家好,我是之前寫“A飯心路歷程”的小菜。上次的文章得到了諸位的熱烈歡迎,小菜很是感激,因此和主編大人商量后,決定以后每周出一篇關于電腦硬件方面的科普類文章,方便大家學習更多的硬件知識,這對我自身也是一個提高的過程,希望大家多多關注。如果您在生活中遇到了有關硬件方面的問題,您可以在評論中提問并@我,我一定及時給大家回復。請諸位放心,有不會的就問我,我不會了就百度,一定盡量解決您的疑問。
面對日趨豐富的顯卡視頻接口和多聯屏技術的普及,不管一張顯卡是入門級還是發燒級,都會出現兩種以上的視頻接口。現在再不是那個一個VGA接口走天下的時代了,甚至很多中檔以上顯示器上已經不再配備過于老舊的VGA接口了,而很多人對其他的借口又不甚了解,連DVI接口分幾種都不知道,更別提這幾種接口的特性了。因此小菜我這次就和大家講一講各種不同的視頻接口都有什么特點和區別,希望能讓大家對各種不同視頻接口有個較為深刻的了解。
目前,我們最常在顯卡上見到的視頻接口有五種,它們分別是:VGA、DVI、DP、miniDP和HDMI。這幾種視頻接口是目前最最通用的視頻接口,它們有著不同的特性,支持的分辨率和刷新率也不一樣。我們ZOL顯卡頻道做評測的顯示器有HDMI和DVI接口。而小菜我的筆記本是五年前的老本,只有VGA和HDMI的接口。想要連接顯示器只能用HDMI的線連接,但是連接后出現了在高分辨下出現了刷新率不夠高,在減小分辨率后才恢復60Hz的刷新率。這是因為我的筆記本HDMI的接口只是V1.4的版本,帶寬不足,導致刷新率下降。
DVI+DP+HDMI接口
不知各位看客在關注顯卡芯片不斷更新換代的同時有沒有研究過顯卡上的視頻接口的演變呢?如果您還不太清楚,就由我小菜帶您一同探究一下這些不同的顯卡視頻接口背后的秘密吧。
CRT時代的老古董 VGA接口
一提到顯示接口,很多人第一反應想到的一定是VGA接口了。因為這種接口是電腦顯示器上最主要的接口,從塊頭巨大的CRT顯示器時代開始,VGA接口就被使用,并且一直沿用至今,另外VGA接口還被稱為D-Sub接口。
VGA接口
VGA(Video Graphics Array)視頻圖形陣列是IBM于1987年提出的一個使用模擬信號的電腦顯示標準。VGA接口即電腦采用VGA標準輸出數據的專用接口。VGA接口共有15針,分成3排,每排5個孔,是顯卡上應用最為廣泛的接口類型,絕大多數顯卡都帶有此種接口。它傳輸紅、綠、藍模擬信號以及同步信號(水平和垂直信號)。
VGA接口管腳定義
很多人覺得只有HDMI接口才能進行高清信號的傳輸,但這是一個誤區,因為通過VGA的連接同樣可以顯示1080P的圖像,甚至分辨率可以達到更高,所以用它連接顯示設備觀看高清視頻是沒有問題的,而且雖然它是種模擬接口,但是由于VGA將視頻信號分解為R、G、B三原色和HV行場信號進行傳輸,所以在傳輸中的損耗還是相當小的。
從技術規格上來說VGA最大的分辨率能支持率到2048*2048 256色或者1600*1200 16M色,但一般顯卡VGA最高分辨率只支持到2048*1536。目前VGA是所有顯卡的基礎配備,即使顯卡不帶VGA接口,也會附贈一個轉VGA接口的轉接頭。由于VGA是模擬輸出,所以在分辨率高于1280x1024后,顯示的精度就會受到影響。
VGA-DVI轉接頭
值得肯定的是,VGA接口是CRT時代最好的選擇,即使到現在也還有應用。那么是什么讓VGA逐步退出歷史舞臺的呢?那就是LCD的普及。
目前最普及的接口 DVI接口
CRT時代結束后,液晶開始進入高速普及階段。與CRT的模擬信號不同,液晶顯示器使用數字信號來驅動,如果使用原來的VGA接口,顯卡進行一次數模轉換后,到顯示器還要再進行一次數模轉換才能驅動液晶成像,圖像經過兩次轉換無疑降低了工作效率。就這樣使用數字信號的DVI接口誕生了。
DVI接口
