DisplayPort 2.0 promette di mandare in pensione HDMI

La DisplayPort è una porta di comunicazione digitale per segnali video ad alta risoluzione adottata, solo recentemente, dalle schede grafiche di PC fissi e portatili.  Chi recentemente ha acquistato un PC, in particolare un portatile, o un monitor 4K, avrà probabilmente notato l’assenza della porta HDMI che da oltre un decennio equipaggia i computer fissi, i computer portatili e i monitor. Al suo posto (o in aggiunta nei monitor) c’è un’altra porta, più piccola nelle dimensioni ma molto più potente, è la DisplayPort ed è l’argomento di questo articolo.

DisplayPort 1.4: caratteristiche

La DisplayPort è stata pensata per sostituire HDMI e DVI, gli standard attualmente adottati dalla maggioranza dei produttori di monitor. DisplayPort ha prestazioni superiori ai suoi predecessori; grazie alle sue caratteristiche tecniche può tramettere segnali TV UHD 4K. Ma non solo, attraverso questa porta possono transitare anche segnali audio o dati USB. La versione attualmente in uso è la 1.4.
Ecco una tabella riepilogativa delle varie versioni e delle caratteristiche di risoluzione:

Versione DisplayPort	Risoluzione
1.1	1920x1800 - 60Hz - 8 bit SDR
1.2	3840x2160 - 60Hz - 8 bit SDR
1.3	3840x2160 - 60Hz - 10 bit SDR
1.3	5120x2280 - 60Hz - 8 bit SDR
1.4 con DSC	5120x2280 - 60Hz - 10 bit SDR
1.4 con DSC	7680x4320 - 60Hz - 8 bit SDR
1.4 con DSC	7680x4320 - 60Hz - 10 bit SDR
2.0	7680x4320 - 60Hz - 10 bit HDR
2.0 con DSC	15360×8640 - 60Hz - 10 bit HDR
DSC = Display Stream Compression SDR = Standard Dynamic Range HDR = High Dynamic Range

Questo standard di comunicazione utilizza la trasmissione dati digitali a pacchetti, trasmissione utilizzata anche in altri protocolli di comunicazione come

• USB
• Ethernet
• PCI Express

La trasmissione a pacchetti incorpora il segnale di clock (che serve a sincronizzare le informazioni) all’interno dei pacchetti stessi; grazie a questa caratteristica è possibile raggiungere risoluzioni molto alte utilizzando connettori e cavetti semplificati.
La trasmissione a pacchetti, inoltre, dà elasticità a questo protocollo di comunicazione dati; in futuro DisplayPort potrà implementare funzionalità aggiuntive continuando a utilizzare gli stessi cavi e connettori.
Questo standard dovrebbe anche garantire una buona compatibilità con i suoi predecessori, HDMI e DVI, con l’utilizzo di adattatori attivi o passivi. Per esperienza personale posso dire che il risultato qualitativo di un segnale DisplayPort adattato a HDMI non è soddisfacente, per questo motivo consiglio di usare questi adattatori solo in mancanza di altre alternative.
Lo standard DisplayPort è stato definito da molto tempo (nel 2006) ma fino a oggi è stato scarsamente utilizzato. Il primo produttore a utilizzare questa interfaccia fu Apple che nel 2008 l’adotttò per alcuni Mac.

I connettori DisplayPort

Attualmente i connettori utilizzati per questo protocollo di comunicazione sono 2 e sono denominati

• DisplayPort
• Mini DisplayPort

i primi, un po’ più grandi, sono utilizzati di solito sul retro dei monitor mentre i secondi, di dimensioni ridotte equipaggiano i PC, in particolare i portatili.
Come detto in precedenza i connettori sono di dimensioni ridotte rispetto ai loro predecessori, questo perchè, in particolare rispetto a DVI, i connettori hanno meno piedini: 20 contro 29.
A questo scopo è bene chiarire che il vero predecessore di questo protocollo di comunicazione è proprio DVI. Le porte HDMI, infatti, sono universali e sono presenti sia sui TV che sui monitor; le porte DVI invece sono specifiche e si trovano (o meglio si trovavano) solo sul retro dei monitor per PC.
I produttori di monitor hanno iniziato a sostituire le porte DVI con le DisplayPort ma non hanno rimosso le HDMI dai pannelli posteriori dei loro prodotti. In questo senso si può dire che DisplayPort succede a DVI, anche se, in prospettiva, potrebbe arrivare a sostituire del tutto anche HDMI. Questa impresa però è assai ardua in quanto HDMI è uno standard consolidato. Per capire quanto sia ardua basti pensare al fatto che ancora oggi, dopo quasi 20 anni dall’introduzione di HDMI, i TV sono equipaggiati con una presa SCART, presa che peraltro era meno diffusa di HDMI.
Per quel che riguarda la lunghezza dei cavi DisplayPort, le risoluzioni più alte, UHD 4K, sono supportate su cavi di lunghezza fino a 2 metri. Tra i 2 e i 15 metri sono supportate risoluzioni fino a Full HD.

