Posted on

SATA là gì?

69fe23bf_NLRB-304LOCK
Ngày nay, ngoài dung lượng, tốc độ cũng là yếu tố rất quan trọng đối với thiết bị lưu trữ. Chuẩn giao tiếp SATA phiên bản mới nhất 3.0 không chỉ nhanh gấp đôi SATA 2.0 mà còn có những cải tiến mới.

Sơ lược về SATA

Kể từ khi được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 2001, chuẩn giao tiếp SATA (Serial Advanced Technology Attachment) đã dần thay thế giao tiếp PATA (Parallel ATA) và trở thành giao tiếp chủ yếu cho các thiết bị lưu trữ gắn trong máy tính để bàn cũng như máy tính xách tay. Chuẩn này giúp kết nối bo mạch chủ với các thiết bị lưu trữ như đĩa cứng, ổ lưu trữ thể rắn (SSD), ổ quang hay các thiết bị băng từ di động.

Bảng sơ đồ chân đầu nối dữ liệu giao tiếp SATA
Chân Chức năng
1 Nối đất
2 A+ (truyền dữ liệu)
3 A- (truyền dữ liệu)
4 Nối đất
5 B- (nhận dữ liệu)
6 B+ (nhận dữ liệu)
7 Nối đất

Chuẩn giao tiếp SATA sử dụng cáp dữ liệu gồm 7 dây dẫn (3 dây nối đất và 4 dây dữ liệu chia thành 2 cặp), có đầu nối rộng 8mm ở hai đầu. SATA sử dụng cấu trúc điểm-điểm (point-to-point) để truyền dữ liệu, kết nối trực tiếp giữa chip điều khiển và thiết bị lưu trữ, nên không cần cấu hình theo mô hình master/slave phức tạp như giao tiếp PATA. Cáp SATA thường có chiều dài lên đến 1m, và một cáp chỉ kết nối trực tiếp bo mạch chủ với một thiết bị lưu trữ duy nhất, không giống như giao tiếp PATA, một cáp có thể kết nối bo mạch chủ với 2 thiết bị lưu trữ, sử dụng cáp gồm 40 hay 80 dây dẫn, độ dài giới hạn 45cm (hiện nay cũng có cáp PATA dài đến 90cm). Với ưu điểm sử dụng cáp bản nhỏ, cáp SATA phù hợp với không gian chật hẹp và không làm cản trở không khí lưu thông bên trong thùng máy. Đầu cắm SATA ngày nay được thiết kế thêm chấu cài bằng kim loại, nhằm tránh tình trạng dây cáp vô tình bị ngắt khỏi cổng kết nối trên bo mạch chủ cũng như trên thiết bị lưu trữ khi đang trong quá trình sao lưu dữ liệu.

Chuẩn SATA cũng sử dụng cáp nguồn khác với chuẩn đầu cắm nguồn 4 chân của Molex đã tồn tại hàng chục năm nay. Tương tự như cáp dữ liệu, cáp nguồn SATA cũng nhỏ dẹp, sử dụng đầu cắm 15 chân và cung cấp 3 mức nguồn 3,3V, 5V và 12V.


Đầu cắm 15 chân cung cấp nguồn cho các thiết bị SATA

Các chip điều khiển SATA sử dụng giao tiếp AHCI (Advanced Host Controller Interface) làm giao tiếp chuẩn, hỗ trợ các tính năng cao cấp của SATA như tháo lắp nóng và NCQ (Native Command Queuing). Tất cả thiết bị SATA đều hỗ trợ tháo lắp nóng, tuy nhiên tính năng này chỉ được hỗ trợ khi thiết bị chạy chế độ AHCI. Một số HĐH cũ không hỗ trợ AHCI, trong đó có Windows XP. Các HĐH mới sau này như Windows Vista, Windows 7, FreeBSD, Linux kernel 2.6.19 trở lên, cũng như Solaris và OpenSolaris đều hỗ trợ AHCI.

SATA 3.0 nâng cao tốc độ

Ngày 27/5/2009, tổ chức Serial ATA International Organization (SATA-IO) đã chính thức công bố đặc tả kỹ thuật cho chuẩn giao tiếp SATA phiên bản 3.0. So với SATA 2.0, chuẩn SATA 3.0 có tốc độ nhanh gấp đôi và có những cải tiến mới.

Đầu cắm SATA left-angle (bên trái) và SATA right-angle

Với băng thông dữ liệu lên đến 6Gb/giây (SATA 2.0 là 3Gb/giây), SATA 3.0 góp phần tăng hiệu năng cho ổ đĩa lưu trữ, giảm hiện tượng nghẽn cổ chai trong quá trình truyền dữ liệu.

Đầu cắm SATA thẳng với chấu cài

Nhờ tính năng tương thích ngược với các chuẩn giao tiếp SATA 1.0 và 2.0, nên các chuẩn đầu cắm và cáp kết nối hiện đang dùng cho phiên bản SATA 2.0 đều sử dụng được cho SATA 3.0.

Điều này không những giúp người dùng giảm thiểu chi phí sắm cáp mới khi nâng cấp lên SATA 3.0 mà còn giúp các hãng sản xuất duy trì chính sách đầu tư của họ.