DVI是替代VGA的方案,支持數字輸出與模擬輸出,在高分辨率下依然能得到很好的顯示效果。但是不持支3D輸出與音頻輸出是最大的遺憾。
DVI接口是在1999年推出的接口標準。DVI接口的傳輸信號采用全數字格式,有多種規格,一共分為5種標準。其中DVI-D和DVI-I分為“雙通道”和“單通道”兩種類型。
兩種DVI類型
DVI-I 18+5(單通道) 支持最大分辨率1920*1200 60Hz
DVI-I 24+5(雙通道) 支持最大分辨率2560*1600 60Hz 1920*1200 120Hz
DVI-D 18+1(單通道) 支持最大分辨率1920*1200 60Hz
DVI-D 24+1(雙通道) 支持最大分辨率2560*1600 60Hz 1920*1200 120Hz
DVI-A是一種模擬傳輸標準,晚期的大屏幕專業CRT中能看見,不過由于和VGA沒有本質區別,性能也不高,因此DVI-A事實上已經被廢棄了。至于DFP接口,這是一種已經被廢棄。18+5和24+5這種規格都屬于DVI-I,多出來的4根線用于兼容傳統VGA模擬信號。DVI雙通道接口可支持不同的刷新率以及更高的分辨率,單通道的接口刷新率之固定在60Hz。
DVI接口說明
DVI接口存在的主要問題有:
1.DVI接口考慮的對象是PC,對于電視的兼容能力一般。
2.DVI接口對影像版權保護缺乏支持。
3.DVI接口只支持8bit的RGB信號傳輸,不能讓廣色域的顯示終端發揮最佳性能。
4.DVI接口出于兼容性考慮,預留了不少引腳以支持模擬設備,造成接口體積較大,效率很低。
5.DVI接口只能傳輸圖像信號,對于數字音頻信號的支持完全沒有考慮。
由于以上種種缺陷,DVI接口已經不能更好的滿足整個行業的發展需要。因此,無論是IT廠商,平板電視制造商,還是好萊塢的眾多出版商,都迫切需要一種更好的能滿足未來高清視頻行業發展的接口技術,也正是基于這些原因,才促使了HDMI標準的誕生。
電視行業最常用的接口 HDMI接口
進入21世紀后,隨著液晶電視、等離子電視等大尺寸數字化平板顯示設備的普及,以及高清電視格式(720p/1080i/1080p)的確定,傳統模擬接口的帶寬已經已經不能滿足海量數據流傳輸的需要,也不符合數字化的潮流。因此,傳輸速度更快的全數字化接口勢必會成為傳統模擬接口的終結者。
除了數據傳輸能力的限制,另一個影響到模擬接口繼續使用的因素來自好萊塢的影視出版商們。由于模擬接口不具備任何防盜版能力,因此盜版影片、電視劇的橫行給他們造成了巨大的經濟損失。根據美國影協的統計,僅2005年,因為盜版問題好萊塢的幾個主要電影制片廠就損失了近61億美元。如果算上電視劇等方面,這個數字會更加驚人,因此,具有版權保護功能的數字接口也得到了好萊塢方面的熱烈歡迎。
2002年4月,日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝七家公司共同組建了HDMI高清多媒體接口組織,開始著手制定一種符合高清時代標準的全新數字化視頻/音頻接口技術。經過半年多時間的準備工作,HDMI組織在2002年12月9日正式發布了HDMI 1.0版標準,標志著HDMI技術正式進入歷史舞臺。
DVI和HDMI接口
在HDMI標準制定之初,并沒有拋棄DVI標準中相對成熟且較易實現的部分技術標準。整個傳輸原理依然是基于Silicon Image公司的TMDS編碼技術。而對于DVI接口存在的各種缺陷,HDMI進行了大幅提升。
目前常見的HDMI 1.4已經可以支持4K了,但是受制于帶寬10.2Gbps,1080p(1920x1200 30Hz-50Hz),在分辨率超過1080后刷新率開始下降,在2560x1440時刷新率會降到55Hz,最高3840×2160的分辨率刷新率只有可憐的25Hz,用鼠標拖動窗口會有略微的拖影。
