DisplayPort 2.0 arrive : 80 Gb/s, support de la 16K à 60 Hz, basé sur Thunderbolt 3

En attendant l'HDMI 3.0
DisplayPort 2.0 arrive : 80 Gb/s, support de la 16K à 60 Hz, basé sur Thunderbolt 3Crédits : Gudella/iStock

Le DisplayPort 2.0 est officiel. Comme l'USB4, il se base sur Thunderbolt 3, mais en se concentrant sur l'affichage. La norme permet de prendre en charge un écran 16K à 60 Hz, ou deux 8K à 120 Hz. Les premiers produits arriveront en 2020, mais des questions restent en suspens, notamment au niveau des câbles à utiliser.

Plus de trois ans après le DisplayPort 1.4 – qui n'était pas une révolution – la Video Electronics Standards Association (VESA) dévoile la version 2.0 de sa norme. Et le moins que l'on puisse dire, c'est que les changements sont nombreux cette fois-ci, notamment avec l'utilisation de la couche physique de Thunderbolt 3.

Bonne nouvelle, la rétrocompatibilité reste de mise.

80 Gb/s théoriques et un meilleur encodage

Commençons par quelques (gros) chiffres : la bande passante maximum théorique de DisplayPort 2.0 est de 80 Gb/s (via quatre lignes de 20 Gb/s). C'est 2,5 fois plus que DisplayPort 1.4 qui n'avait proposé aucune amélioration par rapport à la version 1.3 sur ce point, jouant plutôt sur les niveaux de compression.

La norme DP 1.3 avait presque cinq ans et était limitée à 32,4 Gb/s (via quatre liens de 8,1 Gb/s), contre 21,6 Gb/s (quatre liens à 5,4 Gb/s) pour DisplayPort 1.2. C'était suffisant à l'époque face au HDMI 2.0 (fin 2013) qui ne dépassait pas les 18 Gb/s. Mais la VESA accusait un certain retard sur les 48 Gb/s de l'HDMI 2.1 (début 2017) qui prend en charge la 8K à 60 Hz. DisplayPort 2.0 lui permettra de clouer le bec au HDMI Forum.

Au passage, le codage de l'information passe de 8/10 bits (8 bits utiles sur 10) à 128/132 bits (128 bits utiles sur 132). Résultat des courses : 77,4 Gb/s des 80 Gb/s théoriques sont annoncés comme exploitables, contre seulement 25,92 Gb/s sur 32,4 Gb/s avec DisplayPort 1.4.

La perte n'est ainsi plus que de 3 % avec DisplayPort 2.0, contre 20 % sur les précédentes versions de la norme.

DisplayPort 2.0

Après l'USB4, DisplayPort 2.0 d'embrasse Thunderbolt 3

Plutôt que réinventer la roue, la VESA a décidé de suivre le même chemin que l'USB-IF pour l'USB4 et d'exploiter une solution existante comme base : Thunderbolt 3.

Pour rappel, elle a récemment été ouverte à tous par Intel, propose 40 Gb/s de débit, utilise le connecteur USB Type-C et peut gérer deux flux 4K via le DisplayPort 1.2. Bref, elle a tout pour plaire à VESA. Quelques modifications ont par contre été apportées, permettant de différencier USB4 et DP 2.0.

Thunderbolt 3 propose un débit symétrique de 40 Gb/s, mais il n'est pas nécessaire d'avoir du full duplex dans le cas du DisplayPort. Les canaux sont ainsi tous dirigés dans le même sens : la sortie, avec une bande passante totale de 80 Gb/s (au lieu de 2x 40 Gb/s sur Thunderbolt 3.0). 

Notez au passage que l'encodage 128/132 bits de DisplayPort 2.0 vient de Thunderbolt 3.

Thunderbolt 3.0
Principe de fonctionnement de Thunderbolt 3.0 qui exploite les quatre canaux de l'USB Type-C

Bien évidemment, DisplayPort 2.0 peut être mis en place via un connecteur DisplayPort traditionnel tel qu'on le connait, ou bien avec un port USB Type-C.