Đặc tả SATA 3.0 có nhiều tính năng cải tiến so với phiên bản trước, bao gồm:

SATA 3.0 sử dụng cùng chuẩn cáp và đầu cắm 7 chân như các thế hệ SATA trước, so với cáp PATA 40 chân (bên trái)

– Giao thức điều khiển dòng dữ liệu NCQ mới cho các ứng dụng đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu cao như các ứng dụng video/audio

– Khả năng quản lý NCQ nhằm tăng hiệu năng tổng thể của hệ thống

Tốc độ cổng SATA

SATA 1.0: Chuẩn giao tiếp SATA thế hệ đầu với tốc độ truyền 150MB/giây.

SATA 2.0:
Chuẩn SATA nâng cao, tốc độ truyền 300MB/giây, tương thích ngược SATA 1.0.

SATA 3.0: Chuẩn giao tiếp SATA mới nhất với tốc độ truyền 600MB/giây và khả năng tương thích ngược SATA 1.0 và 2.0.

– Cải thiện tính năng tiết kiệm điện năng

– Bổ sung đầu cắm nhỏ LIF (Low Insertion Force) cho các thiết bị lưu trữ kích thước nhỏ gọn 1,8”

– Đầu cắm 7mm thiết kế cho ổ đĩa quang dành cho netbook mỏng và nhẹ

– Phù hợp chuẩn INCITS ATA8-ACS (chuẩn CNTT của Ủy ban Quốc tế INCITS – International Committee for Information Technology Standards)

Được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp máy tính ngày nay, chuẩn giao tiếp SATA sẽ tiếp tục trưởng thành và phát triển mạnh mẽ theo thời gian. Chuẩn giao tiếp SATA 3.0 góp phần mang đến cho lĩnh vực lưu trữ các giải pháp lưu trữ tốc độ cao, hỗ trợ tốt hơn cho các ứng dụng đòi hỏi băng thông dữ liệu cao. Ngoài ra, với tính năng tương thích ngược, SATA 3.0 là một giải pháp hoàn hảo giúp nâng cao tốc độ gấp đôi mà vẫn tiết kiệm chi phí đầu tư cáp cho người dùng.

SATA tên đầy đủ là Serial Advanced Technology Attachment và nó sử dụng cho MB với truyền thiết bị lưu trữ dữ liệu.

Bây giờ SATA đã thay thế giao diện PATA (Parallel TAT hay IDE) và gần như máy tính để bàn MB chỉ có một cổng giao diện PATA cho các thiết bị lưu trữ ban đầu hỗ trợ khách hàng đặc biệt.

Giao diện SATA có thể hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu cao và chế độ nóng trao đổi khi hệ thống máy tính mà không cần tắt máy.

Bây giờ có SATA SATA 1.5Gbit / s, SATA 3Gbit / s và SATA 6Gbit / s của 3 thông số kỹ thuật.

Đôi khi đặc tả SATA có 3Gb / s, 1.5Gb / s và 300MB / s hoặc 150MB / s; SATA1 hoặc SATA 2 hoặc SATA 3;

Bạn có thể sử dụng bảng dưới đây để kiểm tra đặc tả SATA và tốc độ.

Dưới đây là bảng thông số SATA so sánh

 

Posted on

khác biệt giữa cáp DVI và HDMI?

Tại sao không dùng cáp VGA hay Composite video?

Ảnh

Các chuẩn cũ bao gồm VGA và Composite video chỉ truyền tải tín hiệu analog. Nó hoạt động rất tốt với những màn hình cũ CRT nhưng không còn phù hợp với những chiếc LCD mới. Mặc dù hiện nay nhiều tivi LCD cũng như màn hình máy tính vẫn tiếp tục hỗ trợ đầu vào VGA, nhưng để có chất lượng hình tốt nhất bạn nên chọn dây cáp DVI hay HDMI.

Một số card video và các thiết bị số, bao gồm cả Apple TV, đã không hỗ trợ chuẩn VGA và composite video. Đây cũng sẽ là xu hướng chung của thế giới.

Sự khác nhau giữa các loại cáp kĩ thuật số?

Hai loại kết nối kĩ thuật số phổ biến nhất hiện nay là DVI và HDMI. Bên cạnh đó có thêm chuẩn DisplayPort đang được một số loại máy tính mới hỗ trợ.

DVI
Ảnh

DVI là loại kết nối rất phổ biến giữa máy tính và màn hình hiện nay. DVI rất giống VGA, có 24 chân và hỗ trợ cả analog lẫn kĩ thuật số. Cáp DVI có thể truyền tải video HD với độ phân giải 1920×1200, trường hợp kết nối dual-link cáp DVI hỗ trợ truyền tải video với độ phân giải 2560×1600.

Tuy nhiên vấn đề lớn nhất với DVI là mặc định chuẩn này không hỗ trợ mã hóa HDCP, vì vậy có thể bạn không xem các đĩa blue-ray có bản quyền DRM. Bên cạnh đó chuẩn DVI chỉ truyền tải hình ảnh vì vậy để truyền tải âm thanh từ máy tính ra tivi LCD chúng ta cần cáp riêng. Bạn hoàn toàn có thể sử dụng dây DVI để nối vào cổng HDMI hay VGA bằng cách sử dụng đầu chuyển từ DVI sang các chuẩn tương ứng.

