Thường thì người ta hiếm khi nhắc tới một giao diện hiển thị, nhưng trong những năm gần đây, nó ngày càng thu hút được nhiều sự chú ý hơn. Với việc HDMI chính thức ra nhập dòng sản phẩm chính vào năm 2005, hầu hết khách hàng đều nhắc đến sự xuất hiện của giao diện DisplayPort với thái độ tiêu cực - nhiều người tỏ ra ngờ vực về sự cần thiết phải có một giao diện thiển thị mới.

Theo tôi, phần lớn nguyên nhân của tình trạng này là do nhiều người vẫn chưa hiểu được DisplayPort thực sự là gì ngoài một chiêu moi tiền khách hàng của các hãng kinh doanh. Chẳng phải DVI dùng vẫn rất ổn hay sao? Vậy mà HDMI lại sắp sửa thay thế DVI? Đó là hai trong số rất nhiều câu hỏi từ khi VESA bắt đầu hỗ trợ DisplayPort 1.1 tháng 4 năm ngoái.

Trong bài báo này, giới thiệu với các bạn DisplayPort cũng như vị trí của giao diện mới này trên thị trường. Ngoài ra, chúng ta sẽ cùng tìm kiếm những giải pháp tương lai thay thế cho DisplayPort...

Tại sao lại cần một giao diện mới?

Trước khi tìm hiểu xem DisplayPort là gì, tôi muốn đặt ra cho các bạn hai câu hỏi. Chắc các bạn cũng đoán được, câu hỏi lớn nhất là “chính xác thì tại sao chúng ta lại cần một giao diện hiển thị mới? Liệu DVI (ít nhất là dạng liên kết đôi Dual-Link ) có thể đảm nhiệm được độ phân giải cao với tốc độ Refresh hợp lí  và 24 bit/pixel màu hay không?” 

Đúng vậy, DVI có thể đảm nhiệm được độ phân giải cao tại tần số 60Hz với 24bit/pixel màu, và thực hiện công việc này khá tốt. Tuy nhiên, vấn đề là DVI liên kết đôi ( Dual-Link ) chỉ là giải pháp tạm thời cho khả năng hữu hạn của DVI, cho phép độ phân giải trên chế độ hiển thị số tiếp tục tăng…, ít nhất là cho đến khi chúng không thể tăng thêm được nữa. Những tính năng kĩ thuật DVI vẫn chưa đạt được tiến bộ gì nhiều kể từ khi bắt đầu xuất hiện, và theo Bruce Montag của hãng Dell thì giao diện này không thể hỗ trợ được độ phân giải cao hơn, màu sắc đậm hơn, các dạng kết nối cũng như tính năng mới. Nói cách khác, chúng ta đang mắc kẹt tại đây. 

                                                           

Một kết nối DVI đơn ( Single-Link ) có đủ băng thông để hiển thị độ phân giải tối đa là 1920x1200 tại tần số 60Hz (thường là màn hình 24"), khá ổn đối với nhièu người. Tuy nhiên, nếu như bạn muốn đạt đến độ phân giải cao hơn, bạn sẽ phải quay lại kết nối Tưông tự ( Analog )  hoặc tìm một giao diện DVI kết nối đôi. Kết nối DVI đôi có khả năng tăng độ phân giải tối đa tại tần số 60Hz lên 2560x1600, nhưng do độ phân giải 2560x1600 gần như có gấp đôi lượng pixel so với độ phân giải 1920x1200, nên 2560x1600 sẽ là độ phân giải cao nhất mà một kết nối DVI có thể chịu đựng tại tần số 60Hz.

Trong một lần phỏng vấn vào tháng 6 năm nay, Roy Taylor của Nvidia đã nói rằng tiếp theo 2560x1600 sẽ là 3840x2400 và khi đó, với DVI kết nối đôi, tần số sẽ chỉ còn là 33Hz. DisplayPort sẽ không giải quyết ngay lập tức vấn đề này chỉ trong một bộ nối đơn, nhưng theo chúng tôi, sẽ có một giao diện kết nối đôi thích hợp có thể đẩy độ phân giải lên tới 9.2 megapixel trong vòng một năm tới.

Rõ ràng là người chơi chính trên thị trường máy tính để bàn vẫn là VGA, với những hạn chế của nó. Đầu tiên, đó là kết nối Analog có một số nhược điểm tại độ phân giải cao và màu sắc đậm. Cần nhớ rằng kết nối này không thể hỗ trợ tính năng bảo mật, còn việc này là tốt hay xấu thì còn tuỳ vào góc nhìn của bạn.  

