DisplayPort と HDMI: 高リフレッシュ レートのゲームにはどちらが最適ですか?

最新のグラフィックス カードとモニターには、通常、それらを接続するための 2 つのポート オプション (DisplayPort と HDMI) が用意されています。 これら 2 つのうち 1 つはすでに 20 年近く前から存在していますが、どちらも今でも強力で、より高速になり、アップデートのたびにより多くの機能を提供しています。 ただし、高リフレッシュ レートのゲームは比較的新しいものなので、どのインターフェイスを使用するのが最適かわからないかもしれません。

実際にはどれを選んでも問題ないと思われるかもしれませんが、決してそうではありません。 この記事では、これらのインターフェイスの違い、モニターの選択がこれにどのように適合するか、およびグラフィックス カード ベンダーが HDMI よりも DisplayPort を好むように見える理由を指摘します。

以前は、モニターを PC に接続する場合、古いアナログ システム (VGA および S-Video) か、DVI と呼ばれる新しいデジタル インターフェイスの 2 つの方法のどちらかを選択する必要がありました。 どちらの方法でも、同じケーブルで音声を送信することはできず、コネクタ自体が使いにくいことで有名でした。 テレビとメディア プレーヤーの接続は、ぐらつく SCART コネクタや複数の RGB コンポーネント ケーブルなど、それほど優れたものではありませんでした。

そこで 2002 年に、日立やフィリップスなどで構成される新しい技術コンソーシアムが集まり、DVI のサポートを提供しながら 1 本のケーブルでビデオとオーディオの伝送を提供するインターフェイスとコネクタを作成しました。 このシステムは、高品位マルチメディア インターフェイス (HDMI) として知られるようになり、シンプルさと機能性の点で新時代を約束します。

2006 年に発売されたこれらのグラフィックス カードは、S-Video、DVI、および VGA という古いコネクタのガードをまだ使用していました。

しかし、ホーム エンターテイメント業界はすぐに HDMI を採用しましたが、PC の世界はやや消極的でした。 ATI と Nvidia は、2009 年後半までグラフィックス カードに HDMI インターフェイスを定期的に追加していませんでしたが、その頃には、DisplayPort という新しい製品が登場していました。

DisplayPort もテクノロジー メーカーのグループによって開発されましたが、これは 1989 年から存在する古い VESA (Video Electronics Standards Association) 団体によって支援されていました。DisplayPort は、ビデオとオーディオ用の単一コネクタである HDMI と同様の目標を持って設計されました。 、DVI の下位互換性があります。

どちらのシステムも、新しいコネクタを必要とせずに、新しい機能やより優れた機能で強化できるように作成されました。 額面通り、これらは似ているように見えます。HDMI はビデオ、オーディオ、クロック レート、その他の制御メカニズムの送信に合計 19 ピンを使用しますが、DisplayPort コネクタには 20 ピンが詰め込まれています。

偶然にも、その根底では、それらはまったく異なる方法で機能します。

オリジナルの HDMI インターフェイスは、DVI と同じ信号システムを使用していました。4 つのリンクのセットは、伝送最小化差動信号 (TMDS) で動作し、3 つのカラー チャネルとピクセル クロックを送信し、165 MHz で動作します。 これは、60 Hz のリフレッシュ レートで 1920 x 1200 の解像度でモニターを駆動するには十分でした。

オーディオはビデオ ブランキング期間、つまり古いディスプレイ (ブラウン管、CRT など) が画像を表示しない期間中に送信されました。

最近のテレビやモニターではこれを行う必要はありませんでしたが、何年も前に送信の基準が定められたため、ブランキングは依然として残っていました。

DVIとHDMIで使用される伝送方式。 出典: ウィキメディア

DVI が 2 番目のリンク セットを使用することで、より高い解像度やより優れたリフレッシュ レートをサポートできるのに対し、HDMI は単にピクセル クロックがより高速になるように更新されただけです。 バージョン 1.3 は 2006 年に登場し、340 MHz クロックを搭載し、2013 年にバージョン 2.0 が登場するまでに、ピクセル クロックは最大 600 MHz で動作していました。

DisplayPort (DP) は TMDS を使用せず、クロック信号用の専用ピンもありません。 DP はディスプレイ世界のイーサネットであると言えます。データのパケットはネットワーク上と同じようにワイヤーに沿って送信され、ピクセル クロック レート (その他の情報のホスト全体) がそれらのパケットに保存されます。 これは、PCI Express と同様の方法で動作します。