HDMI
Ảnh

HDMI được cho là chuẩn mặc định của HDTV, các đầu chơi Blu-ray, Apple TV và nhiều loại thiết bị giải trí khác. Dây và đầu cắm HDMI rất dễ dùng, nó gần giống như USB, không có các chân bên trong.

Cáp HDMI có thể truyền tải video với độ phân giải 1920×1200 cùng với 8 kênh audio. HDMI cũng hỗ trợ mã hóa HDCP trong các nội dung HD. Có thể nói HDMI là chuẩn phổ biến và được hỗ trợ nhiều nhất hiện nay. Bạn có thể sử dụng chỉ một chiếc cáp này để kết nối từ nhiều thiết bị khác nhau tới màn hình tivi LCD.

DisplayPort
Ảnh

DisplayPort là một chuẩn kết nối mới xuất hiện và bắt đầu được sử dụng trong các thiết bị mới đặc biệt là máy tính xách tay. DisplayPort được cho là chuẩn thay thế DVI và VGA trên máy tính, tuy nhiên nó lại không được hỗ trợ nhiều như DVI hay HDMI. Hiện nay những máy mới Mac, nhiều dòng máy Dell, HP, Lenovo đều đã hỗ trợ chuẩn này.

Giống như HDMI, DisplayPort truyền tải cả âm thanh và hình ảnh. Nó hỗ trợ truyền tải hình ảnh có độ phân giải lên tới 1920×1080 và 8 kênh âm thanh. Bên cạnh đó chuẩn này còn hỗ trợ HDCP. Nhờ vậy bạn hoàn toàn có thể xem các nội dung HD được bảo vệ trên Blu-ray. Tuy nhiên nhược điểm của chuẩn này là vẫn còn có ít màn hình tivi hỗ trợ, vì vậy bạn thường phải sử dụng đầu chuyển khi kết nối ra màn hình tivi.

Posted on

DVI – Giao tiếp tín hiệu video số

Digital Visual Interface (DVI) là giao diện hiển thị Video được phát triển bởi Video Electronics Standards Association (VESA). DVI là loại kết nối rất phổ biến giữa máy tính và màn hình hiện nay. DVI có 24 pin và hỗ trợ cả analog lẫn kĩ thuật số. Cáp DVI có thể truyền tải video HD với độ phân giải 1920×1200, trường hợp kết nối dual-link cáp DVI hỗ trợ truyền tải video với độ phân giải 2560×1600.

DVI là cổng truyền tín hiệu video số (digital) trực tiếp đến màn hình mà không cần phải qua bước chuyển về tín hiệu tương tự (analog) như trước đây.  ( Tìm hiểu thêm về  DVI Extender )

 

Đặc tả kỹ thuật của DVI (Digital Video Interface) do DDWG (Digital Display Working Group) phát triển nhằm cung cấp tín hiệu hình ảnh analog và digital cho màn hình trên một kết nối duy nhất.

Kiểu giao tiếp phổ biến nhất hiện nay là giữa màn hình LCD và card đồ họa loại mới. Đây là ngõ giao tiếp thứ 2 hoặc thay thế chuẩn Plug & Display trước đây. DVI ngày càng được sử dụng phổ biến hơn ở các hãng sản xuất card đồ họa và màn hình LCD. Cho đến nay card đồ họa và LCD thường hỗ trợ 2 ngõ giao tiếp là DVI và VGA (ngõ D-Sub) và trong các thiết bị cao cấp còn có thêm ngõ HDMI.

Ngoài việc sử dụng như chuẩn giao tiếp trên máy tính, DVI còn là lựa chọn trong việc truyền các tín hiệu số cho HDTV (High Definition TV), EDTV (Enhanced Definition TV), màn hình Plasma và một số thiết bị cao cấp dành cho TV, đầu DVD. Tương tự, vài đầu đọc DVD cũng trang bị ngõ DVI bên cạnh ngõ Component. Xuất hiện trên thị trường chưa bao lâu, DVI lại có một đối thủ cạnh tranh mới, đó là HDMI – ngõ giao tiếp số cao cấp cho cả hình ảnh và âm thanh. Tuy nhiên, vì quá phổ biến cũng như giá thành thấp nên đến nay DVI vẫn còn nhiều người ưa chuộng.

 

Tìm hiểu thêm về

 

Hiện có 3 loại đầu nối DVI: DVI-Digital (DVI-D), DVI-Analog (DVI-A) và DVI-Integrated (Digital & Analog hay còn gọi là DVI-I)

DVI-D – ảnh digital trung thực 

Cáp DVI-D được dùng để nối trực tiếp giữa nguồn video (card màn hình) và màn hình LCD (hay rất hiếm với màn hình CRT). Ưu điểm của ngõ giao tiếp này là thời gian đáp ứng nhanh, chất lượng hình ảnh tốt hơn so với ngõ VGA analog (tương tự). Tất cả các card đồ họa đều xuất ra tín hiệu video số sau đó mới được chuyển đổi thành tương tự xuất qua ngõ VGA. Tín hiệu tương tự di chuyển qua màn hình và được chuyển lại thành tín hiệu số (digital). DVI-D loại bỏ giai đoạn chuyển đổi tín hiệu tương tự do đó chất lượng hình ảnh được cải tiến đáng kể.

