モニターポートタイプ：履歴と進化

コンピュータは、かさばる CRT (ブラウン管) システムから、洗練された強力な LED (発光ダイオード) デバイスへと大きく変化しました。この変化はビデオ伝送にも及び、扱いにくいアナログ インターフェイスから、汎用性の高い標準化されたデジタル ポートへと移行しました。HDMI Licensing Administrator (HDMI LA)、Digital Display Working Group (DDWG)、Video Electronics Standards Association (VESA) などの組織は、これらのビデオ伝送インターフェイス間の互換性と相互運用性を確保する上で重要な役割を果たしてきました。

高帯域幅、低遅延プロトコルの継続的な追求により、それぞれが以前の規格との下位互換性を持ち、新機能が満載された、より高度なビデオ伝送規格が次々と開発されました。この記事では、ビデオ伝送ポートの興味深い進化について詳しく掘り下げ、初期のアナログ規格から現代のディスプレイを動かす洗練されたデジタル インターフェイスまでの軌跡をたどります。その過程で、HDMI LA、DDWG、VESA などの組織がビデオ接続の展望を形成する上で果たした貢献についても探ります。

ビデオケーブルの簡単な歴史

の歴史 ビデオケーブル ビデオ伝送の標準規格が NTSC と PAL だった 1950 年代にまで遡ります。陸上マイクロ波伝送はテレビ信号の一般的なモードで、銅製の同軸ケーブルは技術進歩の頂点でした。何年にもわたるビデオ ケーブル開発の思い出を振り返ってみましょう。

1954年 - 同軸ケーブル: この年はテレビ業界にとって大きな年でした。RCA の CT-100 カラーテレビが一般消費者向けに発売されました。同軸ケーブルはビデオ伝送に便利なモードとして利用されました。

1956 - コンポジットRCA: 標準化された RCA コネクタを備えた高度な同軸ケーブルが消費者に提供されました。RCA コネクタは数十年にわたって使用され、現代のテレビに不可欠な要素であり続けていることから、技術の大きな飛躍でした。

1979年 - Sビデオ: これは、5 ピン 180 度 DIN コネクタを使用した別のアナログ伝送システムでした。このタイプのケーブルを使用した最初のものは Atari 800 でした。後に、4 ピンのミニ DIN コネクタに進化しました。

1981 - Dサブミニチュア: IBM PC およびグラフィック カードでは、DE-9 (D-Subminiature ポート) が採用されています。これは VGA ポートに似ていますが、帯域幅が低く、5 ～ 9 ピンのレイアウトになっています。

1987年 - VGA: これは、何十年もの間使用され、現在でもグラフィック カードやマザーボードに統合されたグラフィック チップで広く使用されている最も人気のあるインターフェイスです。これは、IBM x86 マシンの D-Sub コネクタの強化版です。このコネクタはその後、SVGA (Super Video Graphics Array) に進化しました。

その後、1989 年 7 月に VESA (Video Electronics Standards Association) が設立され、ビデオ ディスプレイ インターフェイスの開発と標準化が進められました。VESA は、VGA コネクタの機能を推進し、強化しました。

1990年 - コンポーネントビデオ: コンポーネント ビデオは、オーディオ信号とビデオ信号を結合して単一の RCA コネクタで送信するのではなく、それらを分割します。オーディオ信号とビデオ信号は個別の RCA コネクタを介して送信されるため、干渉が少なくなり、画質が向上します。

1999年 - DVI: デジタル ビジュアル インターフェイスは、その名前が示すように、最初のデジタル ビデオ伝送技術でした。VESA のサブグループであるデジタル ディスプレイ ワーキング グループ (DDWG) は 1998 年に結成され、その唯一の目的はすべての潜在的な利害関係者のために標準を維持することでした。このグループを構成した企業は、Intel、Silicon Image、Compaq、Fujitsu、HP、IBM、および NEC でした。これは、標準化されたビデオ伝送ポートの実装に初めて成功した例でした。2012 年 7 月にリリースされた DVI 2.0 ポートは、2020 年代の最新のグラフィック カード インターフェイスの地位を確保しています。

