DP vs HDMI 谁才是游戏玩家最佳选择

　　[PConline DIY老司机]在目前市面上显示器接口中，VGA和DVI已经逐渐退出了历史舞台，Type-C还算是小众，而DP（DisplayPort）与HDMI则成为了主流产品的标配，目前的主流级显卡也是以这两个输出接口为主，而新的问题也随之诞生了：当这两个接口都可以使用的时候，选择哪个会更好？

　　对于大部分普通的消费者来说，显示器能跟主机正常连接就行，随便哪个接口都无所谓，反正能正常使用，但是对于DIY玩家来说，这个问题就显得非常重要，但是跟显卡和显示器的性能参数相比，这又是一个很容易被忽视的问题。

　　尤其是在配备了FreeS、HDR、高分辨率（4K以上）、高刷（144Hz以上）等特性高端显示器中，这两种接口连接同一设备通常都会存在差异，如果不能选择最佳的连接方式，可能会出现各种兼容性问题，导致无法发挥显卡和显示器的最佳表现。

　　而要知道如何作出适合自己的选择，我们首先得重新认识一下DP与HDMI两种接口。

  DP和HDMI的发展历史

　　从发展历史来看，HDMI算是前辈，首个标准早在2002年已经问世，目前最新的标准协议版本是HDMI2.1，而DP接口算是后来者，首个标准出现在2006年，目前最新的标准协议版本是DP2.0，这两款接口是视频传输接口全面进入数字时代的标志，之前的DVI接口接口虽然也采用数字信号进行传输，但是不能承载音频和数据流

　　而雷电和USB3.*协议的Type-C接口中，它们传输视频信号也是是通过DP协议通道进行数字画面传输的，严格来说也算是DP协议的一种特殊接口形式。雷电2支持DisplayPort 1.2，而雷电3和遵循USB3.1规范的全功能Type-C则支持到最新的DP3.0协议，但是两者在带宽上有区别（雷电为40GB/s、USB3.1为10GB/s），单纯考虑视频传输能力的也存在一定差异，这个我们之后有机会再聊。

　　经过多年的发展，虽然DP接口和HDMI接口的基本形态几乎没有任何改变，但不同协议版本的接口在传输能力上却存在巨大的差异，因此我们在考虑着两者哪个更适合的情况下，也必须考虑到具体的版本。

　　DP和HDMI标准都是向后兼容的，你在十年购买的HDMI1.0线材现在仍可以与最新的RTX30系列显卡搭配使用。但是由于显示器、线材和显卡之间进行连接的木桶效应，最大显示分能力上限只能是两者之间较低的那一方。

　　这样连接这可能意味着支持144 Hz和HDR的4K游戏显示器搭配RTX3080，最终只能以4K和24Hz的模式下运行，完全无法释放两个硬件的真实能力。这个例子可能比较极端，但是却直接反映了选HDMI还是选DP的关键：能否完美发挥硬件的性能表现。

　　下面图是历代DP接口和HDMI的相关信息，要避免上述提到的这种尴尬状况，可以在这个表格中快速找到所支持的显示模式。

　　这两种接口在每一代接口中最重要的参数就是传输速率和数据速率。在早期的DP和HDMI标注中，数字信号大多使用8b/10b的比特率编码进行传输。在8b/10b编码模式下，意味着每8位数据在实际传输中需要10位的传输带宽，而这些多出来的冗余用来确保信号的完整性，这意味着他们只有80%的理论带宽可以用来传输数据。

　　而在最新的协议下，DP 2.0采用128b/132b进行传输，编码效率效率提升到97%，而HDMI 2.1则采用16b/18b进行传输，编码效率为88.9%，虽然HDMI上还配备辅助通道来传输其他数据，但是对数据速率的影响并不大，加上同代的DP接口一般都拥有更高的传输速率，所以最新一代DP接口相对HDMI的拥有更高的数据速率，要理解这一点，我们需要更好地l理解传输带宽的意义。