DVI-A – ảnh analog độ phân giải cao 

Cáp DVI-A dùng để kết nối đến màn hình analog, chẳng hạn màn hình CRT hay LCD giá thành thấp. DVI-A dùng phổ biến cho thiết bị hỗ trợ ngõ VGA vì DVI-A và VGA tương tự nhau. DVI-A có thể gây thất thoát tín hiệu trong quá trình chuyển đổi từ số sang tương tự, vì thế tín hiệu số luôn được khuyên dùng.

DVI-I – Tốt cho cả hai

Cáp tích hợp tín hiệu digital và analog DVI-I vừa có khả năng truyền tín hiệu số-số (digital to digital) vừa có khả năng truyền tín hiệu tương tự- tương tự (analog to analog). Điều này tạo nên sự linh hoạt cho người dùng trong từng tình huống. Tất nhiên DVI-D và DVI-A không giao tiếp trực tiếp với nhau được. Để kết nối tín hiệu tương tự đến màn hình số, bạn cần có đầu chuyển từ VGA sang DVI-D hay DVI-A và ngược lại.

Single-Link và Dual-Link

Định dạng số được trang bị sẵn trên đầu nối DVI-D Single-Link và Dual-Link cũng như DVI-I Single-Link và Dual-Link. Cáp DVI gửi thông tin bằng cách sử dụng tín hiệu số được gọi là TMDS (Transition Minimized Differential Signaling). Cáp Single-Link dùng một bộ phát TMDS 165MHz, còn Dual-Link dùng 2. Do DVI Dual-Link có công suất phát gấp đôi Single-Link nên tốc độ và chất lượng hình ảnh cũng tăng gấp đôi. Chẳng hạn, màn hình LCD có ngõ DVI Single-Link 60Hz có thể hiển thị độ phân giải 1920×1200, DVI Dual-Link là 2560×1600.

Chiều dài tối đa của cáp DVI

Theo đặc tả kỹ thuật, tất cả các loại cáp DVI phải đảm bảo tín hiệu trong khoảng cách 5 mét. Nhưng nhiều hãng sản xuất card đồ họa có tốc độ xử lý mạnh hơn đòi hỏi màn hình lớn hơn nên khoảng cách tối đa có thể không chính xác. Dù chỉ hỗ trợ tốt trong phạm vi 5 mét, nhưng trong những trường hợp cần thiết, bạn vẫn có thể dùng cáp dài hơn bằng cách dùng thêm bộ DVI Inline Repeater & Booster để tăng tín hiệu.

Cũng nên lưu ý rằng, khi dùng cáp DVI-D để mở rộng khoảng cách, có thể bạn sẽ gặp trường hợp tín hiệu hình ảnh không rõ ràng. Do tín hiệu tương tự truyền tốc độ chậm nên màn hình tự chuyển sang tín hiệu số sẽ yếu hơn. Vì lý do này, việc kéo dài cáp chỉ nên thực hiện với VGA (ngõ tương tự) hay HDMI (ngõ số). Nếu không có lựa chọn khác ngoài DVI, bạn nên chọn ngõ DVI-D để đạt chất lượng hiển thị tốt hơn.

Cách nhận dạng cáp DVI

 

Posted on

DisplayPort – Tương lai của giao tiếp hiển thị cho PC

DisplayPort được công bố vào năm 2006 nhằm mục đích thay thế cho chuẩn VGA (Video Graphics Array) vốn đã cũ kĩ (ra đời 1987). Chuẩn này cũng nhằm thay thế cho DVI (Digital Video Interface, được giới thiệu năm 1999) vốn được dùng chủ yếu trên màn hình máy tính. DisplayPort là chuẩn miễn phí, bởi thế, các nhà sản xuất không phải trả tiền bản quyền để đưa cổng kết nối này lên sản phẩm của họ.

1. Tại sao lại cần DisplayPort:

Hiện tại có khá nhiều chuẩn truyền hình ảnh đang tồn tại trên thị trường máy tính, ví dụ VGA dùng tín hiệu tương tự và có rất nhiều giới hạn, nhất là ở mảng thiết bị cao cấp với độ phân giải và độ sâu màu lớn. Hơn thế nữa, nó cũng không hỗ trợ các công nghệ bảo vệ bản quyền và có thể gây rắc rối cho người dùng. Ngoài ra, LVDS (Low Voltage Differential Signaling), chuẩn giao tiếp hiển thị trong MTXT cũng đã gặp nhiều hạn chế do thiết kế của nó. LVDS cũng bị giới hạn bởi xung nhịp 112MHz nên chỉ đủ cho mức 1400×1050, còn để tải được độ phân giải lớn và độ sâu màu cao, nó yêu cầu nhiều chân tín hiệu hơn dẫn tới cáp to hơn không phù hợp với xu thế phát triển MTXT trừ các mẫu DTR (Desktop Replacement) kích thước lớn. Thêm vào đó, sự phát triển mạnh mẽ của các chuẩn giao tiếp không dây dùng sóng radio như Bluetooth, Wifi, HSPDA, WiMAX… trong MTXT khiến tín hiệu dễ bị nhiễu; chưa kể nhiều nhà sản xuất bố trí dây anten phía sau màn hình khiến cho khoảng trống cáp LVDS bị thu hẹp đáng kể.