2002年 - HDMI: 膨大な数のコネクタが消費者を混乱させ、デバイスやプラットフォーム間で機能する新しい標準ポートが必要になりました。日立、松下電器産業 (パナソニック)、ロイヤル フィリップス エレクトロニクス、シリコン イメージ、ソニー株式会社、トムソン、東芝株式会社が協力して新しいグループ「HDMI LA」を結成しました。このグループは 2003 年に最初の HDMI 1.0 ポートをリリースしました。それ以来、HDMI はテレビ、コンピューター、ゲーム機の最も人気のあるインターフェイスとなっています。以下は、HDMI のさまざまなバージョンと導入日のタイムラインです。

• HDMI 1.0 - 2002 年 12 月
• HDMI 1.1 - 2004 年 5 月
• HDMI 1.2 - 2005 年 8 月
• HDMI 1.3 - 2006 年 6 月
• HDMI 1.4 - 2009 年 3 月
• HDMI 1.4b - 2011 年 3 月
• HDMI 2.0 - 2013 年 9 月
• HDMI 2.0b - 2015 年 6 月
• HDMI 2.1 - 2017 年 9 月

HDMI コネクタの最も優れた点は、その形状が変わらないことです。下位互換性が維持されているため、古い HDMI ケーブルを最新のデバイスで使用できます。デバイスの機能は制限される可能性がありますが、ビデオとオーディオを配信することはできます。最新の HDMI 2.1 バージョンでは、48Gbps の帯域幅により、eARC、ARRC、VRR、Dolby Vision などの多くの機能が使用可能になります。

2008 - USB: ユニバーサル シリアル バスは、データ接続用の最も広く利用されているインターフェイスでした。2008 年に USB Implementers Forum (USB-IF) は、ビデオ伝送機能を備えた USB 3.0 を導入しました。USB-IF の継続的な取り組みにより、USB4 V2 トンネリング DisplayPort および USB ビデオ クラス プロトコルが誕生しました。

• USB 3.0 - 2008 年 11 月
• USB 3.1 - 2013 年 7 月
• USB タイプ C - 2013 年 8 月
• USB 3.1 Gen 2 - 2013 年 7 月
• USB パワーデリバリー (PD) - 2013 年 7 月
• USB 3.2 Gen 2x2 - 2017 年 9 月
• USB4 - 2019年8月
• USB4 バージョン 2.0 - 2022 年 9 月

2009 - ディスプレイポート: VESA は、ゲーマーやプロのビデオ編集者にとって最も成功したインターフェースの 1 つである DisplayPort の開発をリードしました。最初のバージョンとそれ以降のバージョンでは、同じフルサイズまたはミニ コネクタが使用されていました。さらに、DisplayPort 2.0 のリリース後、このプロトコルは USB Type-C ポートで使用できるようになりました。現在、Type-C DisplayPort は、多様性と互換性を備え、最も高速です。

• DisplayPort 1.1 - 2009 年 3 月
• DisplayPort 1.2 - 2010 年 8 月
• DisplayPort 1.2a - 2012 年 1 月
• DisplayPort 1.3 - 2014 年 2 月
• DisplayPort 1.4 - 2015 年 7 月
• DisplayPort 1.4a - 2018 年 3 月
• DisplayPort 2.0 - 2020 年 6 月
• ディスプレイポート2。1 - 2023年1月

2010 - サンダーボルト: すべてを支配するハードウェア インターフェイスが 1 つあるとしたら、それは Thunderbolt です。Apple と Intel は、外部周辺機器をコンピューターに接続するためのインターフェイスを開発しました。Thunderbolt 1 は、PCIe、DisplayPort、DC 電源、オーディオ、USB、イーサネット、ビデオからデータ信号を転送できます。これは、これまでで最も包括的なデータ接続です。各バージョンのリリース日は次のとおりです。

• サンダーボルト 1 - 2010 年 2 月
• サンダーボルト 2 - 2011 年 2 月
• サンダーボルト 3 - 2015 年 6 月
• サンダーボルト 4 - 2020 年 7 月
• サンダーボルト5 - 2023年1月

