Kable HDMI 2.1 już 2018 roku! Co wiemy o nowym złączu z IFA 2017?

O nowym standardzie złącza – HDMI 2.1 pisałem już w styczniu tego roku, po targach CES 2017. Nie miałem jednak okazji uczestniczyć w targach i dopytać o szczegóły. Taka możliwość nadarzyła się jednak podczas IFA 2017. Dorwałem bowiem dwóch inżynierów ze stoiska HDMI Forum.

Poza tym co już jest oczywiste i co opisałem w poprzednim artykule o HDMI 2.1, miałem okazję dowiedzieć się więcej o nowym standardzie kabli i transmisji, zwanym 48G. Zmiany są na tyle duże, że podtrzymuję swoje słowa, że nowe HDMI powinno nazywać się co najmniej 3.0 chociaż to jak mniemam zarezerwowane jest dla “marketingowych czasów 8K, które są przed nami”. Zacznijmy po kolei:

Nowe złącze zapewnia największy wzrost pasma, jaki miał kiedykolwiek miejsce. Będzie ono oferować aż 48Gbps łącznej przepustowości, co przekłada się na 42,6Gbps efektywnego pasma dla wideo i pozostałych danych. To praktycznie dwa razy więcej niż oferuje obecnie DisplayPort 1.4, a to zawsze to drugie złącze było o krok przed HDMI! Tak duży wzrost pasma uzyskano na kilka sposobów:

• Zmieniono schemat kodowania danych z 8b/10b na 16b/18b – mniejsza ilość utraconego pasma. To m.in. ten schemat kodowania zapewnia brak różnic jakości obrazu pomiędzy kablami
• Zmieniono protokół transmisyjny. Od teraz zamiast 3 kanałów transmisji danych + 1 zegarowego są 4 kanały transmisyjne z osadzonym zegarem – podobnie jak w Display Port
• Zwiększono częstotliwość taktowania z 600MHz na 1,2GHz

O ile dwie pierwsze zmiany wiążą się jedynie z przeprojektowaniem chipów HDMI i nie wpływają w jakikolwiek sposób na walory użytkowe (kompatybilność wsteczna jest zachowana), tak ostatnia zmiana niesie za sobą poważne ograniczenia w długości kabli. Przenoszenie sygnałów o wyższej częstotliwości, przez wiązki miedziane, wiąże się zawsze z obostrzeniami. Chodzi tu głównie o długość kabla. Inżynierowie z HDMI Forum tak jak poprzednio nie są w stanie powiedzieć jaka może być maksymalna długość kabla, ponieważ zależy to od jakości jego wykonania, co leży po stronie producentów kabli. Powiedzieli jednak, że może to być około 4 – 5 metrów w przypadku pasywnych kabli HDMI 48G. Wygląda więc na to, że do powszechnego użycia będą musiały wejść kable aktywne.

*² wymagana jest kompresja obrazu DSC 12.

Jak widzicie w powyższej tabeli, złącze umożliwiać będzie przesyłanie nawet 8K w 120Hz jednym kablem! Wiązać się to będzie jednak z użyciem kompresji sygnału. Zagadnienie to pominąłem w poprzednim artykule. HDMI 2.1 wykorzystywać będzie funkcję DSC, czyli dynamiczną stratną kompresję obrazu. Inżynierowie zapewniają jednak, że artefakty kompresji będą nie widoczne i że cały protokół można nazwać “wizualnie bezstratnym”. Nie wiem czy mogę dać temu pełną wiarę, okaże się z biegiem czasu. Tak czy inaczej protokół ten wygląda obiecująco, ponieważ pozwala uzyskać kompresję aż 3:1. Ponadto nie powinien wnosić większego input lag’a niż 20-30% czasu trwania klatki. Przy 60Hz będzie to więc około 4-6ms. Z resztą bez protokołu DSC będzie nadal możliwe bardzo wiele rzeczy, którymi będziemy bombardowani w najbliższych latach – np. 4K z HDR w 120Hz.

Certyfikacja kabli przez HDMI Forum

Organizacja postanowiła wreszcie wziąć się za skrupulatne testowanie kabli. Powstał program partnerski umożliwiający poddanie swojego produktu testom, które gwarantują, że będzie on działał z obiecanymi parametrami – przepustowością 18, lub 48Gbps (zgodnie ze specyfikacją) na danej długości. Kabel każdej długości musi przejść procedurę testowania oddzielnie. Odznaczenie “Premium” gwarantuje też, że kabel jest dobrze izolowany i nie działa jak antena. Na powyższym zdjęciu certyfikowane kable premium znanego nam z polskich sklepów producenta – Hama. Wreszcie będzie można bez ryzyka zamurować kabel w ścianie 🙂

HDMI jako USB typu C

Próby użycia złącza USB typu C jako HDMI trwają już od jakiegoś czasu. Obecnie mamy ratyfikowaną pierwszą specyfikację i niebawem możemy spodziewać się pierwszych produktów na rynku! Niestety maksimum co możemy uzyskać przez USB to HDMI w wersji 1.4b. Trwają pracę nad HDMI 2.0. By urządzenie źródłowe (np. notebook) obsługiwało HDMI przez USB-C musi mieć logotyp HDMI obok portu. Zwracajmy na to uwagę.

Dynamiczne metadane HDR

Standard HDMI 2.1 dodaje także obsługę dynamicznych metadanych HDR. O nich wspomniałem już w poprzednim artykule, w kontekście Dolby Vision. Jak się jednak okazało, firma Dolby opracowała własną technologię tunelowania danych, która działa nawet na starszych wersjach portów. HDMI 2.1 wymagane będzie jednak do obsługi chociażby HDR10+, czy HDR Technicolor. Sam sposób transmisji metadanych nie jest z resztą powiązany z jakąkolwiek implementacją HDR’a. Jest po prostu furtką do przekazywania dodatkowych informacji, więc nadchodzące implementacje standardu HDR (jeśli takowe powstaną) będą także mogły wykorzystywać mechanizmy HDMI 2.1

Minimalne wymagania złącza

Minimalne wymagania złącza określają co dane urządzenie musi posiadać, by mogło nosić logo HDMI 2.1. Okazuje się, że ponownie minimalnych wymagań nie ma. Innymi słowy, wystarczy by obecne porty HDMI 2.0 zaktualizować oprogramowaniem tak, by wspierały np. dynamiczne metadane (co da się zrobić, jak już kilku producentów pokazało) i już może nosić nazwę 2.1.

Sytuacja ta może potencjalnie zrodzić wiele problemów i nieporozumień. Na rynku znowu będą pojawiać się sprzęty sygnowane logo HDMI 2.1 niewspierające wielu elementów, w tym kluczowych – wyższej przepustowości. Przekazuję więc do Was apel inżynierów z HDMI Forum – nie patrzmy na wersję złącza, a na elementy specyfikacji, które są wspierane. Każdy producent ma obowiązek ująć takowe w specyfikacji.

(13575)