Monitorar tipos de portas: histórico e evolução

Os computadores se transformaram notavelmente de volumosos sistemas CRT (Cathode Ray Tube) em dispositivos LED (Light Emitting Diode) elegantes e poderosos. Essa transformação se estendeu à transmissão de vídeo, mudando de interfaces analógicas pesadas para portas digitais versáteis e padronizadas. Organizações como HDMI Licensing Administrator (HDMI LA), Digital Display Working Group (DDWG) e Video Electronics Standards Association (VESA) têm desempenhado um papel fundamental na garantia de compatibilidade e interoperabilidade entre essas interfaces de transmissão de vídeo.

A busca contínua de um protocolo de alta largura de banda e baixa latência levou ao desenvolvimento de padrões de transmissão de vídeo sucessivamente mais avançados, cada um compatível com seus antecessores e repleto de novos recursos. Este artigo se aprofunda na fascinante evolução das portas de transmissão de vídeo, traçando sua jornada desde os primeiros padrões analógicos até as sofisticadas interfaces digitais que alimentam os monitores modernos. Ao longo do caminho, exploraremos as contribuições de organizações como HDMI LA, DDWG e VESA para moldar o cenário da conectividade de vídeo.

Uma breve história dos cabos de vídeo

A história dos cabos de vídeo remonta à década de 1950, quando NTSC e PAL eram o padrão para transmissão de vídeo. A transmissão terrestre por micro-ondas era o modo comum para os sinais de TV, e o cabo coaxial de cobre sólido era o auge do avanço tecnológico. Vamos percorrer a faixa de memória dos desenvolvimentos de cabos de vídeo que abrangem anos e décadas:

1954 - Cabos Coaxiais: Foi um grande ano para a indústria de TV. A televisão colorida CT-100 da RCA tornou-se comercialmente disponível para os consumidores. Eles usaram cabos coaxiais como um modo conveniente disponível para transmissão de vídeo.

1956 - RCA composto: Uma forma avançada de cabos coaxiais com conectores RCA padronizados tornou-se disponível para os consumidores. O conector RCA foi um salto gigante na tecnologia, pois durou décadas e continua sendo parte integrante das TVs modernas.

1979 - S-Video: Era outro sistema de transmissão analógica que usava um conector DIN de 5 pinos e 180 graus. O Atari 800 foi o primeiro a utilizar esse tipo de cabo. Mais tarde, evoluiu para um conector mini-DIN de quatro pinos.

1981 - D-Subminiatura: Os PCs e placas gráficas IBM adotaram o DE-9 (D-Subminiatura port). Ele se assemelha às portas VGA, mas tem largura de banda menor e um layout de 5-9 pinos.

1987 - VGA: É a interface mais popular que durou décadas e ainda é amplamente utilizada por placas gráficas e chips gráficos integrados à placa-mãe. É uma iteração aprimorada do conector D-Sub para as máquinas IBM x86. O conector então evoluiu para SVGA (Super Video Graphics Array).

Mais tarde, a formação da VESA (Video Electronics Standards Association) em julho de 1989 levou ao desenvolvimento e padronização de interfaces de exibição de vídeo. A VESA promoveu e aprimorou os recursos do conector VGA.

1990 - Vídeo componente: Em vez de combinar sinais de áudio e vídeo transmitindo através de um conector RCA solo, o vídeo componente os divide. Os sinais de áudio e vídeo viajam através de conectores RCA individuais para menor interferência e melhor qualidade de imagem.

1999 - DVI: Digital Visual Interface, como o nome sugere, foi a primeira tecnologia de transmissão de vídeo digital. Digital Display Working Group (DDWG), um subgrupo da VESA, foi formado em 1998, e seu único objetivo era manter um padrão para todas as partes interessadas potenciais. As empresas que formaram o grupo foram Intel, Silicon Image, Compaq, Fujitsu, HP, IBM e NEC. Foi a primeira implementação bem-sucedida de uma porta de transmissão de vídeo padronizada. A porta DVI 2.0, lançada em julho de 2012, garante um lugar nas interfaces modernas de placas gráficas na década de 2020.

