DisplayPort 2.0 – der neue VESA Standard

Bevor wir anfangen über den neuen Standard zu schreiben, möchten wir zuerst erläutern was DisplayPort überhaupt ist. Wieso er zustande kam. Und was überhaupt der neue DisplayPort 2.0 Standard mit sich bringt.

Zur Erinnerung – DisplayPort ist ein Videostandard, von VESA (Video Electronics Standards Association) entwickelt. Die erste Version kam im Jahr 2006 zur Welt. Die Grundidee war, den Umstieg auf digitale Schnittstellen zu beschleunigen. Und die VGA und DVI zu ersetzen. Dabei wurde primär für die Industrie entwickelt. Im Gegensatz zu HDMI, der sich an die Unterhaltungselektronik konzentriert. Der Kampf zwischen den beiden Standards dauert immer noch. Darüber kann man mehr HIER lesen.

Die letzte DisplayPort Version hieß 1.4a und erschien im März 2016. Drei Jahre und drei Monate später, am 26. Juni 2019 hat Vesa den neuen Standard herausgebracht – DisplayPort 2.0. Wenn die erste Ziffer geändert wird, heißt es normalerweise in der Elektronik, dass diese was großes mit sich bringt. Genaugenommen ist dies die erste neue Hauptversionsnummer seit der Einführung.

DisplayPort 2.0 Spezifikation

Die Video- und Fernseher Technik wird immer besser. Größere Bildschirme, mit höherer Auflösung und mehr Farben. Die Bildwiederholrate wird ebenfalls immer höher. Dadurch erreicht man ein ruhigeres Bild, mit weniger Flackern. Auch Virtual Reality und Augmented Reality wirken dadurch tatsächlich realistisch(er). Dafür braucht man aber immer höhere Datentransferraten. Folglich auch die neuere Standards, die dieses Anforderungen erfüllen können.

Es reicht einen kurzen Blick auf die Specs zu werfen und schnell wird es klar. Der neue VESA Standard verspricht sehr viel. Und zwar eine fast dreifache Bandbreite, verglichen mit DisplayPort 1.4a. Bevor wir ins Details gehen. machen wir aber zuerst eine kurze Gegenüberstellung der wichtigsten Videoformaten.

	HDMI 2.0	HDMI 2.1	DisplayPort 1.4a	DisplayPort 2.0
Release Date	Sep 2013 (2.0) Apr 2015 (2.0a) Mär 2016 (2.0b)	Nov 2017	Mär 2016	Jun 2019
max. Datenrate	14,4 Gbit/s	bis 48 Gbit/s (unkomprimiert)	25,92 Gbit/s	77.4 Gbit/s
max. Auflösung (in Pixeln)	5120 x 2880 (@30Hz) 3840 x 2160 (@60Hz) 2560 x 1440 (@144Hz) 1920x1080 (@240Hz)	7680 x 4320 (@60Hz) 5120 x 2880 (@120Hz) 3840 x 2160 (@144Hz) 2560 x 1440 (@240Hz) 1920x1080 (@240Hz)	7680 x 4320 (@30Hz) 5120 x 2880 (@60Hz) 3840 x 2160 (@120Hz) 2560 x 1440 (@240Hz) 1920x1080 (@240Hz)	15360 x 8460 (@60Hz DSC) 10240 x 4320 (@60Hz raw) 2x 7680 x 4320 (@120Hz DSC) 2x 3840 x 2160 (@144Hz raw) 3x 10240x4320 (@60Hz DSC) 3x 3840x2160 (@144Hz raw)
max. Farbentiefe (bit pro Farbe)	30	42	48	48
max Anazahl Audiokanäle	32	32	8	32

Somit ist DisplayPort 2.0 nicht nur in der Lage die 8k Auflösung in 120Hz darzustellen. Er unterstützt sogar 16k Auflösung. Einen Vorteil hatte DisplayPort schon immer. Und zwar, dass er Multi-Displays unterstützt. Es ist oftmals ein Muss in der Industrie und bei PC Monitore. Mit dem 2.0 Standars ist es sogar möglich zwei 8k oder drei 4k Monitore zu unterstützen.

Darüberhinaus hat der neue Standard eine viel höhere Link-Effizienz. Diese ist das Verhältnis zwischen der tatsächlichen und theoretisch möglichen Datenübertragungsrate. Diese liegt bei DisplayPort 2.0 bei 97%.

DisplayPort 2.0 Standard - Link Effizienz — *Quelle: VESA*

DisplayPort 2.0 Stecker und Kabel

Standardmäßig verwendet DisplayPort zwei Stecker:

DisplayPort
Mini DisplayPort

Der 2.0 Standard bringt keine neue Stecker oder Pinning. Auch das berüchtigte Pin20 Problem wird dadurch nicht gelöst. HIER kann man mehr drüber erfahren.

Was allerdings neu ist, ist die Möglichkeit den USB-C Stecker zu verwenden. Wenn aber darüber gleichzeitig sowohl die USB, als auch die DisplayPort Signale laufen, so steht nur noch ein Adernpaar für den DisplayPort zur Verfügung. Spricht – die Bandbreite halbiert sich. Somit nur halb so gut. Trotzdem ist es auch nur halb so schlimm. Auch darüber lassen sich bis zu drei 4K-Monitore @144Hz und HDR ansteuern. Allerdings DSC komprimiert.

