Tout savoir sur le DisplayPort

Le DisplayPort correspond à un connecteur numérique multibroches capables de transporter les plus hautes résolutions audio et vidéo. Destiné au monde informatique, il se trouve principalement derrière les ordinateurs et les moniteurs. Il ressemble au HDMI, avec lequel il est parfois interchangeable, mais il n’en est pas pour autant identique. Suivez le guide pour tout savoir sur le DisplayPort.

A l’origine du DisplayPort

Le HDMI, pour High Definition Multimedia Interface, existe depuis 2002 dans sa version 1.0. Nous en sommes à la version HDMI 2.1. Il a été lancé par six grands fabricants : Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony et Toshiba. Il nécessite une licence pour son utilisation dans les produits.

Le HDMI a remplacé la Péritel et le YUV dans l’audio/vidéo grand public. Il est largement utilisé dans les applications professionnelles également.

Le DisplayPort a été créé et est développé par l’organisme VESA (Video Electronics Standards Association) qui regroupe des dizaines de fabricants. Ce format a débuté en 2006 dans sa version 1.0. aujourd’hui, le DisplayPort en est à la version 2.1 (depuis 2022).

Le DisplayPort a remplacé le VGA et le DVI dans les environnements informatiques afin d’offrir une liaison numérique. Il se destine aux sources informatiques et au gaming.

Le standard DisplayPort

Entre la version initiale 1.0 et l’actuelle 2.1, le DisplayPort a intégré les dernières technologies et a fait grimper la bande passante. Cela lui permet de passer les plus hautes résolutions avec un taux de rafraichissement record. C’est ce qui le différencie, entre autres choses, du HDMI qui n’est pas capable de grimper aussi haut.

Version	Année	Résolutions	Bande passante maximale effective	Classe
1.0	2006	1440p @ 60 Hz	5.18/8.64 Gbps	RBR/HBR
1.1	2007	1440p @ 60 Hz	8.64 Gbps	HBR
1.2	2009	4K @ 60 Hz	17.28 Gbps	HBR2
1.3	2014	4K @ 120 Hz 8K @ 60 Hz (avec DSC)	25.92 Gbps	HBR3
1.4	2016	4K @ 120 Hz 8K @ 60 Hz (avec DSC)	25.92 Gbps	HBR3
1.4a	2018	4K @ 120 Hz 8K @ 60 Hz (avec DSC)	25.92 Gbps	HBR3
2.0	2019	8K @ 60 Hz	77.36 Gbps	UHBR
2.1	2022	8K @ 60 Hz 16K @ 60 Hz (avec DSC)	77.36 Gbps	UHBR10, 13.5, 20

Une liaison DisplayPort utilise quatre lignes parallèles, la bande passante de 80 Gbps correspond globalement à l’assemblage de quatre liaisons de 20 Gbps. Le tableau liste les bandes passantes maximales effectives car une part est dédiée au transfert d’autres informations.

Le DisplayPort sécurise les liaisons grâce au DPCP (chiffrement AES128) ainsi que de façon optionnelle avec le HDCP depuis la version DP 1.4. Le HDR10 est supporté mais pas le Dolby Vision ou le HDR10+.

Côté audio, le multicanal est transporté en parallèle de l’image, et ce jusqu’à 32 canaux si nécessaire.

Quant au DSC, c’est une technologie de compression sans perte spécifique au DisplayPort permettant d’augmenter la fréquence de rafraichissement.

Les types de connecteurs DisplayPort

Le format DisplayPort repose historiquement sur un connecteur large asymétrique constitué de 20 broches. Il n’est donc pas interchangeable physiquement avec le HDMI. Le connecteur Mini DisplayPort offre les mêmes caractéristiques dans un format plus compacte utilisé par Apple dès 2006 sur ses ordinateurs. Il a aujourd’hui été abandonné.

Petit à petit le connecteur historique DisplayPort est remplacé dans certains domaines par l’USB-C. Pour cela, il faut que la liaison USB-C soit spécifiquement accompagnée de la fonction « DP Alt Mode ». Ce type de liaison permet de faire passer la vidéo en parallèle des données sur un même câble.

