Monitora i tipi di porte: cronologia ed evoluzione

I computer si sono trasformati notevolmente da ingombranti sistemi CRT (Cathode Ray Tube) a eleganti e potenti dispositivi LED (Light Emitting Diode). Questa trasformazione si è estesa alla trasmissione video, passando da ingombranti interfacce analogiche a versatili porte digitali standardizzate. Organizzazioni come HDMI Licensing Administrator (HDMI LA), Digital Display Working Group (DDWG) e Video Electronics Standards Association (VESA) hanno svolto un ruolo fondamentale nel garantire compatibilità e interoperabilità tra queste interfacce di trasmissione video.

La continua ricerca di un protocollo ad alta larghezza di banda e bassa latenza ha portato allo sviluppo di standard di trasmissione video via via più avanzati, ciascuno retrocompatibile con i suoi predecessori e ricco di nuove funzionalità. Questo articolo approfondisce l'affascinante evoluzione delle porte di trasmissione video, tracciandone il percorso dai primi standard analogici alle sofisticate interfacce digitali che alimentano i display moderni. Lungo il percorso, esploreremo i contributi di organizzazioni come HDMI LA, DDWG e VESA nel dare forma al panorama della connettività video.

Una breve storia dei cavi video

La storia di cavi video risale agli anni '50, quando NTSC e PAL erano lo standard per la trasmissione video. La trasmissione a microonde via terra era la modalità comune per i segnali TV e il cavo coassiale in rame solido era l'apice del progresso tecnologico. Facciamo un salto indietro nel tempo, ripercorrendo gli sviluppi dei cavi video che si sono susseguiti per anni e decenni:

1954 - Cavi coassiali: Fu un grande anno per l'industria televisiva. La televisione a colori CT-100 della RCA divenne disponibile in commercio per i consumatori. Utilizzarono cavi coassiali come comoda modalità disponibile per la trasmissione video.

1956 - RCA composito: Una forma avanzata di cavi coassiali con connettori RCA standardizzati è diventata disponibile per i consumatori. Il connettore RCA è stato un balzo da gigante nella tecnologia, in quanto è durato decenni e rimane parte integrante delle TV moderne.

1979 - S-Video: Era un altro sistema di trasmissione analogico che utilizzava un connettore DIN a 5 pin a 180 gradi. L'Atari 800 fu il primo a utilizzare questo tipo di cavo. In seguito si evolse in un connettore mini-DIN a quattro pin.

1981 - D-Subminiatura: I PC IBM e le schede grafiche hanno adottato la porta DE-9 (D-Subminiature). Assomiglia alle porte VGA ma ha una larghezza di banda inferiore e un layout a 5-9 pin.

1987 - VGA: È l'interfaccia più popolare che è durata decenni ed è ancora ampiamente utilizzata dalle schede grafiche e dai chip grafici integrati nella scheda madre. È un'iterazione migliorata del connettore D-Sub per le macchine IBM x86. Il connettore si è poi evoluto in SVGA (Super Video Graphics Array).

Successivamente, la formazione di VESA (Video Electronics Standards Association) nel luglio 1989 portò allo sviluppo e alla standardizzazione delle interfacce di visualizzazione video. VESA promosse e migliorò le capacità del connettore VGA.

1990 - Video componente: Invece di combinare segnali audio e video trasmessi tramite un singolo connettore RCA, il video componente li divide. I segnali audio e video viaggiano tramite connettori RCA individuali per minori interferenze e una migliore qualità dell'immagine.

1999 - DVI: Digital Visual Interface, come suggerisce il nome, è stata la prima tecnologia di trasmissione video digitale. Il Digital Display Working Group (DDWG), un sottogruppo di VESA, è stato formato nel 1998 e il suo unico scopo era quello di mantenere uno standard per tutti i potenziali stakeholder. Le aziende che hanno formato il gruppo sono state Intel, Silicon Image, Compaq, Fujitsu, HP, IBM e NEC. È stata la prima implementazione di successo di una porta di trasmissione video standardizzata. La porta DVI 2.0, rilasciata nel luglio 2012, si è assicurata un posto nelle moderne interfacce delle schede grafiche negli anni '20.