                                                                          

LVDS (Low Voltage Differential Signalling), giao diện thiển thị dùng trong máy tính xách tay, cũng gặp một số hạn chế về công nghệ, khi bộ phận nhận dữ liệu  nhận dạng sự khác nhau về điện áp giữa đường dữ liệu cao và dữ liệu thấp , chứ không phải giữa dữ liệu và tín hiệu nối đất . Ngoài ra, LVDS còn bị giới hạn về xung nhịp, nghĩa là nó không thể đạt đến độ phân giải cao hơn và sắc độ màu đậm hơn mà không phải tiêu tốn thêm không gian, và do đó, sử dụng băng thông rộng hơn. 

Thêm vào đó, một lượng sóng radio ngày càng lớn (như Bluetooth, WiFi, HSDPA và WiMAX) bên trong máy tính xách tay càng khiến nguy cơ nhiễu sóng tăng cao do có quá nhiều ăngten trong cùng một vị trí. Để khắc phục điều này, dây ăngten ngoài đã được chuyển ra sau panel LCD của máy tính xách tay, đồng nghĩa với việc càng có thêm nhiều dây dẫn tranh nhau một lối vào qua khe hở nhỏ xíu của panel LCD. Điều này khiến cho việc mở rộng cáp cho LVDS càng trở nên khó khăn hơn.   

Nhiều người nghĩ rằng DisplayPort là kết quả của HDMI, nhưng trong  quá trình thiết kế HDMI, người ta thậm chí còn chẳng nghĩ đến PC. HDMI là một loại tương kết tuyệt vời cho các thiết bị điện - đặc biệt là HDTV ( Ti vi có độ nét cao )  – và HDMI 1.3 lại có băng thông đủ rộng để hỗ trợ giao diện lên tới 2560x1600 ở độ phân giải 60Hz với 24bit/pixel màu trong khi không phải nén âm thanh. Còn ở độ phân giải thấp hơn, giao diện này cũng hỗ trợ tối đa 48-bit màu, mặc dù theo tôi, không thể nói rằng nó có chất lượng cao gấp đôi hình ảnh 24-bit màu cũ. Đặc biệt, HDMI là DVI kết nối đôi dùng cho đồ điện dân dụng – cũng chịu chung những giới hạn này.

Mặc dù rất dễ rà soát kỹ toàn bộ những giao diện hiển thị hiện có, nhưng vấn đề là có quá nhiều loại khác nhau được PC hỗ trợ - vậy tại sao không  tạo ra một chuẩn chung cho tất cả các PC, bất chấp việc nó có là bộ nối ngoài trên card đồ hoạ hay là bộ nối trong trên máy tính xách tay? Đây chính là những gì mà những người sáng tạo ra DisplayPort hình dung vào thời điểm năm 2006.

Ngoài ra, ngành công nghiệp máy tính cũng dành cho giao diện này khá nhiều ưu ái – không chỉ có sự hỗ trợ và đỡ đầu của Liên hiệp Tiêu chuẩn Điện tử Video (VESA), mà ngay cả những công ty như AMD, Dell, Intel, HP, Nvidia và Samsung Electronics đều ít nhiều hỗ trợ sự ra đời của tiêu DisplayPort. Vì thế, hãy tạm thời bỏ qua những chuyện ầm ĩ xung quanh giao diện này và đi thẳng vào những đặc tính của nó. 

DisplayPort hoạt động ra sao:

DisplayPort sử dụng cấu trúc gói tin siêu nhỏ độc đáo giúp các nhà sản xuất có thể bổ sung thêm các tính năng hiển thị mới, trong đó bao gồm những tính năng như địa chỉ hoá bộ phận hiển thị , đa luồng dữ liệu và nhiều việc khác hơn là những gì bạn có thể trông đợi ở một giao diện dựa trên cấu trúc quét mành hiện có.   

Về mặt điện học, giao diện này cũng tương tự với kết nối lớp vật lý của PCI-Express và những gì đã biết về giao diện chênh lệch điện áp AC. Nó gồm có ba kênh khác nhau: kết nối chính, kênh AUX và nhận biết Hot-Plug . Kết nối chính gồm có một, hai, hoặc bốn cặp dữ liệu ( những Lane ) với tốc độ cố định là 1.6Gbit/giây hoặc 2.7Gbit/giây. Tốc độ kết nối chính tuỳ thuộc vào nhiều nhân tố khác nhau, bao gồm khả năng của bộ phát và nhận tín hiệu (như Card đồ hoạ và Bộ phận hiển thị ) cùng với chất lượng cáp.   