Một số người coi DisplayPort như một dạng chuẩn giao tiếp tự do của HDMI do không vướng phải yếu tố bản quyền, tuy nhiên HDMI nguyên thủy được thiết kế không phải dành cho máy tính cá nhân mà chủ yếu là cho các thiết bị gia đụng như HDTV, phiên bản mới nhất HDMI 1.3 có đủ băng thông cho mức 2560×1600 ở 60Hz/24bpp, đồng thời đảm nhận cả việc truyền âm thanh không nén, ở mức phân giải hình ảnh thấp hơn, nó có thể truyền độ sâu màu lên tới 48-bit, đẹp hơn nhiều so với 24-bit thông dụng hiện nay. Về cơ bản, HDMI giống như một dạng DVI Dual-Link dành cho thiết bị gia dụng và cũng chịu những giới hạn tương tự về băng thông. Thực tế, các chuẩn giao tiếp hiện hành có hạn chế nhưng vấn đề là chuẩn nào cho tương lai? Một trong những trở ngại lớn nhất là hiện có quá nhiều chuẩn khác nhau được hỗ trợ trên PC và các nhà sản xuất cần có một loại giao tiếp vừa phù hợp với PC để bàn (kết nối ngoài), vừa phù hợp với MTXT (kết nối trong). Đây chính là ý tưởng chủ đạo dẫn tới sự ra đời của DisplayPort trong năm 2006 và được nhiều tổ chức công nghiệp lớn ủng hộ như VESA (tổ chức chuẩn hình ảnh điện tử) kèm theo hàng loạt đại gia CNTT như AMD, Dell, Intel, HP, NVIDIA, Samsung… tạo điều kiện thuận lợi cho DisplayPort trở nên đại trà trong tương lai gần.

2. Các chỉ số kỹ thuật của DisplayPort:

So với DVI, độ phân giải tối đa của DisplayPort không tăng lên nhiều, giới hạn từ 2560×1600 với 8bpc/60Hz lên 2560×2048 8bpc/60Hz (theo phiên bản 1.1). Tuy nhiên điểm khác biệt là với cùng độ phân giải, ví dụ 2560×1600, DisplayPort có thể cung cấp tới 10-bit dữ liệu mỗi thành phần – điều mà DVI DualLink không thể thực hiện do không đủ băng thông. Thêm vào đó, nó còn có thể hỗ trợ tới 12bpc Ycbr444 ở mức 1080p/96Hz và 12bpc YcbCr442 ở 1080p/120Hz với 4 kênh dữ liệu.


Nhìn xa hơn vào tương lai, VESA cho biết họ sẽ nâng chuẩn Display Port lên phiên bản 2.0 trong giai đoạn 2008-2009 để hỗ trợ độ phân giải cao hơn như 3840×2400/60Hz/8bpc và nhiều khả năng kênh phụ cũng được nâng cấp theo. Ở mức thông dụng 1680×1050/60Hz/ 6bpc hiện nay, DisplayPort chỉ cần một kênh dữ liệu ở đường liên kết chính và đây sẽ là kiểu liên kết thông dụng nhất trong thời kì đầu của chuẩn giao tiếp mới này.

Một điểm thú vị là VESA đã đề cập tới một khóa chốt ở các đầu cắm của Displayport để tránh trường hợp dây nối bị rơi ra trong quá trình sử dụng như các đầu cắm của HDMI. Trong số 20 điểm tiếp xúc của đầu cắm DisplayPort sẽ có một dành cho năng lượng và VESA đề ra mức điện thế trong khoảng +5V tới +12V tùy độ dài của cáp nối từ bộ phát tới bộ thu hoặc khả năng kết nối tới các loại màn hình truyền thống qua đầu chuyển đổi (tương tự DVI-Dsub thông dụng hiện nay).

 

Chuẩn VGA-Dsub đã tồn tại hơn 10 năm và DVI cũng đã đạt tuổi thọ tương đối. Song song với với sự xuất hiện mới đây của HDMI trong mảng thị trường phổ thông, một chuẩn khác đang ngày càng lớn mạnh là DisplayPort.

Có lẽ trong dòng chảy công nghệ cuồn cuộn hiện nay, chuẩn giao tiếp giữa màn hình và máy tính là ít thay đổi nhất. Chuẩn VGA-Dsub đã tồn tại hơn 10 năm và DVI cũng đã đạt tuổi thọ tương đối. Song song với sự xuất hiện mới đây của HDMI trong mảng thị trường phổ thông, một chuẩn khác đang ngày càng lớn mạnh là DisplayPort. Hiện có khá nhiều luồng ý kiến tiêu cực về DisplayPort như tại sao lại phải chi thêm tiền trong khi DVI đã quá đủ và HDMI là đối tượng thay thế rất phù hợp? Bài viết này sẽ trình bày vài nét cơ bản về DisplayPort.