2002 - HDMI: L'enorme numero di connettori ha confuso i consumatori e c'era bisogno di una nuova porta standard che funzionasse su tutti i dispositivi e le piattaforme. Hitachi, Matsushita Electric (Panasonic), Royal Philips Electronics, Silicon Image, Sony Corporation, Thomson e Toshiba Corporation hanno collaborato per formare un nuovo gruppo, "HDMI LA". Il gruppo ha rilasciato la sua prima porta HDMI 1.0 nel 2003. Da allora, è stata l'interfaccia più popolare per TV, computer e console di gioco. Ecco la cronologia delle diverse versioni di HDMI e la loro data di introduzione:

• HDMI 1.0 - Dicembre 2002
• HDMI 1.1 - Maggio 2004
• HDMI 1.2 - Agosto 2005
• HDMI 1.3 - Giugno 2006
• HDMI 1.4 - Marzo 2009
• HDMI 1.4b - Marzo 2011
• HDMI 2.0 - Settembre 2013
• HDMI 2.0b - Giugno 2015
• HDMI 2.1 - Settembre 2017

La cosa migliore dei connettori HDMI è che la loro forma rimane invariata. Sono ancora retrocompatibili, consentendo a un vecchio cavo HDMI di funzionare con un dispositivo moderno. Potrebbe limitare le funzioni del tuo dispositivo, ma funziona ancora per trasmettere video e audio. Le ultime versioni HDMI 2.1 consentono eARC, ARRC, VRR, Dolby Vision e molte altre funzionalità grazie alla sua larghezza di banda di 48 Gbps.

2008 - USB: Universal Serial Bus era l'interfaccia più ampiamente disponibile per la connettività dati. Nel 2008, USB Implementers Forum (USB-IF) ha introdotto USB 3.0 con capacità di trasmissione video. Lo sforzo continuo di USB-IF ha portato a USB4 V2 tunneling DisplayPort e protocolli USB Video Class.

• USB 3.0 - Novembre 2008
• USB 3.1 - Luglio 2013
• USB Type-C - Agosto 2013
• USB 3.1 Gen 2 - Luglio 2013
• USB Power Delivery (PD) - Luglio 2013
• USB 3.2 Gen 2x2 - Settembre 2017
• USB4 - Agosto 2019
• USB4 Versione 2.0 - Settembre 2022

2009 - DisplayPort: VESA ha assunto la guida nello sviluppo di una delle interfacce di maggior successo per i gamer e gli editor video professionisti, la DisplayPort. La prima e le successive versioni utilizzavano lo stesso connettore full-size o mini. Inoltre, dopo il rilascio di DisplayPort 2.0, il protocollo è diventato disponibile nelle porte USB Type-C. Attualmente, la DisplayPort Type-C è la più veloce in termini di diversità e compatibilità.

• DisplayPort 1.1 - Marzo 2009
• DisplayPort 1.2 - Agosto 2010
• DisplayPort 1.2a - gennaio 2012
• DisplayPort 1.3 - Febbraio 2014
• DisplayPort 1.4 - Luglio 2015
• DisplayPort 1.4a - Marzo 2018
• DisplayPort 2.0 - Giugno 2020
• Uscita DisplayPort 2.1 - Gennaio 2023

2010 - Fulmine: Se c'è un'interfaccia hardware che le governa tutte, allora è Thunderbolt. Apple e Intel hanno sviluppato l'interfaccia per collegare periferiche esterne al computer. Thunderbolt 1 può trasferire segnali dati da PCIe, DisplayPort, alimentazione DC, audio, USB, Ethernet e video. È la connessione dati più completa fino ad oggi. Ecco le date di rilascio delle diverse versioni:

• Thunderbolt 1 - Febbraio 2010
• Thunderbolt 2 - Febbraio 2011
• Thunderbolt 3 - Giugno 2015
• Thunderbolt 4 - Luglio 2020
• Thunderbolt 5 - Gennaio 2023

Confronto dei parametri dei cavi video

In un'occhiata, tutti i cavi video significativi che facevano parte di TV, computer o qualsiasi altro sistema di visualizzazione sono visibili nella tabella sottostante. Si parte dall'era dei fasci di elettroni che formano le immagini fino ai moderni tempi dei display LED.