Với DVI, có một đôi Lane riêng chịu trách nhiệm duy trì xung nhịp dữ liệu, nhưng với DisplayPort, xung nhịp được đi kèm ngay trong các cặp dữ liệu và được lấy ra ngay từ dòng dữ liệu mã hoá. Trước đây, các kênh màu thường bị chia thành các cặp dữ liệu, nhưng mỗi Lane trong giao diện DisplayPort lại được tách riêng dựa vào sự thể hiện mỗi Pixel là bao nhiêu Bit ( Bits per pixel , bpp )  và sự thể hiện mỗi thành phần là bao nhiêu Bit ( Bits per component , bpc ) . Kết nối này hỗ trợ  từ 6 bpc  (18-bit RGB) tới 16 bpc  (48-bit RGB) – bạn khó có thể thấy được sự khác biệt rõ ràng về chất lượng sau khi vượt qua ngưỡng 10 bpc, nhưng đây lại thuộc về phần sau của bài báo này. 

Kênh hỗ trợ ( AUX ) lại là một đường liên kết bán song công ( Half-Duplex ) và hai hướng với băng thông 1Mbit/sec đối với DisplayPort phiên bản 1.1 - được dùng cho chức năng quản lý và lệnh chuyển qua giao diện. Theo VESA, họ đang dự định tăng mạnh tốc độ của kênh này trong các phiên bản tương lai. 

Khi có băng thông lớn hơn, kênh hỗ trợ sẽ sử dụng được nhiều ứng dụng chuyên về băng thông như webcam, microphone, loa và thậm chí cả ổ USB. Điều này đồng nghĩa với việc dữ liệu chuyển qua màn hình – dù đó là dữ liệu video, audio, hay dữ liệu lưu trữ gắn trong ổ USB - sẽ chỉ đi qua một đường cáp đơn. 

Sơ đồ trên đây cho bạn thấy nội dung từng lớp trong cấu trúc DisplayPort. Trên cùng, DPCD (dữ liệu cấu hình DisplayPort – DisplayPort Configuration Data ) cho thấy khả năng  của bộ thu tín hiệu và lưu trữ trạng thái kết nối của màn hình hiển thị . Mặt khác, EDID lại nói cho biết thiết bị nguồn (thường là PC) khả năng hiển thị ngay khi kết nối. Dưới đó, “Link And Stream Policy Makers” tương ứng giúp quản lý liên kết và luồng dữ liệu .  

Phần cuối sơ đồ là đường liên kết và lớp vật lý ( PHY ) . Lớp liên kết ( Link )  chịu trách nhiệm tạo đường truyền , liên kết và những dịch vụ khác ..   

Trong những thiết bị ra ( như Card màn hình ) những ánh xạ dịch vụ truyền dữ liệu Video và Audio thành định dạng theo những nguyên tắc mà chỉ đường liên chính hiểu được  –  đó là nguyên nhân mà dữ liệu có thể được sắp xếp vào những Lane có sẵn trong liên kết chính . . Ngoài ra, khi dữ liệu tới bộ phận hiển thị, các nguyên tắc sẽ cho phép dòng dữ liệu được xây dựng lại thành những định dạng ban đầu .

Dịch vụ liên kết có nhiệm vụ tìm kiếm, lập cấu hình và duy trì đường liên kết tới các thiết bị kết nối  bằng cách sử dụng DPCD kèm theo kênh hỗ trợ ( AUX ) . Khi có thiết bị mới được cắm thêm trong khi hệ thống đang làm việc được kênh Hot-Plug nhận biết, PC (hoặc một thiết bị nguồn khác) sẽ đọc khả năng hiển thị qua DPCD rồi định cấu hình đường liên kết qua Link Training.

Link Training là một quá trình trong đó số lượng Lane chính xác sẽ được kích hoạt với tốc độ liên kết hợp lý nhờ sự kết hợp giữa bộ phát tín hiệu DisplayPort (hiển thị) và bộ nhận tín hiệu (card đồ hoạ) qua kênh hỗ trợ ( AUX Link ) . Sau khi Link Training đã được hoàn thành một cách bình thường, bộ phận hiển thị sẽ sử dụng Lane Hot-Plug để phát hiện những thay đổi .   

Dịch vụ thiết bị này được dùng để hỗ trợ các ứng dụng mức thiết bị như truy cập EDID và hỗ trợ MCCS (Tập lệnh quản lý màn hình – Monitor Control Command Set ) qua giao dịch đọc và viết lên kênh hỗ trợ ( AUX ) . 