Car il faut savoir que le DisplayPort est un standard de connexion mais aussi un protocole. Rien n’empêche de faire passer le protocole DisplayPort via un cordon USB-C, tant que la bande passante nécessaire est bien présente.

Le connecteur DisplayPort standard

Le connecteur DisplayPort a l’un de ses angles « coupé », tandis que le connecteur HDMI a deux angles coupés. Dans les deux cas, la prise ne peut s’insérer que dans un sens. Un connecteur DP est lié à 20 fils terminés par autant de micro contacts internes.

Ces 20 liaisons sont divisés en quatre fonctions :

• 4 lignes de données (broches 1 à 13)
• 2 canaux auxiliaires (broches 14 à 17)
• détection de connexion hot plug (broche 18)
• alimentation 3,3V (borches 19 à 20)

Un connecteur HDMI comprend 19 broches et propose deux fonctions supplémentaires absentes du DisplayPort : le canal de retour audio (ARC) et la transmission des commandes (CEC).

Les cordons DisplayPort 2.1

Comme nous venons de le voir, le DisplayPort peut transiter via deux types de cordons se terminant soit avec le connecteur traditionnel, soit en USB-C. Pour l’instant, seuls les cordons DisplayPort avec le connecteur idoine sont capables de garantir l’intégralité des données et le respect des plus hautes bandes passantes.

La norme DisplayPort 2.1 offre une bande passante de 80 Gbps au maximum que l’on obtient uniquement avec les cordons DP. Cependant, il existe trois niveaux de bande passante dans la norme 2.1. Lors de l’acquisition des cordons, il faut donc bien vérifier leur capacité maximale à travers l’indication « UHBR ».

UHBR10	40 Gbps
UHBR13.5	54 Gbps
UHBR20	80 Gbps

Les cordons USB-C actuels sont limités à 40 Gbps. Ils correspondent aux dénominations Thunderbolt 4 (macOS) et USB4 1.0 (Windows).

Les prochaines générations seront capables d’atteindre les 80 Gbps grâce au Thunderbolt 5 et à l’USB4 2.0.

Les avantages du DisplayPort

Le standard DisplayPort dédié aux usages informatiques et professionnels présente un certain nombre d’avantages face au plus classique HDMI. C’est pour ces raisons que ces deux liaisons concurrentes n’ont pas fusionné jusqu’ici. Cependant, le HDMI pouvant être remplacé par l’USB-C, et l’USB-C pouvant bientôt passer les 80 Gbps, ce type de cordon pourrait devenir universel à moyen terme.

Le mode de transmission des données

La différence essentielle entre HDMI et DP concerne la façon dont les données sont transmises. Les deux méthodes sont incompatibles entre elles de façon directe.

HDMI	TMDS	Le HDMI utilise la technologie TMDS (Transition Minimized Differential Signaling), ce qui signifie transmission de données en série à haute vitesse. La broche 18 délivre 5V côté source pour initier la liaison lorsque nécessaire.
DisplayPort	LVDS	Le DP utilise pour sa part le LVDS (Low Voltage Differential Signaling) ou transmission différentielle basse-tension. La broche 20 délivre 3,3V côté source pour initier la liaison si besoin.

Les données étant transmises sous forme de paquets en DisplayPort, cela autorise l’utilisation de cordons de plus grandes longueurs sans pertes de données à bande passante équivalente :

• 15 mètres pour le DP

• 5 mètres pour le HDMI

Les taux de rafraichissement

La connexion DisplayPort est celle qui offre les plus hauts taux de rafraichissement, aidée en cela par la technique de compression DSC. C’est pour cette raison que le DP représente la liaison de choix dans le monde du gaming. Précisons également que compression ou pas, le DP garantit la restitution d’un espace colorimétrique en 4:4:4 dans tous les cas, un autre atout face au HDMI.

Résolution	Sans compression	Avec compression DSC
16K	30 Hz	60 Hz
8K	60 Hz	120 Hz
4K	144 Hz	240 Hz
1080p	240 Hz	900 Hz

Le chaînage d’écrans

Le standard DisplayPort intègre la possibilité de faire du multi-écrans à partir d’une seule sortie, c’est la fonction Multi-Stream Transport (MST). Deux ou trois écrans peuvent ainsi être branchés en série, ce que ne permet pas le HDMI. Les plus hautes résolutions sont supportées. Voici quelques exemples sans compression, c’est-à-dire sans l’usage de la technologie DSC.

