DisplayPort

DisplayPortディスプレイポート)は、液晶ディスプレイなどのデジタルディスプレイ装置の為に設計された映像出力インタフェース規格である[2][3]

DisplayPort端子 オス
開発者 VESA
開発年 2006年
生産メーカー 多数
生産期間 2008年 -
前モデル
ホットプラグ 対応
ディジーチェーン 対応
外部接続 対応
音声信号 オプション
映像信号 有り
ピン数 20
電気的特性 +3.3 V
許容電圧 16.0 V
許容電流 0.5 A
データ信号 有り
プロトコル パケット
ピン1 MainLane0+
ピン2 Gnd
ピン3 MainLane0-
ピン4 MainLane1+
ピン5 Gnd
ピン6 MainLane1-
ピン7 MainLane2+
ピン8 Gnd
ピン9 MainLane2-
ピン10 MainLane3+
ピン11 Gnd
ピン12 MainLane3-
ピン13 Gnd
ピン14 Gnd
ピン15 Aux+
ピン16 Gnd
ピン17 Aux-
ピン18 ホットプラグ検出
ピン19 Gnd
ピン20 3.3V
レセプタクル
DisplayPort
水色部分が凹、中央の黒い横棒部分が凸になっており、プラグ側中央部の凹に嵌まり込む。接続端子は千鳥配列になっている。高速伝送での損失を抑える為にケーブルは太く、プラグ側にツメが出て引き抜け防止となるオプション規定もある。
Mini DisplayPort
白色部分が凹、中央の黒い横棒部分が凸になっており、プラグ側中央部の凹に嵌まり込む。Appleが開発・提案し、DisplayPort Standard Version 1, Revision 1a規格で標準化されている[1]
DisplayPortとMini DisplayPortの差動高速データ信号線と制御信号線の回路概要
データ信号線(図上)と制御信号線(図下)はともに差動回路で50 Ωの抵抗を介してバイアス電圧にプルアップされている。出力側は直列にコンデンサを入れ、DC成分が遮断されている。制御信号線は1組の差動信号線を双方向で使用し、100 kΩの抵抗を介して電源とグランドにプルアップとプルダウンされており、最高1 Mbpsまでの速度に対応する。

DVIの後継を狙った規格であり、標準化団体であるVESA (Video Electronics Standards Association) によって策定された。二次的な仕様ではあるが音声信号や汎用データの転送も可能である。音声信号伝送に関してはオプションである為、機器によって対応/非対応のものがある。

歴史

CRTディスプレイの時代から長年使われてきたアナログVGAインタフェースは、1999年4月にデジタル信号を扱うDVIの登場によって置き換えが進むかに思われたが、実際には両者の切り替わりには時間が掛かっていた。

その後、21世紀に入りノートパソコンでのDVI端子の厚さに対する不満や、デジタル家電でのHDMIの登場によって据え置き型のPCでもDVIからHDMIに対応するようになるなど、PC業界からはDVIやHDMIでは満たせない小型化やコスト低減、今後の高速化への余地を確保できるような新たなインタフェースが求められた。

こういった背景でDisplayPortはそれまでのDVIを置き換える目的で開発され、2006年5月の最初の規格である1.0が、VESAによって発表され、2008年1月にはVersion 1.1aが策定された。特に2007年1月にそれまでUDI (Unified Display Interface) 規格を推進してきた米インテル社がDisplayPortの支持に転向[2]してからは、PC用ディスプレイで今後の利用が進むと考えられ、ビジネス用のPCではDisplayPortが、AVパソコンと呼ばれるPCではHDMIが採用されるというのが主流である[注 1][4]

またDisplayPortではHDMIやDVIでは想定していなかった超高解像度での利用を視野に入れており、特定のビジネス用途(医療分野やCAD等)では他に選択肢がない。なお、この超高解像度のサポートは元々マルチディスプレイ環境下での解像度の合計値を想定して定められたものである。