2002 - HDMI: O número esmagador de conectores confundiu os consumidores, e havia a necessidade de uma nova porta padrão que funcionasse em todos os dispositivos e plataformas. Hitachi, Matsushita Electric (Panasonic), Royal Philips Electronics, Silicon Image, Sony Corporation, Thomson e Toshiba Corporation colaboraram para formar um novo grupo, "HDMI LA". O grupo lançou sua primeira porta HDMI 1.0 em 2003. Desde então, tem sido a interface mais popular para TVs, computadores e consoles de jogos. Aqui está a linha do tempo das diferentes versões do HDMI e sua data de introdução:

• HDMI 1.0 - Dezembro de 2002
• HDMI 1.1 - Maio de 2004
• HDMI 1.2 - Agosto de 2005
• HDMI 1.3 - Junho de 2006
• HDMI 1.4 - Março de 2009
• HDMI 1.4b - Março de 2011
• HDMI 2.0 - setembro de 2013
• HDMI 2.0b - junho de 2015
• HDMI 2.1 - Setembro de 2017

A melhor coisa sobre conectores HDMI é que sua forma permanece inalterada. Eles ainda são compatíveis com versões anteriores, permitindo que um cabo HDMI antigo funcione com um dispositivo moderno. Ele pode limitar as funções do seu dispositivo, mas ainda funciona para fornecer vídeo e áudio. As versões HDMI 2.1 mais recentes permitem eARC, ARRC, VRR, Dolby Vision e muitos outros recursos devido à sua largura de banda de 48Gbps.

2008 - USB: Universal Serial Bus foi a interface mais amplamente disponível para conectividade de dados. Em 2008, o USB Implementers Forum (USB-IF) introduziu o USB 3.0 com capacidade de transmissão de vídeo. O esforço contínuo do USB-IF resultou no encapsulamento USB4 V2 dos protocolos DisplayPort e USB Video Class.

• USB 3.0 - Novembro de 2008
• USB 3.1 - Julho de 2013
• USB Type-C - Agosto de 2013
• USB 3.1 Gen 2 - Julho de 2013
• USB Power Delivery (PD) - julho de 2013
• USB 3.2 Gen 2x2 - Setembro de 2017
• USB4 - Agosto de 2019
• USB4 Versão 2.0 - Setembro de 2022

2009 - DisplayPort: A VESA assumiu a liderança no desenvolvimento de uma das interfaces mais bem-sucedidas para jogadores e editores de vídeo profissionais, o DisplayPort. A primeira e consequente versões usavam o mesmo conector full size ou mini. Além disso, após o lançamento do DisplayPort 2.0, o protocolo tornou-se disponível em portas USB Type-C. Atualmente, o Type-C DisplayPort é o mais rápido com diversidade e compatibilidade.

• DisplayPort 1.1 - Março de 2009
• DisplayPort 1.2 - Agosto de 2010
• DisplayPort 1.2a - janeiro de 2012
• DisplayPort 1.3 - fevereiro de 2014
• DisplayPort 1.4 - julho de 2015
• DisplayPort 1.4a - março de 2018
• DisplayPort 2.0 - Junho de 2020
• DisplayPort 2.1 - janeiro de 2023

2010 - Thunderbolt: Se há uma interface de hardware que rege todos eles, então é o Thunderbolt. A Apple e a Intel desenvolveram a interface para conectar periféricos externos ao computador. O Thunderbolt 1 pode transferir sinais de dados de PCIe, DisplayPort, DC Power, Áudio, USB, Ethernet e Vídeo. É a conexão de dados mais abrangente até o momento. Aqui estão as datas de lançamento de diferentes versões:

• Thunderbolt 1 - Fevereiro 2010
• Thunderbolt 2 - Fevereiro 2011
• Thunderbolt 3 - Junho 2015
• Thunderbolt 4 - Julho de 2020
• Thunderbolt 5 - janeiro de 2023

Comparação de parâmetros de cabos de vídeo

Em um vislumbre, todos os cabos de vídeo significativos que faziam parte da TV, computador ou qualquer outro sistema de exibição são visíveis na tabela abaixo. Ele começa desde a era dos feixes de elétrons formando imagens até os tempos modernos de exibição de LED.

