เอาต์พุตวิดีโอบน GPU และเมนบอร์ด: VGA, DVI, HDMI, DP และ USB-C

จอภาพหรือหน้าจอของคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงเอาต์พุตที่ยอดเยี่ยม โดยพีซีของเราจะสื่อสารกับเราและแสดงให้เราเห็นในภาษาที่มองเห็นได้ซึ่งเราสามารถข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะนั้นได้ ในการเชื่อมต่อทั้งสององค์ประกอบ มีการใช้เอาต์พุตวิดีโอที่แตกต่างกันเสมอ ซึ่งเราจะตรวจสอบ

เอาต์พุตวิดีโอบน GPU และมาเธอร์บอร์ด

หากคุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมเราถึงเรียกหน้าจอพีซีว่ามอนิเตอร์แทนโทรทัศน์ เราจะอธิบายให้คุณฟัง และหากคุณเพิ่งมีใบหน้าที่ไม่เชื่อเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งนี้กับอินพุตและเอาต์พุตของพีซี ก็ปล่อยมันไป ให้เราอธิบายเพราะมันเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจประวัติของอินพุตและเอาต์พุตวิดีโอบนพีซี และด้วยเหตุนี้ วิวัฒนาการของมัน

ผ่านพอร์ตวิดีโอเฟรมที่สร้างโดย GPU ถูกส่งไปยังหน้าจอมอนิเตอร์เพื่อให้เรามองเห็นได้

เอาต์พุตวิดีโอสำหรับจอภาพและทีวี

ตรวจสอบทีวี

คอมพิวเตอร์เครื่องแรกๆ ที่ใช้หน้าจอโทรทัศน์ดัดแปลง เนื่องด้วยในช่วงกลางของสงครามเย็นนั้น มีความเกรงกลัวว่าระบบคลื่นความถี่วิทยุเหล่านี้จะสามารถแก้ไขได้ด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับปัญหาการจารกรรมหรือการเข้าถึงการสื่อสารทางวิทยุที่ใช้โดยฝ่ายหลัง แล้ว. สิ่งนี้นำไปสู่การขายจอเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์โดยไม่มีความสามารถในการปรับแต่ง แต่ในขณะเดียวกันก็อนุญาตให้ใช้ตัวเชื่อมต่อวิดีโออินพุตและเอาต์พุตที่เป็นกรรมสิทธิ์

จนกระทั่งการมาถึงของ PC AT ในปี 1984 ที่นำมาตรฐาน EGA มาใช้ จอภาพ PC ได้รับการแก้ไขหน้าจอโทรทัศน์ NTSC อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดของรูปแบบนี้ในการแสดงภาพที่มีความคมชัดสูง ทำให้จำเป็นต้องนำจอภาพ PC รูปแบบใหม่มาใช้ที่มีความถี่แนวนอนสูงขึ้น กว่า NTSC 15.7KHz ณ จุดนั้น เส้นทางของโทรทัศน์และจอภาพถูกแยกจากกัน 20 ปี จนกระทั่งการมาถึงของจอภาพและโทรทัศน์ LCD อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างยังคงเหมือนเดิม ขาดการรวมเครื่องรับสัญญาณโทรทัศน์ไว้ในจอภาพ

ในบทความนี้ เราจะพูดถึงวิวัฒนาการของตัวเชื่อมต่ออินพุตและเอาต์พุตสำหรับจอภาพ ดังนั้น เราจะเน้นที่ตัวเชื่อมต่อที่พบในพีซี ดังนั้นเราจะไม่พูดถึงเอาต์พุตวิดีโอเช่น S-วีดีโอ, Component, Composite, SCART และอื่นๆ อีกมากมายที่เราจะได้เห็นที่แผงด้านหลังของโทรทัศน์หลายๆ รุ่น

เอาต์พุตวิดีโอที่เลิกใช้แล้ว

Conectores วิดีโอ desuso

ตัวเชื่อมต่อในส่วนนี้เป็นตัวเชื่อมต่อที่คุณยังคงมองเห็นได้ในคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง แต่เนื่องจากลักษณะของเทคโนโลยีที่ล้ำหน้ากว่า ตัวเชื่อมต่อเหล่านี้จึงเลิกใช้งาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกเขาถูกแทนที่และจะไม่มีการพัฒนา ดังนั้น หากคุณพบจอภาพหรือการ์ดกราฟิกที่มีตัวเชื่อมต่อประเภทนี้ เชื่อเราว่ามันเก่ามาก และจะไม่ให้ประสิทธิภาพที่ยอมรับได้ในปัจจุบัน