不同種類的HDMI接口
最新的HDMI 2.0則將帶寬擴充到了18Gbps,可以支持3840×2160分辨率和50FPS、60FPS幀率。 支持即插即用和熱插拔 支持720P,1080i@60Hz,1080p(1920x1200@70Hz)(3840x2160@60fps@24Hz/25Hz/30Hz)高分辨;支持全高清和3D顯示,(4Kx2K 50/60fps@24Hz),支持PS4和XBox one這樣超大型游戲的流暢運行。支持Dolby True-HD,DTS-HD Master audio ,同時在音頻方面支持最多32個聲道,以及最高1536kHz采樣率。
其中要注意的是4K屏幕上使用HDMI接口,一定要注意兩端的HDMI接口是否都為2.0,如果其中任意的一個接口不是HDMI 2.0都達不到3840x2160 60fps。
未來的發展趨勢 DP接口
HDMI接口固然不錯,應用也很有前景,但HDMI是個受HDMI組織和版權嚴格控制的標準,它不能成為專有的應用,而且所有的數據結構和可用的模塊都是被定義好的。因此,2006年5月,VESA(視頻電子標準組織)正式發布了DisplayPort 1.0標準,這是一種針對所有顯示設備(包括內部和外部接口)的開放標準,并在半年后升級到1.1版,提供了對HDCP的支持,2.0版也計劃在今年推出。
DP接口
作為HDMI和UDI的競爭對手和DVI的潛在繼任者,DisplayPort贏得了AMD、Intel、NVIDIA、戴爾、惠普、聯想、飛利浦、三星等業界巨頭的支持,而且它是免費使用的。DisplayPort的外接型接頭有兩種:一種是標準型,類似USB、HDMI等接頭;另一種是低矮型,主要針對連接面積有限的應用,比如超薄筆記型電腦。兩種接頭的最長外接距離都可以達到15米,雖然這個距離比HDMI要遜色一些,不過接頭和接線的相關規格已為日后升級做好了準備,從V1.2版本后DisplayPort采用新的2X速率標準(21.6Gbps),接頭和接線也不必重新進行設計。除實現設備與設備之間的連接外,DisplayPort還可用作設備內部的接口,甚至是芯片與芯片之間的數據接口。
不同接口對比
從技術角度來說,DP是更好的,且對于更長和更細的線纜具有良好的抗變換性。它可以很容易地、自由地降低制程。就計算機市場來說,它的開放性模式和可擴展性特點,對于更高帶寬、多數據流和其他數據流是不二的首選。
DP和Mini DP接口
DP接口是目前電腦業界主推的視頻接口,比對手的HDMI接口更為先進,在4K分辨率下依然能夠達到50Hz的刷新率,在超高分辨率下使用非DP接口莫屬。
這期的小菜硬件雜談到此結束,如果各位看官有什么問題想問小菜的,請在評論中@我,我會盡量幫助各位解決問題,我們下期見。
周蘋果公司發了全新MacBook筆記本電腦,新MacBook電腦不僅機身十分輕薄,而且還加入了大家廣為期待的Retina顯示屏以及Force Touch觸控技術,整體使用體驗進一步增強。這些,看上去無疑都讓MacBook充滿誘惑。與此同時,或許你已經注意到新MacBook電腦僅設計有1個USB-C接口和一個3.5mm耳機接口,包括蘋果引以為豪的雷電(Thunderbolt)和MagSafe電源接口在MacBook中都被一并舍棄。那么這個USB-C接口到底有什么神奇功能?蘋果為何又只為MacBook電腦保留一個USB-C接口呢?今天筆者就為大家帶來USB-C接口的解析。
《卓老板聊科技》(13):新MacBook竟然只有一個USB口,3月16日首播
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主播:王普,微博:【188厘米】
卓克,微博:【香蕉樹上看著你笑】
蘋果MacBook電腦中的USB-C是一個什么接口?