  数据传输带宽的意义

　　所有采用数字传方式（包括DP，HDMI和DVI接口）进行传输的视频数据都需要一定的数据带带宽，显示屏上的每个像素都拥有红色，绿色和蓝色（RGB）这三个数据点，或者使用亮度，蓝色色度差和红色色度差（YCbCr / YPbPr）三个数据点的形式进行数据传输。

　　而在输出端，无论显卡内部进行什么运算，最后生成的数据都会转换为用于显示的信号，这些现实信号一般包含一个16位的RGBA信息（其中A是alpha意为透明度信息）。

　　目前最常见的标准采用的是24位颜色，这种模式下每个像素点的红色，绿色和蓝色分量数据分别占用8位数据，这个也是我们电脑显示数据中位深度数据的来源。而在HDR和高色深显示器中，为了显示更丰富的颜色数据，每种颜色的数据占用提高到10位数据，这意味着每个像素点采用30位颜色可以带来更出色的显示效果。

　　而在部分顶级专业显示器中，位深度甚至提升到12位和16位，不过目前还非常小众，我们普通消费能接触的产品大都是以8bit为主，小部分高色准和HDR显示器为10bit，在这种情况下，显示信号使用的是每像素24位或30位数据，我们将这个数字乘以像素数和屏幕刷新率，就可以快速计算出要实现这种传输画面所需的最小带宽。

　　以上面这款显示器为例，要实现3440 * 1440 @ 100 Hz的显示效果所需的带宽：8bit模式下需要的带宽（每秒数据量）为24*3440*1440*100Hz=118886450000bps≈13.8Gbps，而在10bit模式下需要的带宽为为30*3440*1440*100Hz=14860800000bps≈17.3Gbps。

　　当线材或输出端接口不能满足该需求时，只能在降低分辨率、降低刷新率和关闭HDR下做选择，以我使用笔记本电脑进行连接的情况下，采用HDMI2.0接口（14.4Gbps）进行连接时可以顺利开启3440*1440@100 Hz模式，但换成用全功能Type-C（USB3.1协议）进行连接时，受接口带宽（10Gbps）限制，只能开启3440*1440@ 60Hz的显示模式

　　而且在实际应用中，满足这个最低理论传输带宽还不够严谨，实际应用中还需要留有一定冗余，需要通过更加复杂的计算才能确定所需要的带宽，为了可以直观地体现出带宽需求，视频电子标准协会（Video Electronics Standards Association, VESA）推出了一套直观的参考标准。

　　只要将这个表与上文中出现的接口规范带宽进行校对，即可快速确认适用分辨率，如果所需的数据带宽小于标准支持的最大数据速率，这个分辨率和帧率即可正常使用。

　　需要注意的是，上图所制定的标准是基于未压缩信号，而为了在受限的硬件带宽条件下输出更高分辨率的画面，HDMI和DP接口还加入了对显示串流压缩技术（Display Stream Compression ，简称DSC）的支持，这项技术可以帮助设备更好地克服接口带宽带来的物理限制。DP这边早在1.4版本就加入了对DSC1.2的支持，HDMI这边也在最新的2.1版本中加入了对这一技术的支持。

　　在8K和60Hz时，基本的8bit模式下，需要49.65 Gbps的数据带宽，当开启10bit的HDR模式时则需要62.06 Gbps的带宽，而当开启8K+120 Hz+10bit HDR时，在无压缩状态下传输需要高达127.75 Gbps的传输带宽，这在目前根本没有接口可以满足这一需求。

　　而通过转换为4：2：2或4：2：0 YCgCo并使用增量PCM编码，DSC最高可以提供高达3：1的压缩比，宣称可以提供了“视觉无损”的效果，使用DSC让8K+120Hz+HDR的所需带宽仅为42.58 Gbps，得以在现有的HDMI2.1和DP2.0接口下下实现这种极致的显示效果。

　　除了传输视频，HDMI和DP还需要预留带宽来传输数字音频数据，目前的标准下，他们当前最多将36.86 Mbps（0.037 Gbps）的带宽音频用于音频，虽然会占用整体带宽，但是整体影响并不大。