พอร์ต VGA

พินเอาท์ VGA

พีซีจากยุค 90 และครึ่งแรกของปี 2000 ใช้ VGA ซึ่งเป็นตัวเชื่อมต่อวิดีโอประเภท RGB เนื่องจากส่งข้อมูลส่วนประกอบสีในสามช่องสัญญาณที่แตกต่างกัน ตัวเชื่อมต่อยังมีพินสำหรับควบคุมการซิงโครไนซ์แนวนอนและ จอภาพแนวตั้งซึ่งในขณะนั้นถูกควบคุมโดยการ์ดแสดงผลเอง หมุดการซิงโครไนซ์ระบุว่าเป็นพอร์ตที่ออกแบบมาสำหรับจอภาพที่ใช้หลอดรังสีแคโทดเพื่อสร้างภาพ

เนื่องจากเป็นพอร์ตสำหรับมอนิเตอร์ PC จึงไม่มีเสียง และนั่นเป็นเพราะว่าเมื่อ VGA ปรากฏบนพีซีครั้งแรก จะใช้ลำโพงภายใน หรือการ์ดเสียงใหม่จะสร้างเสียงแทนจอภาพไม่ได้ ซึ่งอย่างที่คุณอาจอนุมานได้ว่าไม่มีความสามารถในการสร้างเสียง

เนื่องจากลักษณะแบบแอนะล็อกจึงไม่มีใครเข้ากับแผง LCD ได้ ซึ่งทำให้จำเป็นต้องสร้างอินเทอร์เฟซดิจิทัลเพื่อให้ได้คุณภาพของภาพที่ดี สาเหตุที่เกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นกับตัวแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัลที่ทำให้การแปลงข้อมูลสูญหายเมื่อใช้พอร์ต VGA

พอร์ต DVI (อินเทอร์เฟซวิดีโอดิจิทัล)

เมื่อเวลาผ่านไป แผง LCD มีราคาถูกลง และผู้ใช้เริ่มซื้อ เนื่องจากสามารถประหยัดพื้นที่บนโต๊ะได้เมื่อเทียบกับหลอดมอนิเตอร์แบบคลาสสิก แม้ว่าลักษณะที่แตกต่างกันของการแสดงภาพบนหน้าจอจะต้องทำการเปลี่ยนแปลงกับเอาต์พุตวิดีโอบนพีซี ดังนั้น DVI จึงถือกำเนิดขึ้น

ความแตกต่างกับ VGA? ในการเริ่มต้น มันจะกำหนดพินสองพินให้กับแต่ละช่อง RGB สามแชนเนล แม้ว่าจะเป็นพอร์ตดิจิทัล แต่ก็รักษาพิน HSync และ VSync เอาไว้ แต่ก็แทบจะไม่ได้ใช้งานเลย อันที่จริงมันใช้พินหลายตัวที่มอนิเตอร์ส่งข้อมูลเกี่ยวกับความละเอียดและอัตราการรีเฟรช ด้วยวิธีนี้ การส่งสัญญาณจะได้รับการกำหนดค่าเองและไม่จำเป็นต้องใช้หมุดการซิงโครไนซ์ พอร์ตแรกที่ปรากฏขึ้นคือ DVI-I เนื่องจากมีหมุดสำหรับใช้ในจอภาพแบบอนาล็อก อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป DVI-D ได้มาตรฐาน ซึ่งมีไว้สำหรับหน้าจอ LCD เท่านั้น เนื่องจากไม่มีหมุดสำหรับหน้าจอ LCD หน้าจอซีอาร์ที

มีคอนเน็กเตอร์วิดีโอ DVI สองรุ่นที่แตกต่างกัน ด้านหนึ่งเป็น SL ที่มีความละเอียดสูงสุด 1920 x 1200 พิกเซล และ DL ที่มีความละเอียด 2560 x 1600 พิกเซลเช่นกันที่ 60 Hz อย่างไรก็ตาม DVI ไม่เคยรองรับอัตราความถี่ผันแปรและเมื่อเวลาผ่านไปก็ถูกแทนที่ด้วย HDMI และ DisplayPort อย่างรวดเร็ว

เอาต์พุตวิดีโอที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

Conectores วิดีโอที่เกิดขึ้นจริง

เอาต์พุตวิดีโอที่เราจะพูดถึงต่อไปคือเอาต์พุตที่เราพบในการ์ดกราฟิกและจอภาพ PC ในปัจจุบัน ความจริงที่ว่าพาเนลเหมือนกันทั้งบนทีวีจอแบนและจอภาพทำให้อินเทอร์เฟซวิดีโอเป็นสากลอย่างสมบูรณ์และทำให้ตัวเชื่อมต่อต่างกัน