Rien de neuf puisque c'était le cas des anciennes versions de la norme. DisplayPort 2.0 reprend évidemment toutes les améliorations qui avaient été apportées avec la version 1.4, notamment la compression « visuellement sans perte » Display Stream Compression (DSC), la correction d'erreur (FEC), etc. 

Une nouvelle fonctionnalité pensée pour l'économie d'énergie fait son apparition : Panel Replay. Proche de Panel Self Refresh d'Embedded DisplayPort (eDP), elle permet au GPU de ne mettre à jour que la partie modifiée de la vidéo. En plus d'économiser la batterie, elle permet de recharger un appareil plus rapidement lorsqu'il est utilisé.

Jusqu'à 16K avec DSC, 10K sans compression

Voici quelques exemples de définitions supportées par DisplayPort 2.0 : 

Sans compression :

  • 1x 10K (10 240 x 4 320) à 60 Hz avec 24 bpp (bits par pixel) 
  • 2x 4K (3 840 x 2 160) à 144 Hz avec 24 bpp (bits par pixel) 
  • 3x 4K (3 840 x 2 160) à 90 Hz avec 30 bpp (bits par pixel) 

Avec compression (DCS) :

  • 1x 16K (15 360 x 8 460) à 60 Hz avec 30 bpp (bits par pixel) HDR 
  • 2x 8K (7 680 x 4 320) à 120 Hz avec 30 bpp (bits par pixel) HDR 
  • 3x 10K (10 240 x 4 320) à 60 Hz avec 30 (bits par pixel) HDR 

USB Type-C : mélanger USB 3.1 Gen 1 et DP 2.0

Il est également possible de « mélanger » les technologies lorsqu'un câble USB Type-C est utilisé. Sur les quatre canaux disponibles, deux peuvent être utilisés pour de l'USB 3.1 (USB SuperSpeed), les deux autres pour le DisplayPort 2.0, mais avec une limitation au niveau de définition évidemment. 

Il n'est en effet possible de grimper qu'en 8K à 30 Hz avec 30 bpp sans compression, 3x 1440p à 120 Hz toujours sans compression, 3x 4K à 144 Hz avec 30 bpp avec Display Stream Compression etc. 

La délicate question des câbles

AnandTech revient sur la question des câbles. En effet, Thunderbolt 3 utilise des modèles actifs relativement coûteux, qu'en est-il de DisplayPort 2.0 ? La VESA ne répond pas directement à cette question, mais se focalise plutôt sur trois paliers définis par l'Ultra High Bit Rate (UHBR) : 

  • UHBR 10 : 10 Gb/s par ligne, 40 Gb/s au total
  • UHBR 13,5 : 13,5 Gb/s par ligne, 54 Gb/s au total
  • UHBR 20 : 20 Gb/s par ligne, 80 Gb/s au total

Seul le premier palier pourrait se contenter d'un câble en cuivre passif classique comme ceux de l'USB ou de DisplayPort 1.x. Il devrait mesurer moins de 2 ou 3 mètres. Les deux autres nécessitent que le câble soit « attaché » au périphérique. Il peut être passif si sa distance est très courte, ou bien actif. 

Mais la VESA ne rentre pas dans les détails et n'en fait pas mention dans son communiqué de presse. Il faudra certainement attendre l'année prochaine et l'arrivée des premiers produits DP 2.0 (prévue pour fin 2020) pour voir ce qu'il est réellement possible de faire et comment les fabricants vont jouer avec les différents paliers UHBR.

  • Introduction
  • 80 Gb/s théoriques et un meilleur encodage
  • Après l'USB4, DisplayPort 2.0 d'embrasse Thunderbolt 3
  • Jusqu'à 16K avec DSC, 10K sans compression
  • USB Type-C : mélanger USB 3.1 Gen 1 et DP 2.0
  • La délicate question des câbles
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