Dual Mode

La trasmissione dati su un cavo DisplayPort può avvenire anche in Dual Mode. Questa modalità è commercialmente denominata DisplayPort++.
La caratteristica principale del Dual Mode è che può gestire, utilizzando un adattatore passivo, segnali di tipo HDMI single-link e DVI. Un adattatore passivo ha la caratteristica di adattare i connettori e le tensioni, senza la necessità di una fonte di alimentazione.
Quando una DisplayPort++ rileva la presenza di un adattatore passivo DVI o HDMI, automaticamente passa alla modalità DVI o HDMI. La Dual Mode e supportata dalla maggioranza delle schede grafiche con uscita DisplayPort.
Un limite della modalità dual è che può trattare solo segnali DVI e HDMI single-link. Questo perchè il numero di pin presenti nel connettore DisplayPort è insufficiente per una connessione dual-link.
In questo caso è necessario usare adattatori attivi per le connessioni DVI Dual-Link e per video a componenti come VGA. Per alimentare i circuiti attivi di questi adattatori, alcuni utilizzano la tensione disponibile nel connettore DisplayPort  (+3,3 Volts), mentre altri hanno bisogno di un’alimentazione esterna. L’alimentazione esterna può provenire da un apposito alimentatore o da una porta USB alimentata.

Adattatori Type 2

Nel 2013 è stata pubblicata una specifica VESA chiamata DisplayPort Dual-Mode Standard version 1.1 che aumenta le capacità della Dual Mode equiparandola alla HDMI 1.4.  Le aumentate capacità consentono la trasmissione di formati 4K e stereoscopici 3D. Anche gli adattatori devono rispettare la specifica VESA; in questo caso si parla di adattatori Type 2 ( retro-compatibili con adattatori Type 1).

DisplayPort 2.0 per i monitor 16K

Ecco la rivoluzione che cambierà il sistema di connessioni tra PC e monitor.
Nel 2019 VESA ha annunciato l’arrivo del nuovo standard DisplayPort 2.0. Il nuovo standard rappresenta una importante evoluzione che proietta DisplayPort nel futuro. Lo standard 2.0 permetterà di utilizzare monitor 16K o, in alternativa, fino a tre monitor 10K. Nel nuovo standard la banda passante è quasi triplicata: dai 25,92 Gbps della versione 1.4, ai 77,37 Gbps dello standard 2.0.
Senza arrivare agli ancora teorici 16k, con i nuovi parametri VESA, DisplayPort sarà il primo standard a supportare

• risoluzione 8K (7680 x 4320)
• frequenza di aggiornamento di 60 Hz
• supporto HDR-10

per vedere all’opera la nuova tecnologia ci sarà da aspettare i primi prodotti che ne faranno uso: si parla dell’inizio del 2021.
Il nuovo standard utilizzerà ovviamente i connettori DisplayPort garantendo la retro-compatibilità con lo standard 1.4. Inoltre sarà  compatibile  con i connettori

• USB Type-C
• Thunderbolt 3 grazie alla modalità DisplayPort Alt Mode.

Thunderbolt

Ho accennato al connettore Thunderbolt allora te ne parlo un attimo. Il connettore Mini DisplayPort è utilizzato anche da un altro protocollo di comunicazione denominato appunto Thunderbolt.
Il protocollo Thunderbolt (in precedenza conosciuto come Light Peak) ha l’obbiettivo di sviluppare un’interfaccia unica che connetta una molteplicità dispositivi multimediali

• fotocamere digitali
• monitor
• videoproiettori
• riproduttori audio
• unità di memorizzazione
• stampanti

Thunderbold si propone quindi di unificare tutte le connessioni da e verso i PC, di essere una cavo unico ancor più di quanto non lo sia il cavo USB. Thunderbold è una tecnologia sviluppata da Apple e Intel e proprio di un uomo di Intel è la dichiarazione che chiarisce le intenzioni del progetto:

Vediamo Thunderbolt come un successore di USB 3.0. In un certo senso, vorremmo realizzare l’unico cavo di cui avrete bisogno.

(Kevin Kahn)