พอร์ต HDMI

ที่นิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันและด้วยวิวัฒนาการเกือบยี่สิบปี ได้หายไปจากการแสดงภาพที่ 720p ในเวอร์ชัน 1.0 ของมัน ไปยัง ความละเอียด 8K กับ 2.1 ซึ่งแสดงถึงการเพิ่มขึ้น 50 เท่าของพิกเซลจากจุดกำเนิด ในการวิวัฒนาการ เราได้เห็นการเพิ่มเติมเช่นการรองรับสำหรับ อัตราส่วนภาพต่างๆ , อัตราความถี่ตัวแปร , HDR , และอื่น ๆ

พอร์ต HDMI ถือกำเนิดมาจาก DVI รุ่นต่างๆ แต่ไม่ตรงกับการออกแบบและรูปทรง รวมถึงการกระจายของพิน ความแตกต่างกับ DVI? เนื่องจากมันถูกสร้างเป็นเอาต์พุตวิดีโอสำหรับเนื้อหาภาพและเสียง จึงสามารถพกพาเสียง และยังมีวิดีโอสำหรับ HDCP ซึ่งเป็นระบบป้องกันเนื้อหาที่อุตสาหกรรมภาพและเสียงยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน

สาย HDMI ถูกออกแบบมาให้ส่งสัญญาณได้โดยไม่สูญเสียระยะทางถึง 5 เมตร ระยะห่างระหว่างสัญญาณเอาท์พุตกับสัญญาณอินพุทมากขึ้นจะทำให้คุณภาพของสัญญาณสูญเสียไป ดังนั้น การรักษาพีซีจึงเป็นสิ่งสำคัญ ใกล้กับจอภาพมากที่สุดหากใช้ขั้วต่อวิดีโอดังกล่าว

DisplayPort หรือ DP

คอนเน็กเตอร์วิดีโออื่นๆ ที่ใช้มากที่สุดในจอภาพและการ์ดกราฟิกของพีซีเรียกว่า DisplayPort ซึ่งเหมือนกับ HDMI ที่มีการพัฒนามาหลายรุ่นจนถึงทุกวันนี้ ความแตกต่างที่สำคัญคือพวกเขาเกิดจากคณะกรรมการมาตรฐานสองแห่งที่แตกต่างกัน และนั่นคือสาเหตุที่ทำให้ DisplayPort ปรากฏบนจอภาพมากกว่าในโทรทัศน์ นอกจากนี้ หลายครั้งที่วิธีที่ดีที่จะทราบว่าหน้าจอคือโทรทัศน์หรือจอภาพคือพอร์ตนี้รวมอยู่ด้วยหรือไม่

ความแตกต่างใหญ่ระหว่าง HDMI และ DisplayPort นอกเหนือจากการกระจายรูปร่างและพินคือการสนับสนุน HDCP สำหรับเนื้อหาบางอย่างไม่จำเป็นในอินเทอร์เฟซ DP ซึ่งหมายความว่าสำหรับคอนโซลวิดีโอเกมและเครื่องเล่นวิดีโอตัวเชื่อมต่อประเภทนี้ ไม่ได้ใช้เช่นนี้ สื่อเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำสำเนาเนื้อหาภาพและเสียงเชิงพาณิชย์ นั่นคือเหตุผลที่ DisplayPort กลายเป็นพอร์ตที่เชื่อมโยงกับพีซีในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับ DVI และ VGA และเช่นเดียวกับ HDMI ด้วย DisplayPort มีความสามารถในการส่งเสียงด้วย

ดิสเพลย์พอร์ตผ่าน USB

USB C Alt DP

เอาต์พุตวิดีโอใหม่ล่าสุดคือ USB-C แบบต่างๆ ซึ่งใช้แบนด์วิดท์มหาศาลในการส่งสัญญาณวิดีโอ ในขณะเดียวกันก็ใช้เพื่อส่งข้อมูลผ่านพิน USB 2.0 และทำหน้าที่จ่ายไฟให้กับจอภาพด้วย อาจกลายเป็นพอร์ตที่มีการใช้งานมากที่สุดในอนาคตโดยปล่อยให้หน้าจอจ่ายไฟด้วยอะแดปเตอร์แปลงไฟและทำให้พอร์ตเหล่านี้พกพาสะดวก แน่นอนว่าต้องใช้แบนด์วิดท์เกิน HDMI 2.1 ซึ่งพร้อมใช้งานกับ USB 4.0 ที่ใช้ Thunderbolt แล้ว

ในขณะนี้พอร์ตนี้เป็นพอร์ตของชนกลุ่มน้อย ไม่ว่าในกรณีใด ทุกอย่างบ่งชี้ว่า DisplayPort นั้นใกล้จะสูญพันธุ์มากกว่า HDMI เนื่องจากมีหมายเลขทั้งหมดที่จะแทนที่ด้วยพอร์ต USB-C ที่มีความสามารถในการส่งวิดีโอ