Per comprendere la differenza fondamentale tra cavo video, porta, connettore, interfaccia e protocollo, dai un'occhiata a queste spiegazioni:

• Cavo video: Trasporta segnali da una porta all'altra come conduttore di elettricità o luce. I produttori solitamente lo chiamano in base alla porta o al protocollo che supporta.
• Porta: Il ricettacolo fisico sul dispositivo di collegamento è chiamato porta. È la parte femmina di qualsiasi collegamento fisico per un cavo.
• Connettore: È l'estremità di un cavo video che si inserisce nella porta per garantire una connessione.
• Protocollo: Un protocollo regola il modo in cui due dispositivi scambiano dati seguendo regole specifiche, ad esempio HDMI, DP, USB, Ethernet, ecc.
• Interfaccia: Le caratteristiche elettriche del segnale trasmesso tramite cavo e i protocolli disponibili costituiscono il cosiddetto interfaccia.Un'interfaccia può supportare più protocolli, consentendo agli utenti di utilizzare cavi con diverse forme di connettore su ciascuna estremità. Ad esempio, se un utente ha una porta Thunderbolt sul proprio laptop e desidera collegare un display HDMI. Può utilizzare un cavo con un connettore Thunderbolt a un'estremità e HDMI all'altra. Il display funzionerà correttamente poiché l'interfaccia Thunderbolt riconosce automaticamente il protocollo HDMI del display.

Caratteristiche dei cavi video in ogni periodo di tempo

Prima del 1956-1990

Furono gli anni in cui le televisioni divennero accessibili e le masse adottarono rapidamente la tecnologia grazie alla sua enorme praticità. Non c'era più bisogno di andare fisicamente a teatro per qualche spettacolo o di guidare fino allo stadio per guardare lo sport. Ecco le caratteristiche del cavo video di quel periodo:

• Segnali analogici: Fino al 1990, i segnali video venivano trasmessi principalmente tra dispositivi tramite segnali analogici. Lo svantaggio più significativo dell'utilizzo di segnali analogici era la loro suscettibilità alle interferenze. Il display presentava rumore, sfocatura e talvolta distorsione per vari motivi, come resistenza dei cavi, porte non sicure, ecc.
• Standardizzazione limitata: Con l'avanzare dell'era delle invenzioni e del progresso tecnologico, i produttori prestarono poca attenzione alla standardizzazione. Solo un'organizzazione, la RCA (Radio Corporation of America), sviluppò lo standard NTSC nel 1941, che rimase in vigore per oltre 50 anni. È anche responsabile dello sviluppo e della standardizzazione dei connettori RCA.
• Cavi coassiali: Nel 1880, Oliver Heaviside inventò il cavo coassiale, ma ottenne una diffusione diffusa dopo che le persone iniziarono a usarlo per trasmettere segnali video per i televisori disponibili in commercio negli anni '50. Erano ingombranti e costosi, ma avevano una bassa resistenza.
• Introduzione della televisione a colori: RCA CT-100 è stato il primo televisore a colori disponibile in commercio per le masse. Ha aperto la strada ai progressi tecnologici nei cavi video.
• Nuovi connettori: Utilizzando lo stesso standard NTSC e gli stessi bit di colore, più connettori hanno rapidamente conquistato il mercato. Video composito, S-video e video componente erano le scelte più gettonate per gli utenti, che offrivano prestazioni migliori rispetto al cavo coassiale precedente.

1990-2002

I computer stavano diventando un elemento essenziale per le case di tutti. Era un modo semplice e conveniente per rimanere aggiornati con il mondo e divertirsi. I computer hanno dato impulso allo sviluppo dei cavi video tra il 1990 e il 2002. Questi cambiamenti sono stati enormi a causa dei decenni di predominio del segnale analogico:

• Segnali digitali: In questo periodo i segnali digitali divennero sempre più popolari, poiché erano meno sensibili al rumore e alle interferenze rispetto ai segnali analogici.
• Formazione VESA: Il ruolo fondamentale della Video Electronics Standards Association nel promuovere le tecnologie e la standardizzazione dei cavi video digitali è ancora significativo. Nel 1988, la NEC prese l'iniziativa di formare un'organizzazione per gestire la digitalizzazione dei connettori video. Ciò portò alla formazione della VESA nel 1989. La VESA fu quindi pioniera nello sviluppo dei protocolli VGA e HDMI.
• Connettore D-sub (VGA): D-sub (Video Graphics Array) era una connessione video standard per collegare i computer ai display. Grazie al suo lungo regno, è ancora una modalità di connessione video popolare.
• Uscita HDMI: L'interfaccia multimediale ad alta definizione è emersa nel 2002. Il connettore era facile da usare e non richiedeva il fissaggio come la porta VGA. Il design era meno suscettibile a danni o piegature dei pin.