Diese USB-C Kompatibilität hat auch einen tieferen Sinn. Intel hat nämlich den Thunderbolt Standard in VESA eingebracht. Und das USB 4.0 Protokoll basiert auf Thunderbolt 3. Darüber kann man HIER mehr lesen. Dadurch wird die Kompatibilität zwischen den beiden Standards erreicht. Zumindest theoretisch. Denn die Beiden verwenden nämlich unterschiedliche Daten-Übertragungsprotokolle. USB setzt komplett auf Thunderbolt. Während beim DisplayPort ein eigenes Protokoll zum Einsatz kommt.

Über DisplayPort 2.0 Kabeln herrscht immer noch die Unklarheit. VESA plant nämlich drei Übertragungsmodi: 10, 13,5 und 20 Gbit/s. Der langsamste, 10 Gbit/s Modus kommt mit den normalen, passiven Kupfer-Adernpaare zurecht. Ob diese aber auch für höhere Geschwindigkeiten genügend ist seitens VESA noch nicht klar definiert. Es ist durchaus möglich, dass man zumindest die aktiven Kabeln bräuchte.

DisplayPort 2.0 weitere Funktionen

Eine neue, praktische Funktionalität ist das sogenannte „Panel-Replay“. Es ist die VESA eigene Entwicklung und ist bei DisplayPort 2.0 vollkommen integriert und unterstützt. Dabei geht es um die Wärmeentwicklung und den Energieverbrauch zu senken. Und zwar bei allen Displays, unabhängig von deren Größe.

Hierbei werden nur die geänderte Pixels erneuert. Spricht, bei einem statischen Bild ist die Refresh-Rate viel kleiner. Dadurch wird eine Menge Energie gespart.

DSC ist jetzt bei zertifizierten Geräten und Kabeln Pflicht. Diese Komprimierung ist nahezu verlustlos. Dadurch werden bisher unerreichte Auflösungen und Bildwiederholungsfrequenzen möglich

Und zu guter Letzt unterstützt das neue Protokoll die Multi-Stream Übertragung. Dadurch wird eine Display-Verkettung möglich. Und mit nur einem Kabel kann man mehrere Video-Signale übertragen.

Leider sind aber manche nette HDMI Funktionen, wie CEC oder ARC/eARC weiterhin nicht unterstützt.

Mögliche Display-Konfigurationen

Eigentlich ist die Liste der möglichen Konfigurationen ziemlich lang. Daher beschränken wir uns hier auf Beispiele, die VESA selbst zeigt:

Single-Monitor-Auflösungen:

1x 16K (15360×8460), @60Hz, 30 bpp 4:4:4 HDR (mit DSC Komprimierung)
1x 10K (10240×4320), @60Hz, 24 bpp 4:4:4 (raw, ohne Komprimierung)

Dual-Monitor-Auflösungen:

2x 8K (7680×4320), @120Hz, 30 bpp 4:4:4 HDR (DSC)
2x 4K (3840×2160)@144Hz, 24 bpp 4:4:4 (raw)

Tripple-Monitor-Konfigurationen:

3x 10K (10240×4320)-Displays @60Hz und 30 bpp 4:4:4 HDR (mit DSC)
3x 4K (3840×2160)-Displays @90Hz und 30 bpp 4:4:4 HDR (keine Komprimierung)

USB-C und DisplayPort simultane Übertragung Konfigurationen

Wie bereits erwähnt, halbiert sich hier die maximale Bandbreite. Trotzdem sind einige Kombinationen auch hier möglich. Beispielsweise:

3 x 4K (3840×2160), @144Hz, 30 bpp 4:4:4 HDR (mit DSC)
2x 4Kx4K (4096×4096) (für AR/VR), @120Hz, 30 bpp 4:4:4 HDR (mit DSC)
3x QHD (2560×1440), @120Hz, 24 bpp 4:4:4 (ohne Komprimierung)
1x 8K (7680×4320), @30Hz, 30 bpp 4:4:4 HDR (ohne Komprimierung)

DisplayPort 2.0 Fazit

DisplayPort 2.0 ist ein neuer Video-Übertragungsstandard von VESA.
Er verspricht eine signifikante Verbesserung gegenüber DisplayPort 1.4a. Und zwar die dreifache effektive Bandbreite. HDMI 2.1 kann in dieser Liga ebenfalls nicht mitspielen.
Leider sind aber manche nette HDMI Funktionen, wie CEC oder ARC/eARC weiterhin nicht unterstützt.
Unter anderem wurde dies durch die verbesserte Link-Effizienz erreicht.
Es sind sogar 16k Monitore unterstützt.
Viele Display-Konfigurationen sind möglich. Diese Multi-Display Konfiguration war von Anfang an eine der Grundideen des DisplayPorts. So sind beispielsweise drei 10k Displays unterstützt. Dafür verwendet VESA die DSC Komprimierung. Diese ist nahezu verlustlos und wird bei den DisplayPort 2.0 zertifizierten Kabeln und Komponenten pflichtig.
VESA bleibt den bestehenden Stecker (DisplayPort und mini DisplayPort) treu. Dadurch bleibt leider auch die Pin20 Problematik bestehend.
Durch „Panel Replay“ Funktion wird der Energieverbrauch signifikant reduziert. Sie erlaubt nämlich nur die veränderte Pixeln zu refreshen.
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