE向來是視訊、音訊同時(shí)使用，所以HDMI在設(shè)計(jì)之初就附帶了音訊傳輸功效，最多可以傳輸8聲道音訊。反之， IT領(lǐng)域并非一定要使用音訊，許多商用個(gè)人電腦或工作站都只需要簡單的雙聲道即可，不會(huì)用到多聲道的環(huán)繞音效，所以IT用的視訊介面不一定要附帶音訊傳輸。

　　為了同時(shí)適用於IT、CE兩領(lǐng)域，DisplayPort也能夠附帶傳輸多聲道音訊，不僅如此，其介面中負(fù)責(zé)溝通協(xié)調(diào)與控制之用的“輔助通道” 具有1Mbps的雙向傳輸頻寬，也可用來進(jìn)行雙向式的音訊傳輸，以此來支援視訊會(huì)議、網(wǎng)路電話等資訊應(yīng)用，而這是HDMI所辦不到的，HDMI僅能進(jìn)行單向的音訊傳輸，無法雙向。UDI由於預(yù)設(shè)用於IT領(lǐng)域，所以與DVI相同，完全不具備音訊傳輸功能。

　　由於HDMI、UDI都以I2C介面進(jìn)行顯示上的溝通協(xié)調(diào)與控制，雖然最高速的I2C傳輸率達(dá)3.4Mbps，但HDMI、UDI多蘋使用 100kbps/400kbps的標(biāo)準(zhǔn)/快速傳輸率，100kbps/400kbps在溝通協(xié)調(diào)之外，難有更多的頻寬來支援音訊傳遞。

　　不過，若論音訊標(biāo)準(zhǔn)的支援性，目前以HDMI居上風(fēng)，HDMI訂立之出標(biāo)榜支援8聲道的壓縮性音訊，在1.2版時(shí)則支援了Sony的SACD音訊，1.3版更是追加支援了Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio等非失真性的音訊。DisplayPort則在實(shí)際的音訊標(biāo)準(zhǔn)支援上毫無動(dòng)靜。

線路長度

　　對(duì)IT運(yùn)用而言，很少將視訊接線拉的很長，但對(duì)CE運(yùn)用而言就有需求，特別是在布建家庭劇院時(shí)。由於HDMI設(shè)定為CE之用，因此必須支援較長的連接，宣稱長度可達(dá)15m，同樣的，DisplayPort也宣稱能達(dá)15m。至於DVI與UDI，DVI僅能有數(shù)公尺的接線，而UDI則尚未公布相關(guān)資訊。

　　要注意的是，15m僅是現(xiàn)有的推行宣稱，但必須透過實(shí)際的驗(yàn)證考驗(yàn)才算數(shù)，以DisplayPort為例，現(xiàn)階段能全速傳輸?shù)拈L度僅在3m內(nèi)，但15m內(nèi)仍可以有HDTV 1080p水準(zhǔn)的傳輸能力，亦即傳輸效能已因長度的增加而衰減。

　　同樣的，HDMI也必須有相同的實(shí)際考驗(yàn)，15m一樣是個(gè)宣稱值，在多少長度上仍可維持最多的傳輸頻寬，也尚無具體的細(xì)節(jié)資料，且會(huì)隨著技術(shù)的精進(jìn)提升而強(qiáng)化。

內(nèi)容保護(hù)

　　在CE領(lǐng)域相當(dāng)注重視訊內(nèi)容的防拷，特別是影片的創(chuàng)作商、發(fā)行通路商、播送營運(yùn)業(yè)者等已對(duì)網(wǎng)路P2P軟體聞之喪膽，所以HDMI、DisplayPort等都有將防拷機(jī)制列入考慮。

　　HDMI支援Intel的HDCP防拷機(jī)制，而DisplayPort在1.0版時(shí)只支援Philips的DPCP防拷機(jī)制，但DPCP屬新創(chuàng)標(biāo)準(zhǔn)，真正較廣泛運(yùn)用的是HDCP，因此DisplayPort在初期不如HDMI，不過Display Port自1.1版開始也支援HDCP，反而超越HDMI。至於UDI目前也僅支援HDCP。

技術(shù)授權(quán)費(fèi)、權(quán)利金

　　技術(shù)授權(quán)費(fèi)與權(quán)利金也是DisplayPort積極攻擊HDMI的一點(diǎn)，制造商必須每年支付1.5萬美元的年費(fèi)才能使用HDMI的技術(shù)，同時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品上每設(shè)置一個(gè)HDMI的連接埠就要收取4美分的權(quán)利金，這對(duì)制造商而言實(shí)是一大負(fù)荷，以致HDMI自2002年即發(fā)表，但數(shù)年來的推行與普及率卻相當(dāng)遲緩。

　　相對(duì)的，DisplayPort采行免授權(quán)費(fèi)、免權(quán)利金的政策，僅DPCP的防拷機(jī)制要額外的授權(quán)花費(fèi)，且為選用，不需此機(jī)制即不用付費(fèi)。由於感受到DisplayPort的在授權(quán)費(fèi)方面的壓力，HDMI現(xiàn)已調(diào)降年費(fèi)為每年1萬美元，并指出DisplayPort的支援成員仍各自向下游采行業(yè)者收取相關(guān)技術(shù)費(fèi)用，不過這點(diǎn)并未被證實(shí)。

實(shí)際采用

　　這點(diǎn)目前以HDMI領(lǐng)先，知名的Sony PS3電視游樂器、Apple的Apple TV數(shù)位媒體配接器等，都已經(jīng)具備HDMI介面，DisplayPort卻尚未見到實(shí)際產(chǎn)品采用；UDI也一樣未見實(shí)際采用。不過這項(xiàng)領(lǐng)先也可能是推行時(shí)間的前後差異所致，HDMI於2002年提出，DisplayPort為2005年，UDI則為2006年，後續(xù)的消長仍有待觀察。

　　有了競爭才有進(jìn)步，HDMI從2002年的1.0版發(fā)表，一直到2005年DisplayPort推出前的近3年時(shí)間內(nèi)可以說毫無進(jìn)步，過程中僅些許小幅的調(diào)整、修訂，然在DisplayPort的競爭標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)後，在短短不到2年的時(shí)間內(nèi)頻頻進(jìn)行強(qiáng)化與提升，并激出了UDI新標(biāo)準(zhǔn)。因此，三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的互競雖然對(duì)設(shè)計(jì)者、制造商、消費(fèi)者造成選擇上的猶疑、紊亂，但相對(duì)的也迫此標(biāo)準(zhǔn)訂立者進(jìn)步并加碼挽留用戶，從而加快了技術(shù)進(jìn)步的步伐，并將為消費(fèi)者帶來更多的實(shí)惠和方便。