ビデオケーブルのパラメータの比較

下の表を見ると、テレビ、コンピューター、その他のディスプレイ システムの一部であった重要なビデオ ケーブルがすべて一目でわかります。電子ビームで画像を形成していた時代から、現代​​の LED ディスプレイの時代までを網羅しています。

ビデオ ケーブル、ポート、コネクタ、インターフェイス、プロトコルの基本的な違いを理解するには、次の説明をご覧ください。

• ビデオケーブル: 電気や光の導体として、あるポートから別のポートに信号を伝送します。通常、メーカーはサポートするポートまたはプロトコルにちなんで名前を付けます。
• ポート： 接続デバイス上の物理的なレセプタクルはポートと呼ばれます。これは、ケーブルの物理的な接続のメス側です。
• コネクタ： 接続を確保するためにポートに挿入するビデオ ケーブルの端です。
• プロトコル： プロトコルは、HDMI、DP、USB、イーサネットなど、特定のルールに従って 2 つのデバイスがデータを交換する方法を管理します。
• インタフェース： ケーブルを介して送信される信号の電気的特性と利用可能なプロトコルは、インターフェースと呼ばれます。インターフェイスは複数のプロトコルをサポートできるため、ユーザーは両端のコネクタ形状が異なるケーブルを利用できます。たとえば、ラップトップに Thunderbolt ポートがあり、HDMI ディスプレイを接続したい場合、一方の端に Thunderbolt コネクタ、もう一方の端に HDMI コネクタが付いたケーブルを使用できます。Thunderbolt インターフェイスはディスプレイの HDMI プロトコルを自動的に認識するため、ディスプレイは正常に動作します。

各時代におけるビデオケーブルの特徴

1956年～1990年以前

この頃はテレビが手頃な価格になり、その利便性の高さから一般大衆が急速にこの技術を採用しました。ドラマを見るために劇場に足を運んだり、スポーツ観戦のためにスタジアムまで車で出向く必要はなくなりました。当時のビデオケーブルの特徴は次のとおりです。

• アナログ信号: 1990 年まで、ビデオ信号は主にアナログ信号を使用してデバイス間で送信されていました。アナログ信号を使用する最大の欠点は、干渉を受けやすいことでした。配線抵抗、安全でないポートなど、さまざまな理由により、ディスプレイにノイズ、ぼやけ、場合によっては歪みが生じていました。
• 限定的な標準化: 発明と技術の進歩の時代が進むにつれ、メーカーは標準化にほとんど注意を払わなくなりました。1941 年に NTSC 標準を開発し、50 年以上にわたって使用されてきた組織は RCA (Radio Corporation of America) だけです。同社は RCA コネクタの開発と標準化も担当しています。
• 同軸ケーブル: 1880 年にオリバー・ヘヴィサイドが同軸ケーブルを発明しましたが、1950 年代に市販のテレビのビデオ信号を送信するために使用され始めてから、広く普及しました。同軸ケーブルはかさばり高価でしたが、抵抗が低かったです。
• カラーテレビの導入: RCA CT-100 は、一般向けに初めて市販されたカラーテレビでした。これにより、ビデオ ケーブルの技術的進歩への道が開かれました。
• 新しいコネクタ: 同じ NTSC 規格とカラー ビットを使用した複数のコネクタが急速に市場を席巻しました。コンポジット ビデオ、S ビデオ、コンポーネント ビデオは、従来の同軸ケーブルよりも優れたパフォーマンスを提供したため、ユーザーに人気がありました。

1990-2002

コンピューターは、誰にとっても家庭に欠かせないアイテムになりつつありました。コンピューターは、世界の最新情報を入手し、娯楽を楽しむための簡単で手頃な手段でした。コンピューターは、1990 年から 2002 年にかけてビデオ ケーブルの開発を後押ししました。これらの変化は、数十年にわたるアナログ信号の優位性により、非常に大きなものでした。