これは、DisplayPort がビデオとオーディオを同時に送信したり、別々に送信したり、まったく異なるものを送信したりできることを意味します。 この欠点は、DVI の下位互換性がやや複雑で、場合によっては電源付きのアダプターが必要になることです。

左側の HDMI、右側の 2 つの DisplayPort ソケットの影

DisplayPort の最初のバージョンは、最大データ転送速度 8.6 Gbps を備えていたため、高リフレッシュ レートでの高解像度のサポートが特に優れていました (当時の HDMI の速度は 4 Gbps 弱でした)。

どちらのシステムも定期的に改良されており、DisplayPort の最新バージョン (2.0、2019 年リリース) の最大データ レートは最大 77 Gbps です。 ただし、これには注意すべき注意点がいくつかありますが、それについては後ほど説明します。

2013 年に登場した HDMI バージョン 2.0 では、依然としてビデオ伝送に TDMS が使用されていましたが、ピクセル クロックを 600 MHz を超えて上げることは選択肢になく、14 Gbps データ レートを向上させるためにはまったく異なるものが必要でした。 バージョン 2.1 は 2017 年に発売され、DisplayPort の本から抜粋したもので、TDMS を利用するのではなく、4 つのリンクを使用してデータ パケットを送信します。

これにより、最大データ レートが 42 Gbps に向上しました。これは驚異的ですが、DisplayPort を使用して達成できる速度にはまだ遠く及ばません。

このケーブルは 60 Hz で 8K または 120 Hz で 4K に対応していますが、依然として DisplayPort 1.4 のみに準拠しています。

どちらのシステムにも複数の伝送モードがあり、常に最速の速度で動作するとは限りません。 HDMI 2.1 を備えたモニターに接続された HDMI 2.0 出力を備えたグラフィックス カード (AMD Radeon Vega シリーズなど) では、利用可能な帯域幅は 14 Gbps のみになります (ケーブルも限界に達していると仮定します)。 モニターが 2.0 で GPU が 2.1 の場合も同じことが当てはまります。最適な共通伝送モードが使用されます。

したがって、DisplayPort で 77 Gbps に達するには、グラフィックス カード、モニター、および接続ケーブルのすべてが UHBR 2.0 (超高帯域幅レート) をサポートする必要があります。 たとえば、モニターが DP 1.4a のみを提供する場合、最大の速度は 26 Gbps です。 そして、現在市場に DP 2.0 ディスプレイがないことを考えると、利用できるのは 1.4 だけです。

選択肢: DisplayPort は帯域幅が広いためですが、HDMI 2.1 が非常に優れています。

すぐにわかりますが、ケーブルはかなり重要であることがわかります。

2 つのシステムで達成できるものの違いを強調するために、いくつかの一般的なゲーム解像度といくつかのリフレッシュ レートを見てみましょう。

現在、これらの構成の多くをサポートするモニターが市場にたくさんあります (ただし、4K 240+ Hz をサポートするモニターはありません!) が、以下にリストされていないモニターまたはリフレッシュ レートをお持ちの場合は、フォーラムを使用して次のことを行うことができます。指導を求めます。

表内の「はい」のエントリは、ディスプレイ システムが画像圧縮を使用せずにその解像度とリフレッシュ レートをサポートしていることを意味します。 「いいえ」エントリは、必ずしも機能しないことを意味するわけではないことに注意してください。業界標準の表示タイミングを使用した場合、その解像度とリフレッシュ レートに対して送信帯域幅が不十分であるというだけです。

オリジナルの非圧縮 (4:4:4) と圧縮バージョン (4:2:2 および 4:2:0) の比較。 出典: ウィキメディア

DisplayPort と HDMI は、YCbCr クロマ サブサンプリングの使用をサポートしています。これにより、画質は犠牲になりますが、ビデオ信号の帯域幅要件が軽減されます。

4:2:2 では帯域幅要件が 3 分の 1 減少しますが、4:2:0 では帯域幅要件がほぼ半分になります。 モニター上で最高の画像を表示するには、圧縮を使用したくありませんが、設定によっては、圧縮を使用するオプションがない場合もあります。