Para entender a diferença fundamental entre cabo de vídeo, porta, conector, interface e protocolo, dê uma olhada nestas explicações:

• Cabo de vídeo: Ele transporta sinais de uma porta para outra como um condutor de eletricidade ou luz. Os fabricantes geralmente o nomeiam de acordo com a porta ou protocolo que ele suporta.
• Port: O receptáculo físico no dispositivo de conexão é chamado de porta. É a parte feminina de qualquer conexão física para um cabo.
• Conector: É a extremidade de um cabo de vídeo que se insere na porta para proteger uma conexão.
• Protocolo: Um protocolo governa como dois dispositivos trocam dados seguindo regras específicas — por exemplo, HDMI, DP, USB, Ethernet, etc.
• Interface: As características elétricas do sinal transmitido pelo cabo e os protocolos disponíveis são chamados de interface. Uma interface pode suportar vários protocolos, permitindo que os usuários utilizem cabos com diferentes formas de conector em cada extremidade. Por exemplo, se um usuário tiver uma porta Thunderbolt em seu laptop e quiser conectar uma tela HDMI. Eles podem usar um cabo com um conector Thunderbolt em uma extremidade e HDMI na outra. A tela funcionará bem, pois a interface Thunderbolt reconhece automaticamente o protocolo HDMI da tela.

Características dos cabos de vídeo em cada período de tempo

Antes de 1956-1990

Estes foram os anos em que as televisões se tornaram acessíveis, e as massas rapidamente adotaram a tecnologia devido à sua enorme conveniência. Não havia mais necessidade de visitar fisicamente um teatro para algum drama ou dirigir até um estádio para assistir a esportes. Aqui estão as características do cabo de vídeo da época:

• Sinais analógicos: Até 1990, os sinais de vídeo eram transmitidos principalmente entre dispositivos usando sinais analógicos. A desvantagem mais significativa do uso de sinais analógicos foi sua suscetibilidade a interferências. A tela tinha ruído, desfoque e, às vezes, distorção por vários motivos, como resistência do fio, portas inseguras, etc.
• Padronização limitada: À medida que a era das invenções e do avanço tecnológico crescia, os fabricantes prestavam pouca atenção à padronização. Apenas uma organização, a RCA (Radio Corporation of America), desenvolveu o padrão NTSC em 1941, que permaneceu por mais de 50 anos. Também é responsável pelo desenvolvimento e padronização de conectores RCA.
• Cabos coaxiais: Em 1880, Oliver Heaviside inventou o cabo coaxial, mas ele ganhou ampla adoção depois que as pessoas começaram a usá-lo para transmitir sinais de vídeo para aparelhos de televisão disponíveis comercialmente na década de 1950. Eles eram volumosos e caros, mas tinham baixa resistência.
• Introdução da televisão a cores: RCA CT-100 foi o primeiro aparelho de TV em cores comercialmente disponível para as massas. Ele abriu caminho para os avanços tecnológicos em cabos de vídeo.
• Novos conectores: Usando o mesmo padrão NTSC e bits de cor, vários conectores rapidamente capturaram o mercado. Vídeo composto, S-video e vídeo componente foram as escolhas populares para os usuários que ofereceram melhor desempenho do que o cabo coaxial antecessor.