I. Tại sao lại cần DisplayPort:

 

Mặc dù DVI (đặc biệt là DVI Dual-Link) có thể đảm nhận tốt việc truyền tải tín hiệu hình ảnh với độ phân giải cao, tần số thấp và độ sâu màu 24-bit nhưng thực tế với sự tăng trưởng cực nhanh về màn hình và card đồ họa như hiện tại đã dần ép DVI tới giới hạn của nó.

Về cơ bản, liên kết DVI Single-Link có thể đủ băng thông dữ liệu cho độ phân giải lên tới 1920×1200 ở 60Hz (tương đương các loại màn hình LCD 24″ hiện nay) và đáp ứng được việc trình chiếu nội dung HD 1080p hoặc 1080i, khá đủ cho hầu hết người dùng. Tuy nhiên, nếu muốn những mức cao hơn, bạn sẽ phải hướng về kết nối tín hiệu tương tự hoặc DVI Dual-Link. Trong đó DVI Dual-Link dù có băng thông gấp đôi nhưng chỉ có thể tăng độ phân giải tối đa lên tới 2560×1600 bởi khi đó số điểm ảnh đã tăng gấp đôi so với 1920×1200. Mặt khác, kế tiếp của mức 2560×1600 sẽ là 3840×2400 và để hiển thị mức này, DVI Dual Link chỉ đáp ứng được tần số tín hiệu 33Hz mà thôi. Thực tế, DisplayPort không giải quyết trực tiếp vấn đề này thông qua một kết nối đơn, các nhà sản xuất buộc phải tìm ra giải pháp cho kết nối truyền 9,2 triệu điểm ảnh mỗi xung nhịp.

 

Hiện tại có khá nhiều chuẩn truyền hình ảnh đang tồn tại trên thị trường máy tính, ví dụ VGA dùng tín hiệu tương tự và có rất nhiều giới hạn, nhất là ở mảng thiết bị cao cấp với độ phân giải và độ sâu màu lớn. Hơn thế nữa, nó cũng không hỗ trợ các công nghệ bảo vệ bản quyền và có thể gây rắc rối cho người dùng. Ngoài ra, LVDS (Low Voltage Differential Signaling), chuẩn giao tiếp hiển thị trong MTXT cũng đã gặp nhiều hạn chế do thiết kế của nó. LVDS cũng bị giới hạn bởi xung nhịp 112MHz nên chỉ đủ cho mức 1400×1050, còn để tải được độ phân giải lớn và độ sâu màu cao, nó yêu cầu nhiều chân tín hiệu hơn dẫn tới cáp to hơn không phù hợp với xu thế phát triển MTXT trừ các mẫu DTR (Desktop Replacement) kích thước lớn. Thêm vào đó, sự phát triển mạnh mẽ của các chuẩn giao tiếp không dây dùng sóng radio như Bluetooth, Wifi, HSPDA, WiMAX… trong MTXT khiến tín hiệu dễ bị nhiễu; chưa kể nhiều nhà sản xuất bố trí dây anten phía sau màn hình khiến cho khoảng trống cáp LVDS bị thu hẹp đáng kể.

Một số người coi DisplayPort như một dạng chuẩn giao tiếp tự do của HDMI do không vướng phải yếu tố bản quyền, tuy nhiên HDMI nguyên thủy được thiết kế không phải dành cho máy tính cá nhân mà chủ yếu là cho các thiết bị gia đụng như HDTV, phiên bản mới nhất HDMI 1.3 có đủ băng thông cho mức 2560×1600 ở 60Hz/24bpp, đồng thời đảm nhận cả việc truyền âm thanh không nén, ở mức phân giải hình ảnh thấp hơn, nó có thể truyền độ sâu màu lên tới 48-bit, đẹp hơn nhiều so với 24-bit thông dụng hiện nay. Về cơ bản, HDMI giống như một dạng DVI Dual-Link dành cho thiết bị gia dụng và cũng chịu những giới hạn tương tự về băng thông. Thực tế, các chuẩn giao tiếp hiện hành có hạn chế nhưng vấn đề là chuẩn nào cho tương lai? Một trong những trở ngại lớn nhất là hiện có quá nhiều chuẩn khác nhau được hỗ trợ trên PC và các nhà sản xuất cần có một loại giao tiếp vừa phù hợp với PC để bàn (kết nối ngoài), vừa phù hợp với MTXT (kết nối trong). Đây chính là ý tưởng chủ đạo dẫn tới sự ra đời của DisplayPort trong năm 2006 và được nhiều tổ chức công nghiệp lớn ủng hộ như VESA (tổ chức chuẩn hình ảnh điện tử) kèm theo hàng loạt đại gia CNTT như AMD, Dell, Intel, HP, NVIDIA, Samsung… tạo điều kiện thuận lợi cho DisplayPort trở nên đại trà trong tương lai gần.