DisplayPort 1.4 以降と HDMI 2.1 は、VESA が開発したアルゴリズムである Display Stream Compression (DSC) もサポートしており、4:2:0 とほぼ同等の効果を発揮しますが、画質が著しく低下することはありません。

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バージョン 1.4 と 2.0 は HDMI のどのバージョンよりも大幅に優れているように見えるため、額面通りに DisplayPort が優れたシステムであることは明らかです。 ただし、数字だけではありません。

たとえば、これを書いている時点では、DisplayPort 2.0 出力を備えたグラフィックス カードはなく、AMD の Radeon 600M シリーズ ラップトップ チップのみが備えています。 ただし、DP 2.0 モニターは市場に存在しておらず、しばらくは存在しない可能性が高いことを忘れないでください。 これらはすべてまだバージョン 1.4 を使用していますが、表に示すように、それでも十分な機能があります。

DP 1.4 ソケットを備えた古いグラフィックス カード (GeForce GTX 10 または Radeon 500 シリーズなど) を使用している場合は、DSC が提供されないため、常に 4:2:0 サブサンプリングを使用することになります。最高の解像度。 これは、DisplayPort または HDMI に準拠した製品によくある問題です。特定のリビジョンが持つすべての機能を提供する必要はありません。

HDMI 2.1 は、GPU フロントでのサポートが向上しています。すべての AMD Radeon 5000 および 6000 カードに搭載されており、Nvidia の RTX 30 ラインナップも同様です。 しかし、繰り返しになりますが、これを使用するモニターは比較的少なく、通常は 4K モニターだけが使用します。

Nvidia の GeForce RTX 3070 は、DisplayPort 1.4 および HDMI 2.1 出力を提供します

HDMI をよりよく理解するために、考慮すべきもう 1 つの重要な側面があります。HDMI は主に PC ではなくホーム エンターテイメント システム用に開発されており、特に高解像度とリフレッシュ レートでは、DisplayPort よりもはるかに長いケーブルをサポートします。

たとえば、4K 60 Hz では、DP 1.4 では、高品質であってもケーブルの長さを 6 フィート未満に保つことが一般的に推奨されます。 同じディスプレイ構成を HDMI セットアップに適用すると、最大 20 フィートの表示が得られます。

モニターに同梱されている DP ケーブルを使用していて、セットアップがやや不安定であることに気付いた場合は、HDMI に切り替えるとすべての問題が解決される可能性があります。 非常に長い距離を使用する必要がある場合は、信号を増強するための電力供給回路を備えたアクティブ DisplayPort ケーブルを購入することもできますが、高価です。

VESA と HDMI グループには、ケーブルがサポートする解像度とリフレッシュ レートを明確に示すための認定ラベル システムがありますが、それはいかなる方法でも監視されておらず、また、誤ったラベルが貼られた製品に対して訴訟が起こされることもほとんどありません。 。

...そのため、適切なケーブルを選択するのはやや宝くじのようなものになります。

それはバランスを取ることです。Amazon の棚を埋め尽くしている安価で聞いたこともないブランドを無視し、既知のブランド (Lindy、Belkin、Snowkids、True HQ など) に固執します。 逆に、非常に高価な製品のパフォーマンスが優れているという主張に騙されないでください。60 Hz で 8K 定格​​の 7 フィートの DisplayPort ケーブルが 20 ドルあれば十分です。

選択肢: DisplayPort、短い高品質ケーブル付き。

HDR が有効になっているモニター (グラフィックス カードでもサポートされている場合) は、通常の 8 ビットではなく、カラー チャネルごとに 10 ビットを使用して、画面に表示される光と色のレベルの変化を一般に改善します。 これらの余分なビットは、利用可能な伝送帯域幅を侵食し、その結果、可能な最大解像度とリフレッシュ レートの組み合わせが減少します。

たとえば、Samsung Odyssey G7 27 インチの HDR 最大リフレッシュ レートは、DisplayPort 使用時には 120 Hz ですが、HDMI ではわずか 60 Hz にすぎません。また、その重要なセールス機能の 1 つが最大 240 Hz であることを忘れないでください。

HDR を有効にすると、Samsung Odyssey G7 のリフレッシュ レートはそれほど印象的ではありません

これは、垂直同期 (vsync) を有効にしてパフォーマンスの問題を引き起こさないように、特定の範囲でリフレッシュ レートを動的に変更できるテクノロジである可変リフレッシュ レート (VRR) でも同様の状況です。 これにより、モニター画面の更新と一致するように、GPU のフレーム バッファー (すべてをレンダリングするメモリのチャンク) のスワップがロックされます。