1990-2002

Os computadores estavam se tornando o item essencial da casa de todos. Era uma maneira fácil e acessível de se manter atualizado com o mundo e ter algum entretenimento. Os computadores impulsionaram o desenvolvimento de cabos de vídeo entre os anos de 1990 e 2002. Essas mudanças foram massivas devido às décadas de dominância do sinal analógico:

• Sinais Digitais: Os sinais digitais tornaram-se cada vez mais populares durante este período, pois eram menos suscetíveis a ruído e interferência do que os sinais analógicos.
• Formação VESA: O papel fundamental da Video Electronics Standards Association no avanço das tecnologias e padronização de cabos de vídeo digital ainda é significativo. Em 1988, a NEC tomou a iniciativa de formar uma organização para gerenciar a digitalização de conectores de vídeo. Isso levou à formação da VESA em 1989. A VESA foi pioneira no desenvolvimento de protocolos VGA e HDMI.
• D-sub (VGA): D-sub (Video Graphics Array) era uma conexão de vídeo padrão para conectar computadores a monitores. Devido ao seu longo reinado, ainda é um modo popular de conexão de vídeo.
• HDMI: Interface multimídia de alta definição surgiu em 2002. O conector era fácil de usar e não necessitava de fixação como a porta VGA. O desenho foi menos suscetível a danos ou flexão dos pinos.

2002-2009

Após a invenção do HDMI, os fabricantes se concentraram em utilizar a porta HDMI devido à sua excepcional compatibilidade com versões anteriores e melhorar continuamente o desempenho. No entanto, o domínio HDMI terminou pouco antes do final de uma década. O VESA veio com uma nova interface. Aqui está o que foi significativo entre 2002-2009:

• Adoção generalizada de HDMI: Devido ao seu design e capacidades excepcionais, o HDMI tornou-se a porta ideal para todos os fabricantes associados a monitores. Placas gráficas, monitores, TVs, sistemas de home theater e projetores adotaram imediatamente o HDMI. A VESA continuou seu desenvolvimento tecnológico de cabos de vídeo e lançou a versão melhorada do HDMI, V1.4.
• Introdução do DisplayPort: A VESA desenvolveu o DisplayPort em 2009 como parte de seu esforço contínuo para introduzir novas tecnologias. Ele proporcionou uma enorme melhoria na largura de banda, quase dobrando a capacidade HDMI 1.4.

2010-presente

DisplayPort e HDMI tornaram-se a interface e as portas preferidas para todos os hardwares mais recentes. No entanto, aí veio outra limitação. O DisplayPort e o HDMI eram conectores grandes. As massas começaram a usar smartphones como seu motorista diário e tinham opções limitadas de conectividade. Veja como a história mudou novamente a partir de 2010:

• Thunderbolt: A Intel e a Apple vieram com uma interface que suportava todos os protocolos padrão VESA. Além disso, garante fornecimento de energia e suporte à transferência de dados. A porta Thunderbolt mudou sua forma para a porta padrão Type-C a partir da versão 3. Agora, é o melhor modo de transmissão de vídeo com largura de banda de 80-120Gbps, 540Hz para gamers, USB4 V2, DP 2.1, PCIe Gen4, HDMI 2.1 e qualquer outra tecnologia de cor ou sincronização disponível.
• Recursos crescentes: A partir de 2010, os avanços tecnológicos se concentraram no desenvolvimento de melhores tecnologias associadas ao aprimoramento de cores, sincronização, áudio e latência. Isso só foi possível devido às enormes larguras de banda das portas de transmissão de vídeo modernas. Aqui estão alguns em ordem cronológica:
  • Taxa de Atualização Variável (VRR): 2010
  • G-Sync: 2013
  • FreeSync: 2014
  • Dolby Vision: 2015
  • HLG (Hybrid Log-Gamma): 2016
  • ALLM (Modo Automático de Baixa Latência): 2017
  • eARC (Enhanced Audio Return Channel): 2017
  • HDR dinâmico: 2020
  • QFT (Transporte Rápido de Quadros): 2020

Conte-nos sobre as tendências do desenvolvimento futuro

Considerando a tendência do passado e notícias sólidas sobre os últimos desenvolvimentos, podemos ter 100% de certeza de que o mundo verá alguns desses desenvolvimentos futuros em portos de monitoramento:

1. Adoção abrangente de Thunderbolt e Type-C

Atualmente, a Thunderbolt ocupa uma posição mais forte em laptops e smartphones. A interface Thunderbolt Type-C recebeu uma acreditação maciça por seu design elegante e recursos abrangentes. Recentemente, também pressionou a Apple a mudar o iPhone de portas lightning para uma porta Type-C padrão. Como Mac, iPad e AirPods Pro suportam Thunderbolt, o iPhone pode adotá-lo no futuro.

