Monitorare tipi di porti: storia ed evoluzione

I computer si sono trasformati notevolmente da ingombranti sistemi CRT (Cathode Ray Tube) a dispositivi LED (Light Emitting Diode) eleganti e potenti. Questa trasformazione si è estesa alla trasmissione video, passando da ingombranti interfacce analogiche a porte digitali versatili e 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 la compatibilità e l'interoperabilità tra queste interfacce di trasmissione video.

La continua ricerca di un protocollo a banda larga e bassa latenza ha portato allo sviluppo di standard di trasmissione video successivamente più avanzati, ciascuno retrocompatibile con i suoi predecessori e ricco di nuove funzionalità. Questo articolo approfondisce l'affascinante evoluzione delle porte di trasmissione video, tracciando il loro viaggio dai primi standard analogici alle sofisticate interfacce digitali che alimentano i display moderni. Lungo la strada, esploreremo i contributi di organizzazioni come HDMI LA, DDWG e VESA nel plasmare il panorama della connettività video.

Una breve storia di cavi video

La storia della Cavi video Risale agli anni '50, quando NTSC e PAL erano lo standard per la trasmissione video. La trasmissione terrestre a microonde era la modalità comune per i segnali TV e il cavo coassiale in rame solido era l'apice del progresso tecnologico. Perdiamo la corsia di memoria degli sviluppi dei cavi video che si estendono nel corso di anni e decenni:

1954-Cavi coassiali: È stato un anno importante per l'industria televisiva. La televisione di colore CT-100 della RCA divenne disponibile in commercio per i consumatori. Hanno usato cavi coassiali come una 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 passo da gigante nella tecnologia poiché è durato per decenni e rimane parte integrante dei televisori moderni.

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

1981 - D-Subminiature: I PC e le schede grafiche IBM hanno adottato il DE-9 (porta 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 della VESA (Video Electronics Standards Association) nel luglio 1989 ha portato allo sviluppo e alla standardizzazione delle interfacce di visualizzazione video. VESA ha promosso e migliorato le capacità del connettore VGA.

1990-Video componente: Invece di combinare segnali audio e video che trasmettono attraverso un connettore RCA solista, il video componente li divide. I segnali audio e video viaggiano attraverso i singoli connettori RCA per una minore interferenza 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 mantenere uno standard per tutti i potenziali stakeholder. Le società che hanno formato il gruppo erano 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, garantisce un posto nelle moderne interfacce delle schede grafiche negli anni '20.

2002 - HDMI: Il numero schiacciante di connettori confondeva i consumatori e c'era bisogno di una nuova porta standard che funzionasse su dispositivi e 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 timeline 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 comunque per fornire 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 48Gbps.

2008 - USB: Universal Serial Bus era l'interfaccia più ampiamente disponibile per la connettività dei dati. Nel 2008 USB Implementers Forum (USB-IF) ha introdotto USB 3.0 con capacità di trasmissione video. Il continuo sforzo di USB-IF ha portato al tunneling USB4 V2 DisplayPort e ai 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 preso l'iniziativa nello sviluppo di una delle interfacce di maggior successo per giocatori ed editori video professionisti, DisplayPort. Le prime e conseguenti 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, Type-C DisplayPort è il più veloce con 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
• DisplayPort 2.1-Gennaio 2023

2010-Folgore: Se c' è un'interfaccia hardware che li governa tutti, allora è Thunderbolt. Apple e Intel hanno sviluppato l'interfaccia per il collegamento di periferiche esterne al computer. Thunderbolt 1 può trasferire segnali dati da PCIe, DisplayPort, DC Power, Audio, USB, Ethernet e Video. È la connessione dati più completa fino ad oggi. Ecco le date di rilascio di 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 assaggio, tutti i cavi video significativi che facevano parte di TV, computer o qualsiasi altro sistema di visualizzazione sono visibili nella tabella sottostante. Inizia dall'era dei fasci di elettroni che formano immagini ai moderni tempi di visualizzazione a 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 di solito lo chiamano dopo la porta o il protocollo che supporta.
• Porto: Il ricettacolo fisico sul dispositivo di connessione è chiamato porta. È la parte femminile di qualsiasi connessione fisica per un cavo.
• Connettore: È la fine di un cavo video che si inserisce nella porta per garantire una connessione.
• Protocollo: Un protocollo regola il modo in cui due dispositivi scambiano i dati seguendo regole specifiche, ad esempio HDMI, DP, USB, Ethernet, ecc.
• Interfaccia: Le caratteristiche elettriche del segnale trasmesso tramite cavo e i protocolli disponibili sono chiamate 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. Possono utilizzare un cavo con un connettore Thunderbolt a un'estremità e HDMI sull'altra. Il display funzionerà bene poiché l'interfaccia Thunderbolt riconosce automaticamente il protocollo HDMI del display.