特徴

DisplayPort端子(DP1及びDP2の記載)を装備したPCのバックパネルの一例。
  • ライセンス料が必要なHDMIに対して、VESAはDisplayPortを無償で使用できるように策定していた[2][5]。2015年になってMPEG LAがDisplayPortライセンスを策定しライセンス料の支払いを要求している[6]がVESAは認めていない[7]。VESAの公式サイトのFAQによれば、2017年10月現在、ライセンス料は支払われていないようである。
    MPEG LAのプレスリリースによれば、MPEG LAライセンスプールの一つ以上の特許が含まれている地域で製造または販売された場合、1製品当たり0.20ドルのライセンス料が発生するとしている[6]。2015年9月現在、MPEG LAのライセンスには日立マクセルPhilipsラティスセミコンダクターRambusSonyの特許が含まれる[8]
    またDisplayPortはケーブルの両端に制御ICが必要なため、ケーブルの製造コストはHDMIより高い。
    DisplayPort規格は無料で利用できるが、規格へのアクセスにVESAの会員資格を必要とし[9]年会費は安い場合で5,000ドルである[10]
  • バージョン1.2以降では、複数のディスプレイを数珠つなぎにし、今までよりも簡単にマルチディスプレイ環境を構築することが出来る(macOSは非対応)[11]
  • PCセットトップボックスはソース機器、モニタ・プロジェクタなどはシンク機器として定義されている。
  • ソース機器の対応次第で、DisplayPort-DVI/DisplayPort-HDMI変換アダプタを利用し、DVI/HDMIシンク機器への接続も可能になり、その逆も可能である。
  • 著作権保護技術HDCPに対応しており、これを利用した映像信号と音声信号の伝送が可能である。
  • 音声伝送に関してはOptionalとして定義されているため、対応している機器とそうでない機器がある。
  • 外付けのディスプレイだけではなく、ノートパソコンといった内蔵型ディスプレイの為の伝送技術としての利用も想定している[注 2]
  • 1.0 Mbpsの双方向通信用の外部チャネルラインを持つ[注 3]
  • 音声は8チャンネルのLPCMS/PDIFを伝送可能である。
  • DisplayPort Alt ModeでUSB Type-Cに対応している[12](Version 1.4, 両端に制御ICは必要ない)。
  • 8K対応のDP8Kに対してDisplayPort High Bit Rate 3で対応し、USB Type-Cを用いることが出来る[13]

仕様・バージョン

仕様沿革

  • 2006年5月 1.0
  • 2007年1月 1.1a
  • 2007年4月 1.1 最終バージョン
  • 2009年12月 1.2[注 4][4][14]
  • 2014年5月 1.2a
  • 2014年9月 1.3[15]
  • 2016年3月 1.4[注 5][16]
  • 2018年4月 1.4a[17]
  • 2019年6月 2.0[18]

基本仕様

  • レーン数:4組(1差動信号ペア(1レーン)の最大データ・レートは2.7 Gbps、ペアごとにシールドされる)
  • 各色コンポーネントの最大階調数 (RGB):16ビット
  • クロック信号:データに埋め込み
  • 音声信号:[オプション] 8チャンネル192 kHz/24bitまでのオーディオストリームに対応
  • データ形式:パケット
  • 伝送方式:8b/10b [1.4aまで] / 128b/132b [2.0以降]
  • 線路結合:AC結合
  • 波形制御:プリエンファシス使用
  • コンテンツ保護:128bit AESによる DPCP[注 6] / [1.1以降] 40bit HDCP[注 7]
  • HDCP 1.3に対応[19]
  • コネクタ寸法:約15.9 mm×4.66 mm
  • 最大ケーブル長:15 m

DisplayPort dual-mode (DP++)

DisplayPort dual-mode (DP++) は、デュアルモードDisplayPortとも呼ばれ、DisplayPort出力を単純なパッシブアダプタを使用してHDMIまたはDVIディスプレイに接続できるようにする規格である。デュアルモードはオプション機能なので、すべてのDisplayPortソースが必ずしもDVI/HDMIパッシブアダプタをサポートしているわけではないが、実際にはほぼすべてのデバイスがサポートしている。公式には、デュアルモードをサポートするDPポートを示すために「DP++」のロゴを使用する必要があるが、ほとんどの最新のデバイスではこのロゴは使用されていない。

デュアルモードを実装したデバイスは、DVIまたはHDMIアダプタが接続されていることを検出し、DisplayPort信号の代わりにDVI/HDMI TMDS信号を送信する。