• デジタル信号: デジタル信号はアナログ信号よりもノイズや干渉の影響を受けにくいため、この時期にますます普及しました。
• VESA の設立: ビデオ エレクトロニクス標準化協会 (VESA) は、デジタル ビデオ ケーブル技術と標準化の推進において、今も重要な役割を果たしています。1988 年、NEC はビデオ コネクタのデジタル化を管理する組織を設立するイニシアチブを取りました。これが 1989 年の VESA の設立につながりました。VESA はその後、VGA および HDMI プロトコルの開発を先導しました。
• D-sub（VGA）： D-sub (Video Graphics Array) は、コンピューターをディスプレイに接続するための標準的なビデオ接続です。長年使用されてきたため、今でもビデオ接続の一般的なモードです。
• HDMI: 高解像度マルチメディア インターフェイスは 2002 年に登場しました。コネクタは使いやすく、VGA ポートのように固定する必要がありませんでした。ピンが損傷したり曲がったりしにくい設計でした。

2002-2009

HDMI の発明後、メーカーは、優れた下位互換性と継続的なパフォーマンス向上のため、HDMI ポートの活用に注力しました。しかし、HDMI の優位性は 10 年が終わる直前に終わりました。VESA が新しいインターフェイスを導入しました。2002 年から 2009 年の間に重要だったことは次のとおりです。

• HDMIの普及: HDMI は、その設計と優れた機能により、すべてのディスプレイ関連メーカーにとって頼りになるポートとなりました。グラフィック カード、モニター、テレビ、ホーム シアター システム、プロジェクターはすぐに HDMI を採用しました。VESA はビデオ ケーブルの技術開発を継続し、HDMI の改良版である V1.4 をリリースしました。
• DisplayPort の紹介: VESA は、新しいテクノロジーを導入するための継続的な取り組みの一環として、2009 年に DisplayPort を開発しました。これにより帯域幅が大幅に向上し、HDMI 1.4 の機能がほぼ 2 倍になりました。

2010年現在

DisplayPort と HDMI は、すべての最新ハードウェアの定番のインターフェイスとポートになりました。しかし、その後、別の制限が生まれました。DisplayPort と HDMI は大きなコネクタでした。大勢の人がスマートフォンを日常的に使用するようになり、接続オプションが限られていました。2010 年以降、歴史は次のように再び変化しました。

• 落雷： Intel と Apple は、すべての VESA 標準プロトコルをサポートするインターフェイスを搭載しました。さらに、電力供給とデータ転送のサポートも保証します。Thunderbolt ポートは、バージョン 3 以降、標準の Type-C ポートに形状が変更されました。現在、80 ～ 120 Gbps の帯域幅、ゲーマー向けの 540 Hz、USB4 V2、DP 2.1、PCIe Gen4、HDMI 2.1、およびその他の利用可能なカラーまたは同期テクノロジーを備えた、最高のビデオ伝送モードです。
• 増加する機能: 2010 年以降、技術の進歩は、より優れた色彩強調、同期、オーディオ、遅延関連技術の開発に重点が置かれました。これらは、現代のビデオ伝送ポートの膨大な帯域幅のおかげでのみ可能になりました。時系列順にいくつか挙げると、次のとおりです。可変リフレッシュ レート (VRR): 2010G-Sync: 2013FreeSync: 2014Dolby Vision: 2015HLG (ハイブリッド ログガンマ): 2016ALLM (自動低遅延モード): 2017eARC (拡張オーディオ リターン チャネル): 2017Dynamic HDR: 2020 QFT (クイック フレーム トランスポート): 2020

今後の開発動向について教えてください

過去の傾向と最新の開発に関する確かなニュースを考慮すると、モニター ポートの将来的な開発のいくつかが世界によって見られることは 100% 確実です。

1. 包括的なThunderboltとType-Cの採用

現在、Thunderbolt はラップトップやスマートフォンでより強い地位を​​占めています。Thunderbolt Type-C インターフェースは、その洗練されたデザインと包括的な機能により、大きな評価を受けています。また、最近では Apple が iPhone を Lightning ポートから標準の Type-C ポートに切り替えるきっかけにもなりました。Mac、iPad、AirPods Pro が Thunderbolt をサポートしているため、将来 iPhone でも採用される可能性があります。