Caratteristiche dei cavi video in ogni periodo di tempo

Prima del 1956-1990

Erano gli anni in cui i televisori divennero accessibili e le masse adottarono rapidamente la tecnologia grazie alla sua enorme comodità. Non c'era più bisogno di visitare fisicamente un teatro per qualche dramma o guidare in uno stadio per guardare lo sport. Ecco le caratteristiche del cavo video dal tempo:

• Segnali analogici: Fino al 1990, i segnali video venivano trasmessi principalmente tra i dispositivi utilizzando 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 del filo, porte insicure, ecc.
• Standardizzazione limitata: Con la crescita dell'era delle invenzioni e del progresso tecnologico, i produttori prestavano poca attenzione alla standardizzazione. Solo un'organizzazione, RCA (Radio Corporation of America), sviluppò lo standard NTSC nel 1941, che rimase 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 un'adozione diffusa dopo che le persone iniziarono a usarlo per trasmettere segnali video per 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 bit a colori, più connettori hanno rapidamente conquistato il mercato. Video composito, video S e video componente erano le scelte popolari per gli utenti che offrivano prestazioni migliori rispetto al cavo coassiale precedente.

1990-2002

I computer stavano diventando l'elemento essenziale per la casa di tutti. Era un modo semplice ed economico per rimanere aggiornati con il mondo e avere un po 'di intrattenimento. I computer hanno potenziato lo sviluppo di cavi video tra gli anni 1990 e 2002. Questi cambiamenti sono stati enormi a causa dei decenni di dominanza del segnale analogico:

• Segnali digitali: I segnali digitali divennero sempre più popolari durante questo periodo, poiché erano meno suscettibili al rumore e alle interferenze rispetto ai segnali analogici.
• Formazione VESA: Il ruolo fondamentale della Video Electronics Standards Association nel progresso delle tecnologie e della standardizzazione dei cavi video digitali è ancora significativo. Nel 1988, NEC ha preso l'iniziativa di formare un'organizzazione per gestire la digitalizzazione dei connettori video. Ha portato alla formazione di VESA nel 1989. VESA ha quindi aperto la strada allo sviluppo dei protocolli VGA e HDMI.
• D-sub (VGA): D-sub (Video Graphics Array) era una connessione video standard per collegare i computer ai display. A causa del suo lungo regno, è ancora una modalità popolare di connessione video.
• 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 al danneggiamento o alla flessione dei perni.

2002-2009

Dopo l'invenzione dell'HDMI, i produttori si sono concentrati sull'utilizzo della porta HDMI grazie alla sua eccezionale compatibilità con le versioni precedenti e al miglioramento continuo delle prestazioni. Tuttavia, il dominio HDMI si è concluso proprio prima della fine di un decennio. VESA è arrivata con una nuova interfaccia. Ecco cosa è stato significativo tra il 2002-2009:

• Adozione diffusa di HDMI: Grazie al suo design e alle sue eccezionali capacità, HDMI è diventata la porta di riferimento per tutti i produttori associati al 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 impegno 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 diventati l'interfaccia e le porte per tutto l'hardware più recente. Tuttavia, poi è arrivata un'altra limitazione. DisplayPort e HDMI erano connettori di grandi dimensioni. Le masse hanno iniziato a utilizzare gli smartphone come driver quotidiano e avevano opzioni di connettività limitate. Ecco come la storia è cambiata di nuovo dal 2010 in poi:

• Folgore: Intel e Apple sono dotate di un'interfaccia che supportava tutti i protocolli standard VESA. Inoltre, garantisce l'erogazione di potenza e il supporto per il trasferimento dei dati. La porta Thunderbolt ha cambiato la sua forma alla porta standard Type-C dalla versione 3 in poi. Ora è la migliore modalità di trasmissione video con larghezza di banda 80-120Gbps, 540Hz per i giocatori, USB4 V2, DP 2.1, PCIe Gen4, HDMI 2.1 e qualsiasi altra tecnologia di sincronizzazione o colore disponibile.
• Caratteristiche crescenti: Dal 2010 in poi, i progressi tecnologici si sono concentrati sullo sviluppo di migliori tecnologie associate al miglioramento del colore, alla sincronizzazione, all'audio e alla latenza. Questi erano possibili solo a causa delle massicce larghezze di banda delle moderne porte di trasmissione video. Ecco alcuni in ordine cronologico:
  • Tasso di aggiornamento variabile (VRR): 2010
  • G-Sync: 2013
  • FreeSync: 2014
  • Dolby Vision: 2015
  • HLG (Log-gamma ibrido): 2016
  • ALLM (modalità automatica a bassa latenza): 2017
  • EARC (Enhanced Audio Return Channel): 2017
  • HDR dinamico: 2020
  • QFT (trasporto Quick Frame): 2020

Parlaci delle tendenze dello sviluppo futuro

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

1. Fulmine completo e adozione di tipo C

Attualmente, Thunderbolt detiene una posizione più forte nei laptop e negli smartphone. L'interfaccia Thunderbolt Type-C ha ricevuto un enorme accreditamento per il suo design elegante e le caratteristiche complete. Recentemente ha anche spinto Apple a cambiare l'iPhone dalle porte lightning a una porta standard di tipo C. Poiché Mac, iPad e AirPods Pro supportano Thunderbolt, iPhone potrebbe adottarlo in futuro.