Cuối cùng, lớp PHY được tách làm hai khối nhỏ hơn ,  Logical và Electrical ( Điện tử ) , trong đó phần Logical tập trung vào việc Trộn dữ liệu / Tách dữ liệu hoặc Mã hoá / Giải mã dữ liệu. Còn phần Điện tử có nhiệm vụ truy xuất/thu hồi dữ liệu, phát và nhận, cũng như làm cân bằng dữ liệu cho kết nối chính. 

Một đặc tính của giao diện này là tỉ lệ lỗi bit phải được giới hạn chặt chẽ, thậm chí qua dây cáp dài 15 met - độ dài cáp tối đa được DisplayPort 1.1 hỗ trợ. Theo đại diện của VESA, cách thiết kế lớp PHY cho phép ít Giao thoa điện từ (EMI) hơn. Những yếu tố như nhúng kênh đồng hồ xung nhịp, số lượng Lane thấp và việc thu thập dữ liệu trước khi hoá mã - khiến hệ thống không còn cần Bit sửa lỗi nữa, sẽ giúp giảm hiện tượng Giao thoa điện từ . 

Đặc tính DisplayPort:

Theo VESA, DisplayPort là một giao diện hiển thị số mở rộng và có thể mở rộng và linh hoạt . Như đã đề cập từ trước, giao diện này không chỉ có  chứa tín hiệu video, nhưng lại có thêm tín hiệu âm thanh và một số tính năng bảo vệ nội dung tuỳ chọn, phụ thuộc vào phần bổ sung thêm của nhà sản xuất.   

Giao diện mới này được thiết kế nhằm thay thế cả hai loại giao diện nội bộ ‘từ chip đến chip’ lẫn loại giao diện ngoài ‘từ box đến box’ chỉ với một tiêu chuẩn duy nhất, nhưng nhóm phát triển lại cho biết nó vẫn sẽ phải chung sống với HDMI. Nguyên nhân là do chúng hướng đến hai loại thiết bị khác nhau – HDMI hướng đến các thiết bị điện dân dụng, còn DisplayPort chủ yếu tập trung vào thị trường PC.

Khác với DVI và HDMI, DisplayPort không thuộc nhóm hàng cao cấp, vì vậy có khả năng chúng sẽ hạ giá trong thời gian tới. Nhưng liệu việc này có trở thành sự thật hay không thì chúng ta còn phải chờ xem. Hiện tại chúng tôi vẫn chưa thể khẳng định được gì trước khi các sản phẩm hỗ trợ giao diện này xuất hiện trên thị trường vào nửa đầu năm sau.   

	DisplayPort	LVDS	DVI	VGA
Hỗ trợ tín hiệu Analog	Không	Không	Theo lựa chọn ( DVI-I )	RGB
Số lượng cặp Dữ liệu và Đồng hồ xung nhịp	1 tới 4 cặp Dữ liệu không có cặp Đồng hồ xung nhịp tách rời	8 cặp – Dual Channel Cặp hai đồng hồ - Dual Channel	3 tới 6 dữ liệu ( hai phiên bản cho cùng kết nối ) Cặp 1 đồng hồ xung nhịp	3 cặp cho RGB , có đường đồng bộ Mành và đồng bộ Dòng
Tốc độ Bit / Cặp	1.6 tới 2.7 Gbit/s ( tốc độ xung nhịp đồng hồ cố định ) Tương lai sẽ mở rộng hơn	945Mbit/s ( tốc độ xung nhịp 135 MHz )	Cao nhất 1.65Gbit/s ( Tốc độ Pixel x 10 , cố định 165MHz )	Phụ thuộc vào tốc độ bộ chuyển đổi DAC
Dung lượng	1.6 tới 10.8 Gbit/s	7.56 Gbit/s	4.96Gbit/s ( Single- Linhk ) tới 9.9 Gbit/s ( Dual – Link )	Phụ thuộc vào tốc độ bộ chuyển đổi DAC
Đồng hồ xung nhịp	Đi kèm	Cặp riêng biệt	Cặp riêng biệt	Những đường riêng biệt
Hỗ trợ Âm thanh	Hỗ trợ đầy đủ	Không	Không	Không
Kênh bổ trợ ( AUX )	1Mbps ; còn được mở rộng	Không	Kênh DDC – Display Data Channel	Kênh DDC – Display Data Channel
Mã hoá kênh	ANSI 8B/10B	Không	TMDS	Không
Bảo vệ nội dung	Tuỳ ý HDCP	Không	Tuỳ ý HDCP	Không
Giao thức	Dựa trên những gói siêu nhỏ , trong tương lai sẽ thêm những tiính năng mới	Luồng dữ liệu liên tục	Luồng dữ liệu nối tiếp với tốc độ gấp 10 lần so với tốc độ xung nhịp Pixel	Tín hiệu Analog
Dùng bên trong cho máy tính xách tay	Có	Là chuẩn cho Panel của máy tính xách tay	Không	Không

Một số đặc tính của DisplayPort.