2002-2009

Dopo l'invenzione dell'HDMI, i produttori si sono concentrati sull'utilizzo della porta HDMI per la sua eccezionale retrocompatibilità e per le prestazioni in continuo miglioramento. Tuttavia, il dominio dell'HDMI è terminato poco prima della fine di un decennio. VESA è arrivata con una nuova interfaccia. Ecco cosa è stato significativo tra il 2002 e il 2009:

• Ampia adozione di HDMI: Grazie al suo design e alle sue eccezionali capacità, HDMI è diventata la porta di riferimento per tutti i produttori associati ai display. Schede grafiche, monitor, TV, sistemi Home Theatre e proiettori hanno immediatamente adottato HDMI. VESA ha continuato il suo sviluppo tecnologico di cavi video e ha rilasciato la versione migliorata di HDMI, V1.4.
• Introduzione di DisplayPort: VESA ha sviluppato DisplayPort nel 2009 come parte del suo continuo sforzo per introdurre nuove tecnologie. Ha fornito un enorme miglioramento della larghezza di banda, quasi raddoppiando la capacità HDMI 1.4.

2010-Presente

DisplayPort e HDMI sono diventate le interfacce e le porte preferite per tutto l'hardware più recente. Tuttavia, poi è arrivata un'altra limitazione. DisplayPort e HDMI erano connettori grandi. Le masse hanno iniziato a usare gli smartphone come driver quotidiano e avevano opzioni di connettività limitate. Ecco come la storia è cambiata di nuovo dal 2010 in poi:

• Fulmine: Intel e Apple hanno fornito un'interfaccia che supportava tutti i protocolli standard VESA. Inoltre, assicura l'erogazione di potenza e il supporto per il trasferimento dati. La porta Thunderbolt ha cambiato la sua forma nella porta standard Type-C dalla versione 3 in poi. Ora è la migliore modalità di trasmissione video con larghezza di banda di 80-120 Gbps, 540 Hz per i giocatori, USB4 V2, DP 2.1, PCIe Gen4, HDMI 2.1 e qualsiasi altra tecnologia di colore o sincronizzazione disponibile.
• Funzionalità in aumento: dal 2010 in poi, i progressi tecnologici si sono concentrati sullo sviluppo di tecnologie di miglioramento del colore, sincronizzazione, audio e latenza. Ciò è stato possibile solo grazie alle larghezze di banda massicce delle moderne porte di trasmissione video. Eccone alcune in ordine cronologico:Variable Refresh Rate (VRR): 2010G-Sync: 2013FreeSync: 2014Dolby Vision: 2015HLG (Hybrid Log-Gamma): 2016ALLM (Auto Low Latency Mode): 2017eARC (Enhanced Audio Return Channel): 2017Dynamic HDR: 2020QFT (Quick Frame Transport): 2020

Raccontaci le tendenze dello sviluppo futuro

Considerando la tendenza del passato e le solide notizie sugli ultimi sviluppi, possiamo essere sicuri al 100% che il mondo assisterà ad alcuni di questi sviluppi futuri nelle porte di monitoraggio:

1. Adozione completa di Thunderbolt e Type-C

Attualmente, Thunderbolt detiene una posizione più forte nei laptop e negli smartphone. L'interfaccia Thunderbolt Type-C ha ricevuto un'enorme approvazione per il suo design elegante e le sue funzionalità complete. Ha anche recentemente spinto Apple a sostituire le porte Lightning con una porta Type-C standard per l'iPhone. Poiché Mac, iPad e AirPods Pro supportano Thunderbolt, iPhone potrebbe adottarlo in futuro.