DisplayPort	DisplayPort	DisplayPort	USB-C DP Alt Mode
1 écran	2 écrans	3 écrans	3 écrans
10K @ 60Hz (10240×4320)	4K @ 144Hz (3840×2160)	4K @ 90Hz (3840×2160)	QHD @ 120Hz (2560×1440)

Le connecteur à verrouillage

Le connecteur DisplayPort est équipé d’origine d’un système mécanique de verrouillage. On est ainsi certain que le câble ne se détachera pas ou ne pourra pas facilement être arraché. Deux minuscules griffes mobiles viennent sécuriser le connecteur lorsqu’il est inséré. Pour retirer la prise, il faut appuyer sur le dessus de celle-ci, une bascule mécanique va alors libérer les deux griffes.

Intercompatibilités entre HDMI et DisplayPort

Bien que très similaires dans leurs possibilités, les formats HDMI et DisplayPort ne sont pas compatibles dans les deux sens. Il existe même un risque de griller les composants. Voici ce qu’il est possible de faire et les solutions d’adaptation. Prenez bien conscience que dans le cas de la cohabitation des deux standards, les résolutions et taux de rafraichissement seront au maximum ceux de la norme HDMI.

DisplayPort vers HDMI

Dans ce sens, tout fonctionne très bien avec un câble ou un connecteur équipé d’une prise DP d’un côté et HDMI de l’autre. Ce câble semi-actif utilise les 3,3V en sortie de l’appareil DP et le transforme en 5V et bascule le DisplayPort en mode de compatibilité TMDS. Ce mode a en effet été prévu dans la norme !

Attention, ce type de cordon fonctionne uniquement dans le sens DP > HDMI.

HDMI vers DisplayPort

C’est ici que tout se complique. Ce type de câble n’existe pas car ces deux formats sont incompatibles dans ce sens : le HDMI n’a pas de mode de compatibilité pour passer de TMDS en LVDS. Une interface de conversion est obligatoirement nécessaire. Elle va transformer le mode de transmission et délivrer 3.3V à partir des 5V en entrée.

Attention, ce type d’interface fonctionne uniquement dans le sens HDMI > DP.

Mais la solution la plus simple aujourd’hui est de passer en IP. Avec un encodeur AV-over-IP DisplayPort, le signal converti en un flux vidéo H.265, JPEG2000, etc. devient indépendant de tout format physique. Avec un signal DP converti en IP, il est donc tout à fait possible de récupérer en sortie un signal IP vers HDMI ! Cela dépend évidemment de la qualité du flux attendu, une liaison sur IP ne permettant pas d’atteindre ls 80 Gbps, même en compression avec perte.

Où utiliser le DisplayPort ?

En entreprise, le DisplayPort est essentiellement disponible sur les stations de travail. Mais le HDMI destiné à l’origine au grand public se généralise de plus en plus dans les environnements professionnels et concurrence le DP. Il y a toutefois des situations où les deux formats seront présents. Dans les salles de réunion par exemple où il faut pouvoir accueillir les ordinateurs de tous les participants, quel que soit leur connecteur vidéo. En outre, la majorité des moniteurs et des vidéoprojecteurs professionnels sont équipés au moins d’une entrée DisplayPort.

Le DisplayPort étant associé aux sources informatiques, il va être très courant dans les salles de commande où les opérateurs ont besoin d’accéder aux images provenant de différents ordinateurs. Les murs d’images sont souvent alimentés par des sources en DisplayPort. C’est un connecteur privilégié en sortie des processeurs vidéo et des media server.

Enfin, le DisplayPort se retrouve sur les ordinateurs dédiés au gaming. C’est le connecteur de sortie vidéo choisi par les fabricants de cartes graphiques haut de gamme. Tout simplement car c’est celui qui délivre le plus grand nombre d’images à la seconde, jusqu’à 240 en 4K.

Sources :

• Wikipedia DisplayPort – https://fr.wikipedia.org/wiki/DisplayPort
• Organisation DisplayPort – https://www.displayport.org/
• VESA DP – https://vesa.org/displayport-developer/about-displayport/

2 mai 2024