　　通过上面的介绍不难看出，通过简单的分辨率*刷新率*颜色深度的带宽计算方式显然不够全面，因为具体的性能表现还要考虑到时序标准、编码方式和音频占用带宽等因素，虽然占用带宽仍然是越大越好，但是显然不是影响视频信号传输能力的唯一参考标准。

  DP与HDMI接口优劣

　　在目前的主流市场中，DP1.4是目前DisplayPort标准中功能最强大且普遍的版本，虽然DP2.0规范已经在去年（2019年）6月发布，但至今人仍没有支持该接口的消费级显卡和显示器被推出。

　　而前段时间推出RTX30系列显卡上搭载的仍是DP1.4接口，虽然可用带宽不如同时搭载的HDMI 2.1，但是最高达8K@65Hz的性能表现已经能满足当前的需求。

　　不过8K显示设备目前主要都是以电视为足，基本也是利用HDMI 2.1接口来实现8K信号传输，而且参考以往DP在电视市场的表现，短期内也不太可能会有使用DP2.0的产品推出，换句话讲，在DP2.0大规模科普之前，DP的极限传输表现暂时都无法与HDMI2.1媲美。

　　DP的优势之一是原生支持可变刷新率（VRR），这像技术在DP1.2a后就成为DP标准的一部分，这也是FreeSync技术（兼容G-Sync）近年来大规模普及的基础，要使用这一技术就必须使用DP接口。

　　此外，由于加入了固定卡扣开关，DP接口和线材的稳定性都要优于HDMI，像HDMI那种不小心拉扯就会把“断头”的风险几乎不存在。

　　而且DP还可以通过多流传输（MST）将多个屏幕连接到单个端口，部分显示器还支持基于该技术的DP串联功能（显示器间通过DP接口直连），在拓展性上会更加出色。

　　由于HDMI需要认证的标准协议，而DP则是一项开放的标准协议，许多显示技术上的创新（例如DSC，G-Sync和FreeSync）都会优先出现在DP上，之后才会慢慢出现在HDMI上的重要原因。

　　而DP线缆上还有一个限制它使用场景的关键参数：它的最大长度在目前标准下被限制在3m以内，这个因素导致它不太可能应用在家庭影院、长距离传输信号等应用场景，99%的情况下它只能用在台式主机和显示器之间，这也间接限制了这种接口在电视和投影仪等设备上的应用。

　　在最重要的传输带宽上，由于DP协议拥有后发优势，HDMI在同期的带宽表现上一直稍逊于DP，HDMI2.1这次抢先面市算是扳回了一城。虽然一直在纸面参数上一直“落后”，但是在非极高分辨率+刷新率运行的情况下，目前最主流的DP1.4和HDMI2.0其实不会有可感知的区别。

　　自2013年HDMI 2.0发布以来，HDMI接口已经可以在8bit颜色的情况下实现4K@60 Hz传输效果，并且4：2：0 YCbCr输出模式下实现最高8K@30Hz的显示效果，不过会存在边缘看起来模糊。

　　而对于可变刷新率技术的缺失，HDMI从2.0b开始也通过AMD的扩展芯片添加对FreeSync和G-Sync技术的支持，而且在HDMI 2.1协议中把该技术列入到新标准当中。

　　到目前为止，只有部分英伟达的RTX20系列和最新的RTX30系列显卡会支持HDMI2.1接口（部分非公显卡只配备了HDMI2.0接口），而且大部分显示器配备的仍为HDMI2.0接口。因此在考虑功能全面性的情况下，使用台式机连接显示器是，目前最佳的使用方式仍会是DP。

　　虽然在理论性能上长期不占优势，但是HDMI规范拥有极高的普及度和兼容性，在2004年标准刚推出时，已经有数百万台带有HDMI的设备出货，而来到2020年，带HDMI的设备更是随处可见，主流的现实设备都会配备该接口。