I monitor si stanno spostando da Le porte 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 di tipo C. Intel e Apple stanno ora lavorando a 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 a causa della sua massiccia adozione da parte delle periferiche.

2. Miglioramenti basati sull'intelligenza artificiale

L'intelligenza artificiale sta già giocando un ruolo vitale nelle tecnologie di visualizzazione. Le schede grafiche utilizzano l'IA per migliorare il gameplay a basso pixel fino alle risoluzioni più elevate disponibili senza compromettere la qualità, vale a dire la tecnologia DLSS e FSR. L'intelligenza artificiale può prevedere i fotogrammi tra i fotogrammi successivi per migliorare i fotogrammi al secondo.

Quello 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 il miglioramento dell'upscaling alimentato dall'IA, della correzione del colore, della riduzione della sfocatura del movimento, della frequenza di aggiornamento adattiva e della riduzione del rumore. L'intelligenza artificiale potrebbe diventare parte integrante di monitor e display.

3. 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 dati multi-gigabit per connessioni a corto raggio. La sua elevata larghezza di banda e la bassa capacità di latenza lo rendono eccellente per la trasmissione video wireless e il mercato dovrebbe crescere. La tecnologia include anche DP su WiGig e HDMI su WiGig.

Compatibilità e idoneità

Dopo aver conosciuto la cronologia 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 su scenari e metodo passo passo.

• Intrattenimento a casa-HDMI: Una tipica configurazione di home entertainment include TV, proiettore, sistema audio, HTPC e console di gioco. Lo scopo è quello di godersi film, guardare programmi TV o giocare. Ci sono generalmente schermi di grandi dimensioni con enormi capacità di risoluzione. In questi casi, è meglio scegliere 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 intrattenimento domestico.
• Editori video e grafici professionali-DP: I progettisti e gli editor video hanno bisogno di precisione nei colori ad alta risoluzione. L'obiettivo è garantire che il video o la grafica siano il più vicino possibile 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 un porto nativo e USB-C.
• Gioco-Folgore: Per quanto riguarda il gioco, i tempi di risposta bassi e le alte frequenze di aggiornamento sono vitali. Grazie alle funzionalità complete dell'interfaccia Type-C Thunderbolt, è l'opzione migliore per i giocatori. Può fornire frequenze di aggiornamento dello schermo fino a 540Hz, oltre l'abilità attuale di qualsiasi monitor. Garantisce la protezione del futuro del tuo impianto di gioco. Hai solo bisogno di una scheda grafica e un monitor con supporto Thunderbolt 5 o superiore.

Passi per trovare il cavo video perfetto per il tuo dispositivo

1. Identificare 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. Passa attraverso le specifiche del dispositivo per vedere quale versione di interfaccia supporta. Aiuterà a decidere i tipi di cavi che gli utenti possono utilizzare.

2. Hai bisogno di un convertitore o di un cavo adattatore?

Un convertitore o un cavo adattatore può collegare dispositivi con porte diverse. Se non si dispone di porte corrispondenti sui dispositivi di ricezione video e trasmissione video, è possibile utilizzare un convertitore o un cavo adattatore per svolgere il lavoro. Tuttavia, è necessario assicurarsi che le versioni delle interfacce siano compatibili tra loro. Ecco l'elenco delle interfacce che supportano i cavi del convertitore o dell'adattatore:

• DVI 2.0: DVI -> DVI o HDMI
• HDMI 2.1b: HDMI -> HDMI, DisplayPort, DVI
• DisplayPort 2.1: DP -> DisplayPort, HDMI, DVI
• Thunderbolt 4 o 5: Thunderbolt Type-C-> Thunderbolt nativo, DisplayPort, HDMI, USB, PCI Express, Ethernet, Potenza

3. Controlla la risoluzione del display e la frequenza di aggiornamento

È necessario un cavo compatibile per garantire che tutte le funzionalità funzionino sul 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 120Hz Frequenza di aggiornamento, avrai bisogno di un cavo HDMI 2.1 o DisplayPort 1.4 per supportare tali specifiche.

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

4. Fattori di lunghezza e durata del cavo

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

5. Materiale cavo

Se è necessario il routing attraverso le pareti o l'esposizione a un ambiente umido, prendere in considerazione le valutazioni CL3, la schermatura, il materiale del connettore, la giacca del cavo e il materiale del connettore prima dell'acquisto.

Le persone chiedono anche

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

I monitor moderni possono avere più fonti come input. Un utente tipico può collegare il proprio computer, laptop e console di gioco allo stesso monitor. La commutazione tra di loro diventa facile e non vi è alcun collegamento o scollegamento dei cavi, il che aumenta la longevità del dispositivo. Inoltre, un sistema multiporta diversificato garantisce la connettività con tipi di dispositivi più ampi.

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

4. Qual è la storia della mini DisplayPort?

Apple lo ha introdotto nel 2008 e 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 60Hz e trasmettere audio.