その結果、モニター上にシームレスな表示が得られ、画像全体にティアリングが発生しません。 高いリフレッシュレートと相まって、目にも楽しいです。

AMD と Nvidia は独自のバージョンの VRR を持っており、これについては以前に検討しましたが、どちらを使用する場合でも、利用可能なレートの範囲は、DisplayPort に比べて HDMI の方がほぼ常に狭いです。

再び Odyssey G7 (HDR 無効) にこだわると、VRR 範囲は DisplayPort では 60 ～ 240 Hz ですが、HDMI では 48 ～ 144 Hz です。

現在市販されているモニターをいくつか取り上げましたが、2 台のディスプレイ接続システムが HDR または VRR の使用をどのように処理するかがわかります。

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上に示した 3 つの 4K モニターを見てみると、HDMI 2.1 だけを使用しても、すべての機能、解像度、リフレッシュ レートを最大限に活用できることが必ずしも保証されないことは明らかです。 一部のメーカーは、自社の製品が実際にどのような機能を備えているかについて率直に語ることに関しては、いくぶん消極的であると言っても過言ではありません。

DisplayHDR 400 と 600 は、リフレッシュ レートの点でコストに見合う価値はありません。さらに言えば、VRR はコストに見合う価値はありません。ただし、VRR は間違いなく価値があります。VRR は、ほぼ常に指定された最小レートよりも低いレートで動作し、PC が十分な速度でグラフィックスをレンダリングできない場合でも動作します。最高のリフレッシュ レートに合わせるために、FreeSync または G-Sync を使用すると、モニターに一貫して滑らかな画像が表示されます。

選択肢: DisplayPort、簡単。

あなたは、明らかな DisplayPort ポートや HDMI ポートを持たないコンピュータでこれを読んでいるかもしれません。 たとえば、Apple の最新の MacBook Air には、1 つの Thunderbolt 3 ポートと 2 つの USB-C ポートが搭載されています。

Thunderbolt は実際に PCI Express と DisplayPort インターフェイスを 1 つに組み合わせており、後者は最大 40 Gbps の伝送帯域幅を提供します。 これは HDMI 2.1 と同等であり、60 Hz での最大解像度 6016 x 3384 には実際に十分です。

VRR を利用したい場合は、デバイスの仕様を注意深く確認する必要があります。 過去 3 年間の MacBook はこれをサポートしていますが (ただし、VESA 名では Adaptive Sync になっています)、DisplayPort でのみサポートされており、HDMI や DP-to-HDMI アダプタでは動作しません。

Apple の MacBook Pro は、Thunderbolt 経由で DisplayPort を使用して外部モニターを駆動できます

携帯電話、タブレット、軽量ラップトップには、USB-C ポートしか搭載されていない場合があります。 幸いなことに、外部ディスプレイに接続したい場合、そのテクノロジーには (メーカーによって常に実装されているわけではありませんが) という簡単なタイトルの便利な機能があります。USB-C 経由の DisplayPort/HDMI。

このシステムは USB の代替モードを利用しており、通常の USB 接続として使用している場合でも、USB 3.1 インターフェイスを介して DP/HDMI 送信を送信できます。 通常の DP/HDMI 接続と比較して利用可能な帯域幅が少し少ないため、電話を 4K 144 Hz モニターに接続して最大設定で実行することはできません。 ただし、4K 60 Hz または 1440p 120 Hz では問題ありません。

選択肢: 接続します。ただし、Apple 製品を使用している場合は DisplayPort にする必要があります。

高リフレッシュ レートのゲームに関しては、DisplayPort または HDMI の使用はグラフィックス カードによって決まります。GPU がお気に入りのゲームを 144 fps 以上で大量に実行できない場合は、モニターをどのソケットに接続するかがすべてではありません。それが重要です。

たとえば、PC 版のスパイダーマン リマスターを最近見てみましょう。 中品質に設定した 4K では、1% Low が 144 fps 以上のグラフィックス カードは 1 つもありませんでした。 ただし、Nvidia の RTX 3090 がそれに迫っており、このカードと AMD の Radeon 6950 XT が、4K 120 Hz 以上でのゲーム向けの唯一の賢明な選択肢です。すべてのゲームでそのレートに達するのは難しいかもしれませんが、VRR の使用により、つまり、画像にティアリングがなく、適切なリフレッシュ レートが得られます。