デュアルモードの制限

  • 接続端子の速度制限 - DP++ポートから送信されるピンアウトとデジタル信号値はネイティブのDVI/HDMI出力と同じだが、信号はDVIやHDMIで使用される5Vではなく、DisplayPortのネイティブ電圧 (3.3 V) で出力される。そのため、デュアルモードアダプタには、電圧を変化させるレベルシフト回路が必要になる。この回路があると、接続端子の動作速度に制限があるため、高速な規格が追加されるたびに新しい接続端子が必要になる。
  • 一方向性 - デュアルモード規格では、DisplayPort出力が単純なパッシブアダプタを使用してDVI/HDMI信号を出力する方法が規定されているが、DisplayPortディスプレイがパッシブアダプタを使用してDVI/HDMI入力信号を受信できるようにするための対応規格は存在しない。その結果、DisplayPortディスプレイは、ネイティブのDisplayPort信号のみを受信することができ、DVIまたはHDMI入力信号は、アクティブ変換デバイスを使用してDisplayPortフォーマットに変換する必要がある。DVIおよびHDMIソースは、パッシブアダプタを使用してDisplayPortディスプレイに接続することはできない。
  • シングルリンクDVIのみ - DisplayPortデュアルモードは、DisplayPortコネクタのピンを使用してDVI/HDMI信号を送信することで動作するため、20ピンのDisplayPortコネクタはシングルリンクDVI信号(19ピンを使用)のみを出力することができる。デュアルリンクDVI信号は25ピンを使用するため、DisplayPortコネクタからパッシブアダプタを介してネイティブに送信することはできない。デュアルリンクDVI信号は、アクティブ変換デバイスを使用してネイティブのDisplayPort出力信号から変換することによってのみ生成することができる。
  • USB-Cの不適合性 - USB-Cケーブルを介してDisplayPort信号を送信するDisplayPort代替モード仕様には、デュアルモードプロトコルのサポートが含まれていない。そのため、DP-to-DVIおよびDP-to-HDMIパッシブアダプタは、USB-CからDPアダプタに接続した場合には機能しない。
バージョン リリース日

データ・レート (実効最大)

追加機能
1.0 2006年5月3日

HBR 8.64 Gbps (2.7 Gbps×4レーン)[2]

1.2 2009年12月22日

HBR2 17.28 Gbps (5.4 Gbps × 4レーン)[20]

  • マルチストリーム転送 (MST)[20]
  • MSTトポロジー管理のサポート
  • Fast AUX-CH[20]
  • 3D映像のサポート
  • 広色域サポート
  • Mini DisplayPortのサポート[20]
  • Adaptive-Syncのサポート
1.3 2014年9月15日

HBR3 25.92 Gbps (8.1 Gbps × 4レーン)

  • デュアルモードのサポート
  • ピクセルサブサンプリング4:2:0のサポート
  • HDR静的メタデータ転送
  • Rec.2020色空間のサポート
  • USB Type-Cのサポート
1.4[21] 2016年3月1日
  • ディスプレイストリーム圧縮 (DSC) 1.2
  • HDR動的メタデータ転送
  • 前方誤り訂正
  • 拡張オーディオ転送: 32チャンネル 1536 kHz/24bit までのオーディオストリームに対応
2.0[22] 2019年6月26日

    UHBR 20 77.37 Gbps (20 Gbps x 4レーン)

      UHBR 13.5 52.22 Gbps (13.5 Gbps x 4レーン)

        UHBR 10 38.69 Gbps (10 Gbps x 4レーン)

        • Display Streaming Mapping Protocol
        • Panel Reply

        解像度・リフレッシュレート

        総称 解像度 色空間 バージョン / Gbps/8bit depth
        RGB 8bit10bit1.0 & 1.11.21.31.4
        リフレッシュレート (Hz) Gbps (CVT-R2) 8.64 (HBR) 17.28 (HBR2) 25.92 (HBR3) 25.92 (HBR3)
        1080p1920 x 108030 1.581.97YesYesYesYes
        60 3.203.99YesYesYesYes
        120 6.598.24YesYesYesYes
        144 8.00 10.00YesYesYesYes
        165 9.26 11.57NoYesYesYes
        240 14.00 17.50NoYesYesYes
        1440p2560 x 144030 2.783.47YesYesYesYes
        60 5.637.04YesYesYesYes
        120 11.5914.49NoYesYesYes
        144 14.08 17.60NoYesYesYes
        165 16.30 20.37NoYesYesYes
        180 17.91 22.38NoNoYesYes
        4K3840 x 216030 6.187.73YesYesYesYes
        60 12.5415.68NoYesYesYes
        75 15.79 19.74NoYesYesYes
        120 25.8232.27NoNoYesYes
        144 31.35 39.18NoNoNoYes¹
        5K5120 × 288030 10.9313.67NoYesYesYes
        60 22.1827.72NoNoYesYes
        120 45.6657.08NoNoNoYes¹
        8K7680 x 432030 24.4830.60NoNoYesYes
        60 49.6562.06NoNoNoYes¹
        ¹ 要ディスプレイストリーム圧縮 (DSC)