　　虽然显卡上尚未有支持完整规格HDMI2.1接口的产品，但是在电视、蓝光播放器、家庭影院等消费级设备上率先发售了大量HDMI 2.1设备，普及前景和通用性短期内仍会比DP更强。

　　HDMI在实用性上相对DP的最大优势，就是最长可达15m的线缆长度，足足是DP线缆的五倍。这个特性对于使用台式电脑连接显示器的玩家，但对于家庭影院等需要长距离连接场景却非常重要，让这种线缆拥有更丰富的应用场景。

  DP与HDMI：游戏玩家怎么选

　　我们已经介绍了DisplayPort和HDMI的技术参数，大家对这两种传输协议都有了充分的了解，那么回到最初的问题吗，但是哪一种连接方式在实际上更适合游戏玩家？

　　其中一些取决于您已经拥有或打算购买的硬件。这两种标准协议都能够提供出色的游戏体验，但是如果您想获得出色的游戏体验，在目前市场上可以购买的产品中，HDMI 2.1>DP 1.4>DP 1.3>HDMI 2.0，而目前已发布的协议中，DP 2.0的理论性能应该最为出色，但是该协议的普及前景尚不明朗。

　　在一些高刷+高分辨率的应用场景下，游戏玩家需要根据自己的平台进行选择。

　　对于使用N卡的游戏玩家来说，目前最佳的方案仍是是使用DP 1.4接口连接到配备G-Sync功能的显示器，只有在连接电视使用时全新的HDMI才有实用意义，因为目前通过HDMI 2.1兼容G-Sync的显示器只有电视，而在普通显示器上，使用DP才可以完整发挥N卡的特性。

　　而A卡游戏玩家的选择则比较宽松，因为目前带FreeSync功能的显示器可以通过HDMI接口来开启，因此A卡在搭配DP 1.4和HDMI 2.0使用时在功能实用性上没有太大区别。不过DP仍然会是PC显示器的首选标准，因为许多HDMI FreeSync显示器只能在较低的分辨率或刷新率下运作，在144Hz以上的产品较少。

　　如果你已经拥有一台刷新率在144hz以下，不支持G-Sync或FreeSync功能，并且显示器同时支持HDMI和DP输入的时候，而且显卡也同时也配备这两者接口的情况下，这个连接方式的选择就显得没那么重要了。

　　2560 * 1440（1440P）@144 Hz的分辨率和8bit色深的情况下，DP1.2和HDMI 2.0以上的协议都可以正常运作，低于此值的任何一种连接类型都将正常工作，日常使用上这两种接口的确没有实际区别（理论能传输的信号一致）。

　　在台式机搭配显示器的使用场景中，DP接口显然是最佳选择，能完整地发挥输出端的性能，因此目前的显卡都会配备更多的DP接口，全新的RTX 30系列显卡虽然支持HDMI 2.1接口，但普遍只会配备两个以内。

　　而在将主机连接到电视、投影仪等大屏幕使用场景中，HDMI在很长一段时间内仍是最佳选择，因为它拥有更长的传输距离，布线也更加方便，最重要的是HDMI拥有远超DP接口的设备兼容性，目前屏幕在50寸以上的设备极少会配备DP接口，未来很长一段时间里HDMI仍然是首选接口。

　　最终，尽管DP具有规范上的优势，但是HDMI出色的兼容性和便捷性可以帮助它拥有更丰富的应用场景，而且这两个标准在许多领域和技术上都重叠。

　　负责制定DisplayPort标准的VESA组织主要考虑的是PC领域的应用场景，而由消费电子联盟制定HDMI协议，肯定会优先考虑电视、投影仪等消费级设备，他们的关注点不同最终也导致这两种协议拥有细分的不同应用场景。

　　要高分高手高色域和全面功能体验就用DP、需要大屏强兼容性就使用HDMI，发烧游戏用户们根据使用场景选择即可，而对于90%以上的普通用户来说，影响显示效果的瓶颈可能在显卡和显示器上，不用过于纠结这两者之间的选择。