I monitor si stanno spostando da le porte del monitor DP e HDMI che attualmente dominano il mercato della trasmissione video. I principali produttori di schede grafiche e monitor di fascia alta ora dispongono di un'interfaccia Thunderbolt Type-C. Intel e Apple stanno ora lavorando su Barlow Ridge, il nome in codice di Intel per il loro controller Thunderbolt 5, che dovrebbe arrivare sugli scaffali nel 2024.L'interfaccia sarà caratterizzata da:

In definitiva, ci aspettiamo un miglioramento delle funzionalità di Thunderbolt e una riduzione del suo prezzo, grazie alla sua adozione su larga scala nelle periferiche.

1. Miglioramenti basati sull'intelligenza artificiale

L'intelligenza artificiale sta già svolgendo un ruolo fondamentale nelle tecnologie di visualizzazione. Le schede grafiche utilizzano l'intelligenza artificiale per migliorare il gameplay a basso pixel alle massime risoluzioni disponibili senza compromettere la qualità, ovvero la tecnologia DLSS e FSR. L'intelligenza artificiale può prevedere i frame tra i frame successivi per migliorare i frame al secondo.

Ciò che ci aspettiamo è l'incorporazione dell'IA nei monitor e nelle interfacce video per migliorare la profondità del colore, la qualità del display e l'esperienza utente complessiva. Prevediamo un miglioramento nell'upscaling basato sull'IA, nella correzione del colore, nella riduzione del motion blur, nella frequenza di aggiornamento adattiva e nella riduzione del rumore. L'IA potrebbe diventare parte integrante di monitor e display.

1. Trasmissione video senza fili

Il wireless è una comodità che ogni utente desidera. L'ultima tecnologia nella trasmissione video wireless è WiGig. Utilizza lo standard IEEE 802.11ay, opera nella banda 60 GHz e offre velocità di dati multi-gigabit per connessioni a corto raggio. La sua elevata larghezza di banda e la bassa latenza lo rendono eccellente per la trasmissione video wireless e si prevede che il mercato crescerà. La tecnologia presenta anche DP su WiGig e HDMI su WiGig.

Compatibilità e idoneità

Dopo aver conosciuto la storia dei cavi video e delle porte monitor, è fondamentale prendere decisioni informate quando si scelgono le connessioni appropriate per i propri dispositivi e scenari di utilizzo. Esistono due approcci per trovare un cavo video adatto: selezione basata sullo scenario e metodo passo dopo passo.

Selezione dei cavi basata sullo scenario

• Intrattenimento domestico - HDMI: Una tipica configurazione di home entertainment include TV, proiettore, impianto audio, HTPC e console di gioco. Lo scopo è quello di godersi film, guardare programmi TV o giocare. In genere ci sono schermi di grandi dimensioni con capacità di risoluzione massicce. In questi casi, è meglio optare per un cavo HDMI 2.1b completo che funzioni con tutto l'hardware più recente. È anche retrocompatibile e una porta standard in vari dispositivi di home entertainment.
• Editor video e grafici professionisti - DP: I designer e gli editor video hanno bisogno di accuratezza nei colori con alta risoluzione. L'obiettivo è garantire che il video o la grafica siano il più possibile vicini alla realtà in modo che il video e la grafica diventino senza tempo. DP 2.1 può supportare 16K e 30 bpp 4:4:4 HDR (con DSC). Funziona con una porta nativa e USB-C.
• Gioco - Thunderbolt: Per quanto riguarda il gaming, bassi tempi di risposta e alte frequenze di aggiornamento sono essenziali. Grazie alle complete capacità dell'interfaccia Type-C Thunderbolt, è la migliore opzione per i gamer. Può fornire frequenze di aggiornamento dello schermo fino a 540 Hz, oltre le capacità attuali di qualsiasi monitor. Garantisce la protezione futura del tuo impianto di gioco. Hai solo bisogno di una scheda grafica e di un monitor con supporto Thunderbolt 5 o superiore.

Passaggi per trovare il cavo video perfetto per il tuo dispositivo

1. Identifica la porta video del dispositivo

Esamina l'interfaccia di connessione di tutti i dispositivi nella tua configurazione. L'unità di visualizzazione di ricezione video dovrebbe avere una porta simile a quella del dispositivo di trasmissione video. Può essere HDMI, DP, Thunderbolt, USB, VGA o DVI-D. Esamina le specifiche del dispositivo per vedere quale versione di interfaccia supporta. Ti aiuterà a decidere i tipi di cavi che gli utenti possono utilizzare.