II. Thiết kế cơ bản của DisplayPort:

 

DisplayPort sử dụng một vi kiến trúc đóng gói mới cho phép các nhà sản xuất màn hình tích hợp nhiều tính năng phụ trội vào màn hình mới của họ chứ không đơn thuần chỉ là thiết bị hiển thị hình ảnh. Về mặt điện tử, DisplayPort có nhiều đặc điểm của PCI-Express và gồm 3 kênh riêng biệt: đường liên kết chính, liên kết phụ và tín hiệu nhận biết cắm nóng. Liên kết chính có thể gồm một, hai hoặc bốn làn dữ liệu với tốc độ truyền 1,6Gbit/s hoặc 2,7Gbit/s tùy vào khả năng của thiết bị gửi-nhận và đường truyền (cáp dữ liệu).

Nếu như DVI có 2 cặp kênh dữ liệu độc lập chịu trách nhiệm quản lý xung nhịp dữ liệu thì với DisplayPort, xung nhịp được tích hợp vào kênh dữ liệu luôn và tách biệt khỏi dải dữ liệu đã được mã hóa. Trước đây, các kênh màu được phân tán vào chung với kênh dữ liệu nhưng ở DisplayPort, mỗi kênh sẽ được tách riêng dữ liệu về độ sâu màu mỗi điểm (bit per pixel – bpp) và số bit màu mỗi thành phần (bit per component – bpc) cho phép hỗ trợ số độ sâu bit thành phần từ 6 (tương đương 18-bit RGB) tới 16 (tương đương 48-bit RGB). Tuy nhiên khi mức bpc vượt quá 10 thì mắt thường khó thấy được sự cải thiện.

 

Kênh dữ liệu phụ sẽ chỉ chuyển dữ liệu theo một luồng (Half-Duplex) và gồm 3 hướng liên kết với băng thông 1Mbit/s trong phiên bản DisplayPort 1.1. VESA dự kiến sẽ đẩy mức này lên cao hơn trong các phiên bản tiếp theo, tạo điều kiện cho các ứng dụng cần băng thông như webcam, microphone, loa, thậm chí USB tích hợp. Điều đó đồng nghĩa với việc dữ liệu đến và đi từ màn hình có thể đa dạng, gồm cả thông tin hình ảnh, âm thanh.

Theo VESA, DisplayPort là giao tiếp hiển thị khả mở như đã đề cập, có thể truyền không chỉ tín hiệu hình ảnh mà còn có thể cả âm thanh và dữ liệu khác từ chip tới chip hoặc giữa các hệ thống với nhau. Nhóm phát triển HDMI cho biết HDMI chỉ nhắm tới mảng thiết bị gia dụng (theo kiểu từ hệ thống tới hệ thống) còn DisplayPort chú trọng hoàn toàn vào thị trường PC. Khác với HDMI, VESA cho biết DisplayPort sẽ là giải pháp mở nên giá thành sản xuất thấp hơn rất nhiều (chưa thể khẳng định được cho tới khi có sản phẩm – dự kiến khoảng giữa năm 2008).

III. Chỉ số kĩ thuật của DisplayPort:

Khả năng truyền tải đa dữ liệu của DisplayPort sẽ cho phép các nhà sản xuất tung ra những loại màn hình với thiết kế gọn gàng và đơn giản hơn do không cần nhiều bộ phận giải mã tín hiệu phức tạp, ví dụ TMDS song song, giúp giảm giá thành và điện năng tiêu thụ. Tuy nhiên, do khả năng truyền dữ liệu bảo vệ bản quyền DPCP (Display Port Content Protection) do AMD thiết kế (tương tự như HDCP trên DVI hay HDMI) với khả năng mã hóa 128bit AES, không loại trừ khả năng các nhà sản xuất card đồ họa cũng như màn hình sẽ tích hợp các bộ phận bảo vệ nội dung số dẫn tới tăng phí sản phẩm cuối. Tuy nhiên, xu thế phải có HDCP hiện nay trong các loại màn hình DVI để thưởng thức phim HD-DVD hay Bluray có bản quyền thì điều này không phải là vấn đề với DisplayPort.

So với DVI, độ phân giải tối đa của DisplayPort không tăng lên nhiều, giới hạn từ 2560×1600 với 8bpc/60Hz lên 2560×2048 8bpc/60Hz (theo phiên bản 1.1). Tuy nhiên điểm khác biệt là với cùng độ phân giải, ví dụ 2560×1600, DisplayPort có thể cung cấp tới 10-bit dữ liệu mỗi thành phần – điều mà DVI DualLink không thể thực hiện do không đủ băng thông. Thêm vào đó, nó còn có thể hỗ trợ tới 12bpc Ycbr444 ở mức 1080p/96Hz và 12bpc YcbCr442 ở 1080p/120Hz với 4 kênh dữ liệu.

 

Ở mức thông dụng 1680×1050/60Hz/ 6bpc hiện nay, DisplayPort chỉ cần một kênh dữ liệu ở đường liên kết chính và đây sẽ là kiểu liên kết thông dụng nhất trong thời kì đầu của chuẩn giao tiếp mới này.

Nhìn xa hơn vào tương lai, VESA cho biết họ sẽ nâng chuẩn Display Port lên phiên bản 2.0 trong giai đoạn 2008-2009 để hỗ trợ độ phân giải cao hơn như 3840×2400/60Hz/8bpc và nhiều khả năng kênh phụ cũng được nâng cấp theo.