モニターは DPおよびHDMIモニターポート 現在、ビデオ伝送市場を独占しているのが、Type-C Thunderbolt 5です。主要なグラフィックカードメーカーやハイエンドモニターには、Type-C Thunderbolt インターフェースが搭載されています。IntelとAppleは現在、Thunderbolt 5コントローラーのコード名であるBarlow Ridgeに取り組んでおり、2024年に発売される予定です。インターフェースには次の機能があります:

最終的には、周辺機器への大規模な採用により、Thunderbolt の機能強化と価格低下が期待されます。

1. AIベースの機能強化

人工知能はすでにディスプレイ技術において重要な役割を果たしています。グラフィック カードは AI を使用して、品質を損なうことなく低ピクセルのゲームプレイを最高の解像度に高めます。具体的には DLSS と FSR 技術です。AI は後続のフレーム間のフレームを予測して、1 秒あたりのフレーム数を向上させることができます。

私たちが期待しているのは、モニターやビデオ インターフェースに AI を組み込むことで、色深度、表示品質、全体的なユーザー エクスペリエンスが向上することです。AI を活用したアップスケーリング、色補正、モーション ブラーの低減、アダプティブ リフレッシュ レート、ノイズ低減の機能強化が予測されます。AI はモニターやディスプレイに不可欠な要素になる可能性があります。

1. ワイヤレスビデオ伝送

ワイヤレスは、すべてのユーザーが望む利便性です。ワイヤレス ビデオ伝送の最新技術は WiGig です。IEEE 802.11ay 規格を使用し、60 GHz 帯域で動作し、短距離接続でマルチギガビットのデータ レートを提供します。高帯域幅と低遅延機能により、ワイヤレス ビデオ伝送に最適で、市場の成長が期待されています。この技術には、WiGig 経由の DP と WiGig 経由の HDMI も搭載されています。

互換性と適合性

ビデオ ケーブルとモニター ポートの歴史を知った後、デバイスと使用シナリオに適した接続を選択する際に、十分な情報に基づいた決定を下すことが重要です。適切なビデオ ケーブルを見つけるには、シナリオに基づく選択とステップ バイ ステップ方式の 2 つの方法があります。

シナリオベースのケーブル選択

• ホームエンターテイメント - HDMI: 一般的なホーム エンターテイメント セットアップには、テレビ、プロジェクター、サウンド システム、HTPC、ゲーム コンソールが含まれます。目的は、映画を楽しんだり、テレビ番組を視聴したり、ゲームをしたりすることです。一般的に、画面サイズは大きく、解像度も非常に高くなります。このような場合は、最新のハードウェアすべてで動作する包括的な HDMI 2.1b ケーブルを選択するのが最適です。また、下位互換性があり、さまざまなホーム エンターテイメント デバイスの標準ポートです。
• プロフェッショナルビデオおよびグラフィックエディター - DP: デザイナーやビデオ編集者は、高解像度で色の正確さを求めています。ビデオやグラフィックスが時代を超越したものとなるよう、ビデオやグラフィックスを可能な限り現実に近づけることが目的です。DP 2.1 は、16K および 30 bpp 4:4:4 HDR (DSC 付き) をサポートできます。ネイティブ ポートおよび USB-C ポートで動作します。
• ゲーム - Thunderbolt: ゲームに関しては、応答時間の短さとリフレッシュ レートの高さが重要です。包括的な Type-C Thunderbolt インターフェイス機能により、ゲーマーにとって最適なオプションとなります。現在のどのモニターの能力よりも高い、最大 540Hz の画面リフレッシュ レートを提供できます。これにより、ゲーム リグの将来性が保証されます。必要なのは、Thunderbolt 5 以降をサポートするグラフィック カードとモニターだけです。

デバイスに最適なビデオケーブルを見つける手順

1. デバイスのビデオポートを識別する

セットアップ内のすべてのデバイスの接続インターフェイスを調べます。ビデオ受信ディスプレイ ユニットには、ビデオ送信デバイスのポートと同様のポートが必要です。HDMI、DP、Thunderbolt、USB、VGA、または DVI-D のいずれかです。デバイスの仕様を調べて、サポートされているインターフェイス バージョンを確認します。これは、ユーザーが使用できるケーブルの種類を決定するのに役立ちます。

2. コンバーターまたはアダプターケーブルが必要ですか?