2. Hai bisogno di un cavo convertitore o adattatore?

Un cavo convertitore o adattatore può collegare dispositivi con porte diverse. Se non hai porte corrispondenti sui dispositivi di ricezione e trasmissione video, puoi usare un cavo convertitore o adattatore per fare il lavoro. Tuttavia, dovrai assicurarti che le versioni delle interfacce siano compatibili tra loro. Ecco l'elenco delle interfacce che supportano cavi convertitore o adattatore:

• Uscita DVI 2.0: DVI -> DVI o HDMI
• HDMI 2.1b: HDMI -> HDMI, DisplayPort, DVI
• Porta DisplayPort 2.1: DP -> DisplayPort, HDMI, DVI
• Thunderbolt 4 o 5: Thunderbolt di tipo C -> Thunderbolt nativo, DisplayPort, HDMI, USB, PCI Express, Ethernet, alimentazione

3. Controllare la risoluzione dello schermo e la frequenza di aggiornamento

Hai bisogno di un cavo compatibile per garantire che tutte le funzionalità funzionino sul tuo display (monitor o TV). Dovrebbe essere in grado di fornire la risoluzione e la frequenza di aggiornamento richieste. Ad esempio, se hai un Display 4K con 120 Hz frequenza di aggiornamento, per supportare tali specifiche sarà necessario un cavo HDMI 2.1 o DisplayPort 1.4.

Le moderne tecnologie di visualizzazione richiedono larghezza di banda per essere operative. Un display ad alta frequenza di aggiornamento con sincronizzazione adattiva, HDR, eARC, ARRC, VRR e altre funzionalità di qualità premium richiederà una larghezza di banda maggiore. Quindi, assicurati che l'interfaccia del display e le versioni del cavo corrispondano alle specifiche.

4. Lunghezza del cavo e fattori di durata

Considera la lunghezza dei cavi che saranno necessari. Calcola la massima distanza potenziale tra due dispositivi. Considera l'utilizzo di un cavo AOC con un circuito attivamente integrato che converte l'elettricità in ottica per un routing più esteso e segnali più forti.

5. Materiale del cavo

Se è necessario passare attraverso pareti o si è esposti a un ambiente umido, prima dell'acquisto considerare le classificazioni CL3, la schermatura, il materiale del connettore, la guaina del cavo e il materiale del connettore.

Le persone chiedono anche

1.

Quali sono i diversi tipi di monitor?

Attualmente sono disponibili sul mercato monitor LED, LCD, OLED e al plasma. Variano anche in base al pannello che utilizzano. Può essere un monitor basato su pannello TN, VA o IPS. Indipendentemente dal tipo, possono avere un numero variabile di porte, interfacce, dimensioni, funzionalità e design. I produttori menzionano l'interfaccia nelle pubblicità, che può essere HDMI 2.1b, DP 2.1 o Thunderbolt 4/5.

2.

Perché i monitor hanno così tante porte?

I monitor moderni possono avere più sorgenti come input. Un utente tipico può collegare il proprio computer, laptop e console di gioco allo stesso monitor. Passare dall'uno all'altro diventa facile e non c'è bisogno di collegare o scollegare i cavi, il che aumenta la longevità del dispositivo. Inoltre, un sistema multi-porta diversificato assicura la connettività con tipi di dispositivi più ampi.

3.

Quali sono le tre porte monitor più comuni?

HDMI, DP e VGA sono le porte standard del monitor. Tuttavia, il Type-C Thunderbolt sta rapidamente prendendo piede. L'ultimo monitor da gioco può essere dotato di una porta DP e HDMI, assicurando la connessione con qualsiasi computer o dispositivo.

4. Qual è la storia del mini DisplayPort?

Apple l'ha introdotto nel 2008 e lo ha ampiamente utilizzato nei dispositivi Apple. La porta era compatibile al 100% con il protocollo DisplayPort standard VESA. Mini DisplayPort è ancora utilizzato in alcuni dispositivi ed è compatibile con DisplayPort 1.2 e versioni precedenti. Può supportare risoluzioni fino a 4096x2160 (4K) a 60 Hz e trasmettere audio.