“USB-C”是蘋果對自家Mac電腦的一個叫法,它的全稱是“USB 3.1 Type-C”。從名字中也能看出這里面包含了兩個全新的概念,第一個就是USB 3.1規范,它就是我們之前常見的USB 3.0的升級版本,在傳輸速率、供電能力方面大幅提升;第二個就是USB Type-C的新型接口,它伴隨著USB 3.1規范一同誕生。同時,USB Type-C同樣支持USB Power Delivery規格,供電功率最高可達到100W。
左為USB Type-A接頭,右為USB Type-C接頭
就外形而言,USB Type-C與USB Type-A型接口(目前最常見的USB外設均為Type-A型接口,此外還有Type-B型接口,主要應用于打印機)最大的不同就是接口尺寸變得更小、而且支持雙向插拔,不區分正反面,使用起來更為靈活。正因為尺寸變得小巧,因此移動設備若采用USB Type-C接口也將有利于降低設備的機身厚度,在硬件設計也有一定優勢。
就功能而言,蘋果MacBook采用的USB-C端口可以實現充電、傳輸數據(連接各種外設)、HDMI、VGA、Mini DisplayPort視頻輸出的功能。也就是說,配備1個小小的USB-C接口也就可以同時實現以上五個接口的全部功能,“麻雀雖小,五臟俱全”。
USB Type-C與USB 3.1之間的關系
USB Type-C是伴隨USB 3.1一同推出的新的接口類型,但并不意味著采用USB 3.1標準的USB都為Type-C接口,采用Type-C的接口也不一定都為USB 3.1標準。接口的標準與類型并沒有固定的限制,除USB 3.1 Type-C外,我們之后還會看到USB 3.1 Type-A以及USB 3.0/2.0 Type-C的接口。
USB 3.1規范與優勢
蘋果MacBook電腦中的USB-C之所以能夠擁有如此豐富的功能,這其中的功勞要歸屬于最新的USB 3.1規范。那么,除了以上介紹的USB Type-C接口支持正方雙面插拔的優勢外,新的USB 3.1又擁有哪些優勢呢?
USB 發展歷史
優勢1:支持更高的傳輸速度
USB 3.1是目前最新的USB規范,其最大的傳輸速率提升至10Gbps,與USB 3.0的5Gbps相比提升了一倍。
但筆者發現,蘋果在MacBook電腦中采用的USB-C標準為USB 3.1第一代(Gen1)標準,支持的最高速率為5Gbps,這與最新的USB 3.1(Gen2)理論最高值10Gbps還有一倍的差距,不過5Gbps也足以應對日常視頻輸出、數據連接使用。
優勢2:支持USB Power Delivery與雙向電流傳輸
USB供電標準,圖片來自維基百科
USB 3.1雖然支持900ma電流輸出,但其結合USB Power Delivery最高可以連接5A/20V的設備,也可提供高達100W的供電能力,而最新的MacBook電源適配器也僅為29W,遠不及100W最大值。同時,新的USB 3.1規范還支持雙向供電設計,主設備和從設備之間可相互供電,相比之前USB接口只能單向供電的狀況,USB 3.1接口讓多個設備間的供電更為靈活,甚至多個設備之間僅需一個電源適配器就可以正常使用。正因為此,讓USB 3.1取代電源充電接口成為了事實。(注:USB Power Delivery最高提供100W供電能力,并不限定在USB 3.1,在USB 3.0、USB 2.0依然能夠實現。)
優勢3:支持原生視頻流傳輸