Os monitores estão mudando de as portas de monitor DP e HDMI que atualmente estão dominando o mercado de transmissão de vídeo. Os principais fabricantes de placas gráficas e monitores high-end agora apresentam uma interface Type-C Thunderbolt. Intel e Apple agora estão trabalhando no Barlow Ridge, codinome da Intel para seu controlador Thunderbolt 5, que está programado para chegar às prateleiras em 2024. A interface contará com:

Em última análise, esperamos um aprimoramento nos recursos do Thunderbolt e uma redução em seu preço devido à sua adoção maciça por periféricos.

2. Aprimoramentos baseados em IA

A inteligência artificial já está desempenhando um papel vital nas tecnologias de exibição. As placas gráficas usam IA para melhorar a jogabilidade de baixo pixel para as resoluções mais altas disponíveis sem comprometer a qualidade, ou seja, a tecnologia DLSS e FSR. A IA pode prever quadros entre quadros subsequentes para melhorar quadros por segundo.

O que esperamos é a incorporação de IA em monitores e interfaces de vídeo para melhorar a profundidade de cor, a qualidade de exibição e a experiência geral do usuário. Prevemos melhorias no upscaling alimentado por IA, correção de cores, redução de desfoque de movimento, taxa de atualização adaptativa e redução de ruído. A IA pode se tornar parte integrante de monitores e monitores.

3. Transmissão de vídeo sem fio

Wireless é uma conveniência que todo usuário deseja. A mais recente tecnologia em transmissão de vídeo sem fio é WiGig. Ele usa o padrão IEEE 802.11ay, opera na faixa de 60 GHz e oferece taxas de dados multi-gigabit para conexões de curto alcance. Sua alta largura de banda e baixa capacidade de latência o tornam excelente para transmissão de vídeo sem fio, e espera-se que o mercado cresça. A tecnologia também conta com DP sobre WiGig e HDMI sobre WiGig.

Compatibilidade e Adequação

Depois de conhecer o histórico de cabos de vídeo e portas de monitor, é crucial tomar decisões informadas ao escolher as conexões apropriadas para seus dispositivos e cenários de uso. Existem duas abordagens para encontrar um cabo de vídeo adequado: seleção baseada em cenários e método passo a passo.

• Home Entertainment - HDMI: Uma configuração típica de entretenimento doméstico inclui uma TV, projetor, sistema de som, HTPC e consoles de jogos. O objetivo é curtir filmes, assistir a programas de TV ou jogar. Geralmente, há tamanhos de tela grandes com recursos de resolução enormes. Nesses casos, é melhor optar por um cabo HDMI 2.1b abrangente que funcione com todo o hardware mais recente. Também é compatível com versões anteriores e uma porta padrão em vários dispositivos de entretenimento doméstico.
• Editores Profissionais de Vídeo e Gráficos - DP: Designers e editores de vídeo precisam de precisão em cores com alta resolução. O objetivo é garantir que o vídeo ou gráficos estejam o mais próximo possível da realidade para que o vídeo e os gráficos se tornem atemporais. DP 2.1 pode suportar 16K e 30 bpp 4:4:4 HDR (com DSC). Ele funciona com uma porta nativa e USB-C.
• Jogos - Thunderbolt: Em relação aos jogos, o baixo tempo de resposta e as altas taxas de atualização são vitais. Devido aos recursos abrangentes da interface Type-C Thunderbolt, é a melhor opção para os jogadores. Ele pode fornecer taxas de atualização de tela de até 540Hz, além da capacidade atual de qualquer monitor. Ele garante a preparação para o futuro de sua plataforma de jogos. Você só precisa de uma placa gráfica e um monitor com suporte a Thunderbolt 5 ou superior.