Đọc tới đây, bạn có thể sẽ băn khoăn về khả năng tích hợp của DisplayPort vào các máy tính hiện tại. Do chuẩn mới có thể hỗ trợ giao tiếp hình ảnh cả ngoại vi lẫn nội vùng nên sẽ phải có 2 kiểu hình kết nối. Kết nối ngoại vi là thứ mà chúng ta sẽ thấy trên các loại card đồ họa thế hệ mới trong tương lai gần, với 20 chân tiếp xúc và có kích thước gần tương tự USB. Trong khi đó, kết nối nội vùng sẽ không có nhiều thay đổi, nó sẽ có 26 điểm tiếp xúc với 4 kênh dữ liệu, tuy nhiên số kênh được sử dụng sẽ tùy thuộc vào nhà sản xuất.

Một điểm thú vị là VESA đã đề cập tới một khóa chốt ở các đầu cắm của Displayport để tránh trường hợp dây nối bị rơi ra trong quá trình sử dụng như các đầu cắm của HDMI. Trong số 20 điểm tiếp xúc của đầu cắm DisplayPort sẽ có một dành cho năng lượng và VESA đề ra mức điện thế trong khoảng +5V tới +12V tùy độ dài của cáp nối từ bộ phát tới bộ thu hoặc khả năng kết nối tới các loại màn hình truyền thống qua đầu chuyển đổi (tương tự DVI-Dsub thông dụng hiện nay).

VESA cũng đã lưu tâm đến khả năng tương thích ngược và sẽ đưa ra các thiết kế đầu chuyển trong tương lai gần, nghĩa là nếu bạn mua bo mạch chủ hay card đồ họa với cổng xuất tín hiệu DisplayPort thì vẫn có thể tận dụng màn hình hiện tại qua đầu chuyển – tương tự trường hợp Dsub-DVI trước đây. Dự kiến cáp chuyển đổi đầu tiên sẽ là DVI-HDMI, tiếp đó là loại dành cho VGA trong Q1-2008, cuối cùng sẽ là DVI-DualLink sang DisplayPort vào nửa sau 2008. Theo những thông tin hiện tại, tất cả các đầu chuyển này sẽ có thể đổi dữ liệu 2 chiều, nói một cách khác, bạn có thể tậu một màn hình chuẩn DisplayPort mới tinh và sử dụng với PC hiện tại.

IV. Tương lai của DisplayPort:

Với sự hỗ trợ mạnh mẽ của nhiều nhà sản xuất CNTT, DisplayPort đủ khả năng thay thế tất cả các loại giao tiếp hình ảnh thông dụng hiện nay. Nếu như VESA quyết tâm hỗ trợ DisplayPort, những cổng DVI và VGA hiện tại sẽ không còn và người dùng sẽ đón nhận những card đồ họa, màn hình chỉ với một loại cổng tín hiệu và toàn bộ các giao tiếp cũ được hỗ trợ qua đầu chuyển.

Nếu việc chuyển đổi từ màn hình CRT sang LCD đã giải phóng nhiều diện tích bàn làm việc thì với DisplayPort, người dùng hoàn toàn có quyền trông đợi những màn hình thế hệ mới với kiểu dáng thời trang và kích thước siêu mỏng.

Điều hấp dẫn nhất của công nghệ mới chính là ở chỗ tín hiệu được chuyển đổi sang các gói dữ liệu nhỏ cho phép một đường truyền tải nhiều luồng thông tin âm thanh hoặc hình ảnh khác nhau. Đây là nền tảng cho các tính năng mới như PIP (Picture-in-Picture) hay chia màn hình thành 4 phần hiển thị độc lập chỉ với 1 cáp nối (thay vì phải dùng thiết bị chuyên dụng tích hợp với nhiều đường tín hiệu vào như hiện tại). Theo VESA, chuẩn DisplayPort hiện tại có thể cho phép tới 6 luồng dữ liệu hình ảnh HD 1080i hoặc 3 đường 1080p qua một kết nối đơn. Bên cạnh đó, một thứ tuyệt hơn sẽ xuất hiện nhờ vào DisplayPort là kết nối hiển thị qua USB, mới đây Samsung đã trình diễn một hệ thống với 5 màn hình hiển thị ở độ phân giải 1600×1200/60Hz 8bpc cùng lúc chỉ với 1 đầu nối USB; thông tin về các kết nối lai này vẫn còn khá khiêm tốn. Tuy nhiên, bạn có thể sẽ gặp những loại màn hình mới được cung cấp năng lượng qua giao tiếp USB – lý tưởng cho máy tính siêu di động UMPC hoặc MTXT siêu nhỏ.

Nhìn chung, với sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng sản xuất CNTT thế giới, DisplayPort sẽ không lo lắng về thị trường ứng dụng và có khả năng trở thành một trong những công nghệ bước ngoặt trong năm 2008. Người dùng được hưởng lợi thông qua hàng loạt sản phẩm mới với nhiều tính năng độc đáo tùy thuộc vào trí tưởng tượng của nhà sản xuất.