コンバーター ケーブルまたはアダプター ケーブルを使用すると、異なるポートを持つデバイスを接続できます。ビデオ受信デバイスとビデオ送信デバイスに一致するポートがない場合は、コンバーター ケーブルまたはアダプター ケーブルを使用して接続できます。ただし、インターフェイスのバージョンが互いに互換性があることを確認する必要があります。コンバーター ケーブルまたはアダプター ケーブルをサポートするインターフェイスの一覧は次のとおりです。

• DVI2.0: DVI -> DVI または HDMI
• HDMI2.1b: HDMI -> HDMI、ディスプレイポート、DVI
• ディスプレイポート2.1: DP -> ディスプレイポート、HDMI、DVI
• Thunderbolt 4 または 5: Type-C Thunderbolt -> ネイティブ Thunderbolt、DisplayPort、HDMI、USB、PCI Express、イーサネット、電源

3. ディスプレイの解像度とリフレッシュレートを確認する

ディスプレイ（モニターまたはテレビ）のすべての機能を確実に動作させるには、互換性のあるケーブルが必要です。必要な解像度とリフレッシュレートを提供できる必要があります。たとえば、 120Hzの4Kディスプレイ リフレッシュ レートをサポートするには、HDMI 2.1 または DisplayPort 1.4 ケーブルが必要です。

最新のディスプレイ技術が機能するには帯域幅が必要です。アダプティブシンク、HDR、eARC、ARRC、VRR、その他のプレミアムグレードの機能を備えた高リフレッシュレートディスプレイには、より高い帯域幅が必要です。そのため、ディスプレイインターフェイスとケーブルのバージョンが仕様と一致していることを確認してください。

4. ケーブルの長さと耐久性の要因

必要なケーブルの長さを考慮してください。 2 つのデバイス間の最大距離を計算します。 ルーティングを延長し、信号を強くするために、電気を光に変換するアクティブ集積回路を備えた AOC ケーブルの使用を検討してください。

5. ケーブル材質

壁を通す配線が必要な場合や、湿気の多い環境にさらされる場合は、購入前に CL3 定格、シールド、コネクタ材質、ケーブル ジャケット、コネクタ材質を考慮してください。

よくある質問

1.

モニターにはどのような種類がありますか?

現在、LED、LCD、OLED、プラズマ モニターが市場で入手可能です。また、使用するパネルによっても異なります。TN、VA、または IPS パネル ベースのモニターになります。タイプに関係なく、ポート数、インターフェイス、サイズ、機能、デザインはさまざまです。メーカーは広告でインターフェイスについて言及しており、HDMI 2.1b、DP 2.1、または Thunderbolt 4/5 になる場合があります。

2.

モニターにはなぜこんなに多くのポートがあるのでしょうか?

最新のモニターは、複数のソースを入力として使用できます。一般的なユーザーは、コンピューター、ラップトップ、ゲーム コンソールを同じモニターに接続できます。それらの切り替えは簡単になり、ケーブルの抜き差しが不要になるため、デバイスの寿命が長くなります。さらに、多様なマルチポート システムにより、より幅広い種類のデバイスとの接続が可能になります。

3.

一般的なモニター ポートは 3 つあります。

HDMI、DP、VGA は標準的なモニター ポートです。ただし、Type-C Thunderbolt が急速に普及しています。最新のゲーミング モニターには DP ポートと HDMI ポートが搭載されており、あらゆるコンピューターやデバイスとの接続が保証されます。

4. mini DisplayPortの歴史は何ですか?

Apple は 2008 年にこれを導入し、Apple デバイスで広く使用しました。このポートは、VESA 標準の DisplayPort プロトコルと 100% 互換性があります。Mini DisplayPort は、一部のデバイスで現在も使用されており、DisplayPort 1.2 以前のバージョンと互換性があります。60 Hz で最大 4096x2160 (4K) の解像度をサポートし、オーディオを送信できます。