Thêm vào đó, do DisplayPort giúp củng cố cả giao diện trong lẫn giao diện ngoài, nên nó cũng sẽ cho phép những lệnh trực tiếp điều khiển màn hình hiển thị . Kết quả là màn hình hiển thị sẽ có thiết kế ngày càng mỏng hơn và nhẵn nhụi hơn, bởi chúng không còn cần đến những thiết bị điện tử (như TMDS - Bộ truyền tín hiệu điện tử dựa trên dộ chênh lệch điện áp ) nữa - lại thêm một cơ hội tiết kiệm chi phí cho khách hàng. 

Nhưng bất chấp những ưu điểm này, tôi vẫn cần phải nhắc lại với bạn rằng nếu như các nhà sản xuất giao diện (và card đồ hoạ) thêm vào sản phẩm của họ tính năng bảo vệ nội dung tuỳ chọn, thì sẽ có một khoản phí bản quyền đi kèm với nó. Tuy vậy, khi việc này dần trở nên tất yếu với tất cả các giao diện, các card đồ hoạ và bo mạch chủ tích hợp đồ hoạ hiện có, thì nó cũng không phải vấn đề nghiêm trọng cho lắm. 

 

Bộ Adapter đầu tiên dành cho DVI và HDMI sẽ xuất hiện vào cuối năm nay. Tiếp theo đó là bộ Adapter dành cho VGA vào quý 4 năm sau, rồi đến bộ Adapter cho DVI kết nối đôi ( Dual-Link ) vào nửa đầu năm 2008.

Từ những thông tin thu lượm được, chúng tôi nghĩ các thiết bị này sẽ hỗ trợ tín hiệu hai chiều – ra hoặc vào DisplayPort, tức là bạn có thể kết nối chiếc máy tính xách tay cũ kỹ của bạn với một màn hình DisplayPort mới coóng và ngược lại. 

 Tương lai:

Với sự hỗ trợ rộng rãi của cộng đồng IT, có vẻ như DisplayPort đã sẵn sàng thay thế tất cả các giao diện thiển thị lớn nhỏ từ trước tới giờ. Những giao diện hiển thị trước đây như VGA và DVI sẽ không còn được trọng dụng nữa, bởi hình tượng tương lai sẽ là các màn hình bóng bẩy với bộ nối DisplayPort nằm ở mặt sau.

Thay vào đó, các tiêu chuẩn cũ hơn sẽ được hỗ trợ qua dây nối. Liệu đây có phải là một bước đi tích cực hay không thì chúng ta còn phải chờ xem – câu hỏi đặt ra ở đây là liệu chúng ta có cần đến những màn hình nhỏ hơn nữa hay không? Xét cho cùng thì các loại màn hình LCD hiện đại đâu có chiếm nhiều chỗ như các đồng nghiệp CRT trước đây.  

Về điểm này, có vẻ như DisplayPort thích hợp với vai trò giúp màn hình trở nên thời trang hơn hiện tại. Bạn có thể nói đây là điều tốt đối với ngành công nghiệp, bởi thiết kế đẹp hơn đồng nghĩa với việc PC sẽ len lỏi được vào nhiều gia đình hơn. 

Một điều thú vị nữa về cầu trúc của DisplayPort là việc dữ liệu gốc được chuyển thành các gói rất nhỏ có khả năng hỗ trợ hơn một dòng audio hoặc video, cùng với các dạng dữ liệu khác, trên chỉ 1 dây cáp. Do đó, chúng ta sắp sửa được chứng kiến những thứ như Picture-in-Picture hoặc chia màn hình được chuyển đổi chỉ qua một dây cáp duy nhất.

Năm màn hình khác nhau có cùng độ phân giải 1600x1200/60Hz với 8 bpc và một cổng USB 

VESA cho biết giao diện hiện tại chỉ cho phép tối đa là 6 luồng tín hiệu 1080i hoặc 3 luồng tín hiệu 1080p qua một đầu nối. Tuy nhiên, vẫn còn m