不但如此,全新的USB 3.1還加入了視頻流(影音)傳輸功能,由于USB 3.1最高支持10Gbps傳輸速率,其帶寬完全能夠滿足4K級分辨率的數據傳輸帶寬需求,性能上也能夠媲美DP1.2接口。也就是說,USB 3.1在既支持數據傳輸和雙向供電的同時,也可以取代VGA、HDMI、DP等視頻傳輸接口。同時我們大膽預測,在不久的將來會看到顯示器、電視機也配備USB 3.1 Type-C接口,甚至有可能成為今后主流的視頻傳輸接口。
優勢4:兼容低版本的USB規范,并擁有多種接口
USB 3.1同時向下兼容USB 3.0及更低規范的設備,此外USB 3.1并非只擁有Type-C接口,同時還將繼續保留Type-A、Micro-B接口類型,對應的也就擁有各種接口之間的連接/轉換線。今后,我們依然可以看到采用Type-A型接口的USB 3.1接口,同樣的也能夠通過轉換線將Type-A型接口的外設在Type-C型USB接口上使用。
綜上所述,正因為全新USB 3.1標準在功能性上足夠豐富,這也讓蘋果大膽的在新MacBook中僅保留一個USB-C接口。
USB-C接口如何連接USB Type-A外設、如何連接VGA/HDMI顯示器?
相信我們日常使用過程中難免要用到U盤、移動硬盤等設備,那么這些采用Type-A型接口的外設能否繼續在蘋果MacBook上使用呢?答案是可以的,前提是得擁有一個轉換器。蘋果在推出MacBook的同時還推出了USB-C轉USB Type-A轉換器,使用它我們就能輕松的連接到目前的U盤和移動硬盤等外設了。此外,這個轉換器在蘋果官網的價格是138元人民幣。
除了上面單根USB轉換器外,蘋果還推出了兩款三合一轉換器,這兩款三合一轉換器可以在保證使用USB-C接口充電的同時還能夠連接USB Type-A接口的外設以及通過VGA/HDMI進行視頻輸出。這兩個三合一的轉換器在蘋果官網的價格均為588元,而且就目前實際情況來看,購買MacBook后再購買一個三合一轉換器也是十分必要的。
那么問題來了,一個USB-C接口夠用嗎?
首先,我們來看看蘋果公司對新MacBook的產品定位。新MacBook采用了12英寸屏幕設計,機身采用極為輕薄的設計,便攜性甚至超越MacBook Air。同時,其搭載的Core M處理器在性能上雖然一般,但依然能夠滿足日常辦公需求,可以看出MacBook的定位是移動辦公領域。
蘋果MacBook USB-C接口在理想狀態下的使用情況
新MacBook中采用了全新的電池設計,續航時間可以長達9-10個小時,這對于多數商務人士來說也足夠滿足一天的工作需求。又由于它并不需要經常充電,完全可以做到外出工作不帶電源適配器。此外,USB-C還支持雙向供電使用,如上圖所示,在筆記本電腦、顯示器、移動外設之間可以相互供電,它們之間僅需要一個電源適配器就可以正常工作。
從產品定位來看,蘋果MacBook電腦中的一個USB-C接口在理想狀態下確實可以滿足移動辦公的需求。只不過,目前幾乎沒有采用USB-C接口的顯示器、移動硬盤等外設,這也給目前USB-C功能的豐富性帶來了更多限制,USB-C強大的實力也無法展現出來,因此僅配備一個USB-C接口確實不能滿足使用需求。不過隨著其它外設廠商在USB-C接口上的跟進,相信這一天很快就會到來。
全文總結:
1998年,蘋果第一次在自家iMac電腦上使用USB接口替代掉古老的串口和并口,如今,蘋果試圖通過全新的USB-C接口再一次引領浪潮。正因為USB 3.1 Type-C功能足夠豐富,而且蘋果MacBook定位移動辦公,為了輕薄的機身設計僅設計一個USB-C接口也是情理之中。但對于多數注重性能的筆記本來說,輕薄或許并不是它們的主要追求,因此僅配備一個USB-C接口顯然不夠用,人們總是期望USB接口越多越好的現狀也并不會隨著USB-C的出現而有所改變。
看到這里,相信你對蘋果MacBook中的USB-C接口有了大致的了解,如果你文章中某些問題有疑問,也可以與筆者的微博@188厘米進行溝通、交流。■
記得在你拔出U盤之前的系統提示嗎?“點此彈出設備”,現在很多設備都開始轉變為USB接口,比如曾經的并口打印機、RS 232設備,都通過技術的更新和接口轉換變為更方便可用的USB。
但有些設備在行業進化過程中被時代所拋棄,因為他們原地踏步。那么被USB所感化的熱插拔設備有什么好處呢?熱插拔就是帶電插拔,此功能允許用戶在不關閉系統不關閉電源的情況下取出和更換硬件,進而提高系統的擴展性與靈活性。
各路USB都在轉化成USB-C
在早期熱插拔出現在服務器領域,是為了提升服務器的易用性而出現的。而距離我們最近的USB也是為了方便接駁外部設備而設計,能夠讓外部設備在不關閉系統的情況下隨意更換,大大增強了便捷性,想想以前的PS/2接口鍵鼠,換一下就要重啟系統,多么麻煩。然而有些USB接口沒有按照設計標準來生產,達不到設計要求,有可能造成損壞,這一切都要從USB接口的物理結構說起。
USB也有講究
一般最常見的USB公頭內部由四根數據線組成,左右兩根為電源,中間兩根為數據線。而電源的觸點要比數據觸點長一些。
中間兩根為數據線
因此在拔掉USB設備時,USB設備優先斷開數據線,待數據斷開傳輸之后,再斷開電源,即可做到保護USB設備的功能。如果將USB公頭內部的所有觸點都設計成相同的長度,數據與電源同時斷開或電源先斷開,就極有可能損壞數據。
數據觸點優先斷開
普通的USB設備隨手插拔也沒什么大不了的事兒,如果是包含重要數據的設備還是非常建議先彈出設備后再進行物理拔出。
有爭議的設備接口
根據以往的習慣,筆者經常會熱插拔顯示接口,但都是支持熱插拔技術的,有些視頻接口就完全不支持熱插拔的功能。HDMI是我們最常接觸的一種視頻接口,從理論上講,HDMI是支持熱插拔的,按照設計標準,HDMI都必須設有防靜電功能,但一些低成本產品就會將其省略掉,極有可能損壞設備,無論是使用好線材還是普通線材,筆者還是不建議這么做。
HDMI接口
除了HDMI另一種高性能接口就是DP了,全名為DisplayPort,在設計之初就將熱插拔功能加入進去了,其中一個引腳專門用來檢測連接狀態,來及時告知設備隨時中斷傳輸。不過DP的熱插拔也與線材有關,9.9包郵類的線材還是老實一點吧。
DP接口支持熱插拔
除了上述兩種,目前還在應用的還有VGA與DVI接口,常接觸電腦的人都知道,這兩種接口的兩側分別設有螺絲固定錨點。按照思維慣性,大家可能都以為兩個固定點僅僅是起到加固作用的,實則不然,這兩種接口是天生不支持熱插拔的,因此才用這種方法來加固連接避免意外發生。
VGA與DVI不支持熱插拔
正確的插拔方式就是在關機前保證設備的正確連接,而在系統完全斷電之后再進行插拔動作。除了機箱外部裸露的接口之外,機箱內部的設備接口就完全不能進行熱插拔了,比如插著顯卡的PCI-E;連接硬盤的SATA;內存和CPU就更不用想了。今后大家對一些設備的熱插拔一定要注意,避免意外損失。