高リフレッシュ レートのゲームには、どのポートを使用するかだけではありません

価格帯をさらに下げると (つまり、通常の領域に入ります)、Radeon 6700 XT と GeForce RTX 3070 は両方とも優れたカードであり、120 Hz で 1440p または 240 Hz で 1080p に十分です。 もちろん、これはゲームと使用されているグラフィック設定に大きく依存します。高リフレッシュレートのゲームでは、ほぼ常にどこかで妥協が必要になります。

Radeon 6600 XT と GeForce RTX 3060 は 1080p ゲームに最適ですが、100 Hz を超えるリフレッシュ レート (VRR 有効時) を必要とする場合は、多くのゲームでグラフィック設定をいくつか落とす必要があります。

これは、360 Hz で 1080p などを目指している場合に特に当てはまります。 このような構成は、競争力のある e スポーツの特権であり、詳細レベルを極限まで下げたとしても、最高のパフォーマンスで実行するには、ほぼ確実に 1,000 ドル以上のグラフィックス カードを搭載したトップエンド PC が必要になります。その率。

この 360 Hz モニターをトップエンドの GPU で駆動する必要があります

しかし、どのようなグラフィックス カードを使用していても、HDMI ポートと比較した DisplayPort ポートの数という共通点に気づくでしょう。 今日リリースされた GPU には通常、3 つの DP ソケットと 1 つの HDMI だけが搭載されています。 しかし、なぜ？

HDMI が PC の世界で普及するのが遅く、VGA や DVI などが置き換えられる頃には、DisplayPort が利用可能になり、HDMI よりもはるかに優れていたことを覚えていますか? 現在でも、後者はテレビやコンソールの専有物とみなされているため、GPU ベンダーは依然として自社モデルに複数の DP ポートを搭載することを好むのです。

これは、マルチ モニター、高リフレッシュ レートのゲーム システム (フライトやモータースポーツのシムなど) をセットアップしたい場合に最適です。 ただし、GPU のディスプレイ エンジンが 1 秒あたりに出力できるピクセル数は限られていることに注意してください。Nvidia GeForce RTX 3090 は、60 Hz で最大解像度 7680 x 4320 (33 メガピクセル) HDR をサポートします。

これらのピクセルはすべて 1 台のモニターに送信することも、複数のモニターに分散することもできるため、前述のグラフィックス カードを使用すれば、3 台の 1440p モニターを 120 Hz で実行することも簡単にできます (ゲームがその解像度に対応できる場合)。

モニター自体は個々の DP ソケットに接続することも、DisplayPort のデイジーチェーン機能を使用して 1 つのポートだけに接続してから、チェーン内の各モニターに再度接続することもできます。 ただし、最大 6 台をサポートする AMD のカードとは異なり、Nvidia のカードは最大 4 台のモニターしかサポートしません。

残念ながら、HDMI にはデイジー チェーン機能がなく、ほとんどのカードにはせいぜい 1 つまたは 2 つの HDMI ソケットしかないため、マルチ モニター ゲームには DisplayPort が明確な選択肢です。

選択肢: 出力数が多い場合は、DisplayPort を選択します。

DisplayPort が高リフレッシュ レートのゲーム、さらに言えば PC 一般に最適な選択肢であることは驚くべきことではありません。 HDMI の最新リビジョンは非常に優れていますが、コンピュータだけでなくテレビ、ゲーム機、メディア プレーヤーもサポートするという、ある意味何でも屋のようなものです。

ただし、その幅広い使いやすさによって、DisplayPort と比較すると完全なパフォーマンスが低下し、後者は高解像度、高リフレッシュ レート、その他のゲーム機能を最適にサポートします。

高リフレッシュ レート ゲームにおける DisplayPort と HDMI の概要を、ケーブル、ケーブル、ケーブルというシンプルな 3 単語の唱えで締めくくります。 あなたの大切なゲーム機が期待できるほど安定していないことがわかるかもしれないので、安物を買ったり、箱の中でガタガタしているものを使用しないでください。 既知のブランドの製品を使用し、ラベルに従い、正確なニーズに合ったものを選択してください。 ただし、アダマンチウムメッキ、窒素 0% のスネークオイル製品はスキップできます。

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