        脚注

        注釈

        1. 小型の端子を武器にモバイル用途での採用を狙うDisplayPortだが、HDMIもVer. 1.4でマイクロHDMI(タイプD)プラグが制定されており、また新たに携帯機器用の高速画像インタフェースとしてMHLが登場している。
        2. 2009年3月現在は、LVDSがノートパソコン内部のヒンジ部分をつなぐ信号線として採用されている場合が多いが、DisplayPortではLVDSより信号線が少なくDC結合が無く電圧も低く消費電力も少なくて済むので、送受信回路をグラフィックスLSIとタイミング・コントローラーLSIに統合しやすく、コスト削減と小面積化に貢献すると期待される。
        3. DisplayPortの制御線はHDMIでのCECと同様にAVシアター・システムのような複数の映像機器を連動させる用途で、使用者のリモコン操作を一元的に扱う高機能な映像情報システムを組めるようになる。
        4. 2009年12月に正式規格となったVersion 1.2では、3D映像と3,840×2,160画素映像への対応のため4レーン合計で5.4 Gbpsの最大転送速度、現行1 Mbpsの制御信号線を高速化、ミニ・コネクタを正式化、複数モニターへのマルチ出力対応、などが加わった。
        5. 非可逆圧縮であるDisplay Stream Compression (DSC) 1.2 に対応、最高8K/60 Hz, 4K/120 Hzやハイダイナミックレンジ(HDR)信号にも対応した。
        6. DisplayPort Content Protection
        7. High-bandwidth Digital Content Protection

        出典

        1. “VESA® Issues Mini DisplayPort™ Standard; Small Connector Supports Full Range of Capabilities Defined in DisplayPort Version 1, Rev. 1a” (英語) (PDF) (プレスリリース), VESA, https://www.vesa.org/wp-content/uploads/2010/12/PR111009mDP.pdf 2019年12月12日閲覧。
        2. 元麻布春男 (2008年5月20日). HDMIディスプレイを今買うか、DisplayPortを待つべきか”. PC Watch. 元麻布春男の週刊PCホットライン. Impress Watch. 2017年4月7日閲覧。
        3. DisplayPort”. 日経 xTECH. 2019年12月12日閲覧。
        4. 根津禎著 『モバイルを目指す 次世代インターフェース 第2部』 日経エレクトロニクス2009年2月23日号 51-52頁
        5. 第2回 DisplayPortからD-Subまで――液晶ディスプレイの「映像入力インタフェース」を網羅する”. EIZO. 2017年4月7日閲覧。
        6. MPEG LAがディスプレイポートのライセンスを導入”. Business Wire. 2017年4月7日閲覧。
        7. FAQs (英語). VESA. 2016年4月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年4月7日閲覧。
        8. DisplayPort Attachment 1 (PDF) (英語) (2015年9月23日). 2018年1月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月23日閲覧。
        9. VESA standards purchasing page (英語). 2018年1月23日閲覧。
        10. VESA membership application (中国語). 2018年1月23日閲覧。
        11. デイジーチェーン対応モニターの導入ガイド | EIZO株式会社”. www.eizo.co.jp. 2020年11月8日閲覧。
        12. 中村真司 (2017年6月19日). “VESA、DisplayPortコネクタのフェードアウトを示唆。将来的にはUSB Type-Cに集約~DisplayPort 1.4規格の現況を報告”. Impress Watch. https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1066030.html 2018年1月7日閲覧。
        13. VESA Strengthens 8K Video Resolution Ecosystem with Market-ready DP8K Certified DisplayPort Cables (英語). VESA (2018年1月3日). 2018年1月7日閲覧。
        14. DisplayPort® Developer Conference Presentations Posted (英語). VESA. 2018年1月7日閲覧。
        15. “VESA、5K表示や4K×2画面出力に対応する「DisplayPort 1.3」を規格化”. PC Watch (インプレス). (2014年9月16日). https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/666824.html 2021年1月14日閲覧。
        16. VESA Publishes DisplayPort™ Standard Version 1.4 (英語). VESA. 2016年3月1日閲覧。
        17. “4K/8K対応の「DisplayPort 1.4a」、普及に向け加速”. EETimes Japan (アイティメディア). https://eetimes.jp/ee/articles/1805/16/news032.html 2021年1月14日閲覧。
        18. “最大16K/HDR伝送が可能な「DisplayPort 2.0」規格。製品は'20年末”. AV Watch (インプレス). (2019年6月27日). https://av.watch.impress.co.jp/docs/news/1192927.html 2021年1月14日閲覧。
        19. 志田晟著 『ディジタル信号の性質と高速伝送技術 第12回 ギガ・ビット伝送を拡張する工夫』 トランジスタ技術2009年2月号 232-239頁
        20. 多和田新也 (2009年1月13日). Display Port 1.2の概要を説明”. PC Watch. 2009 International CESレポート【VESAプレスカンファレンス編】. インプレス. 2019年12月12日閲覧。
        21. “8K/60Hz、4K/120HzやHDRに対応した「DisplayPort 1.4」”. インプレス. http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20160302_746343.html 2016年3月13日閲覧。
        22. “VESA、ケーブル1本で16K 60Hz/HDRの伝送が可能な「DisplayPort 2.0」”. Impress Watch. (2019年6月27日). https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1192879.html 2019年6月28日閲覧。

        関連項目

        外部リンク

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