Passos para encontrar o cabo de vídeo perfeito para o seu dispositivo

1. Identificar a porta de vídeo do dispositivo

Examine a interface de conexão de todos os dispositivos em sua configuração. A unidade de exibição receptora de vídeo deve ter uma porta semelhante à do dispositivo transmissor de vídeo. Pode ser HDMI, DP, Thunderbolt, USB, VGA ou DVI-D. Percorra as especificações do dispositivo para ver qual versão de interface ele suporta. Isso ajudará a decidir os tipos de cabos que os usuários podem utilizar.

2. Você precisa de um conversor ou cabo adaptador?

Um conversor ou cabo adaptador pode conectar dispositivos com portas diferentes. Se você não tiver portas correspondentes em dispositivos de recepção e transmissão de vídeo, poderá usar um conversor ou cabo adaptador para fazer o trabalho. No entanto, você precisará certificar-se de que as versões das interfaces são compatíveis entre si. Aqui está a lista de interfaces que suportam cabos conversores ou adaptadores:

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

3. Verifique a resolução da tela e a taxa de atualização

Você precisa de um cabo compatível para garantir que todos os recursos funcionem em sua tela (monitor ou TV). Ele deve ser capaz de fornecer a resolução e a taxa de atualização necessárias. Por exemplo, se você tiver uma tela 4K com uma taxa de atualização de 120 Hz, precisará de um cabo HDMI 2.1 ou DisplayPort 1.4 para oferecer suporte a essas especificações.

As tecnologias de exibição modernas exigem largura de banda para se tornarem operacionais. Uma tela de alta taxa de atualização com sincronização adaptável, HDR, eARC, ARRC, VRR e outros recursos de nível premium exigirá maior largura de banda. Portanto, verifique se a interface de exibição e as versões do cabo correspondem às especificações.

4. Comprimento do cabo e fatores de durabilidade

Considere o comprimento dos cabos que serão necessários. Calcule a distância potencial máxima entre dois dispositivos. Considere o uso de um cabo AOC com um circuito ativamente integrado que converte eletricidade em óptica para roteamento mais estendido e sinais fortes.

5. Material do cabo

Se você precisar de roteamento através de paredes ou tiver exposição a um ambiente úmido, considere as classificações CL3, blindagem, material do conector, revestimento do cabo e material do conector antes de comprar.

As pessoas também perguntam

Monitores LED, LCD, OLED e Plasma estão atualmente disponíveis no mercado. Eles também variam de acordo com o painel que utilizam. Pode ser um monitor baseado em painel TN, VA ou IPS. Independentemente de seu tipo, eles podem ter números variados de portas, interfaces, tamanhos, recursos e designs. Os fabricantes mencionam a interface em anúncios, que pode ser HDMI 2.1b, DP 2.1 ou Thunderbolt 4/5.

Os monitores modernos podem ter várias fontes como entrada. Um usuário típico pode conectar seu computador, laptop e console de jogos ao mesmo monitor. Alternar entre eles se torna fácil, e não há plug ou desconexão dos cabos, o que aumenta a longevidade do dispositivo. Além disso, um sistema multiportas diversificado garante conectividade com tipos de dispositivos mais amplos.

HDMI, DP e VGA são as portas de monitor padrão. No entanto, o Type-C Thunderbolt está rapidamente ganhando ritmo. O monitor de jogos mais recente pode apresentar um DP e uma porta HDMI, garantindo a conexão com qualquer computador ou dispositivo.

4. Qual é a história do mini DisplayPort?

A Apple apresentou-o em 2008 e usou-o amplamente em dispositivos Apple. A porta era 100% compatível com o protocolo DisplayPort padrão VESA. Mini DisplayPort ainda é usado em alguns dispositivos e é compatível com DisplayPort 1.2 e versões anteriores. Ele pode suportar resoluções de até 4096x2160 (4K) a 60 Hz e transmitir áudio.