DisplayPort 2.0正式发布：雷电3加持，带宽提高3倍，正式引入图像无损压缩传输
6月26日，VESA标准组织正式宣布了全新的DisplayPort 2.0数据传输标准规范，与雷电3、USB-C紧密结合，可满足8K乃至更高级别的显示输出需求。是DisplayPort 1.4 协议后首次重大更新。
在此之前，DP 1.1、1.2、1.3/1.4的理论总带宽分别为10.8Gbps、21.6Gbps、32.4Gbps，但有效率都只有80％(8/10b编码)，难以满足6K、8K高分辨率和高色深、高刷新率的需求。
DP 2.0将理论带宽一举提升到了80Gbps，并且采用全新的编码机制128/132b，将有效率提升至97％，实际可用高达77.4Gbps，相当于DP 1.3/1.4的整整三倍，远远超过HDMI 2.1的理论带宽48Gbps。
这样一来，DP 2.0可以轻松支持8K/60Hz HDR、>8K/60Hz SDR、4K/144Hz HDR、2×5K/60Hz等输出格式，不仅能支持任何8K显示器且不需要压缩，还可以支持到30-bit色深(超过10亿色)，实现8K HDR。
VESA 将利用 Thunderbolt 3 的物理层实现超高的带宽。DisplayPort 2.0 可以在 60Hz 的刷新率下支持 2 个 8K 分辨率屏幕，并实现全彩 4:4:4 分辨率和 HDR-10 支持。
DisplayPort 2.0的速度非常快，不仅可以支持8K显示器而不需要任何压缩（包括色度子采样），但它足以以30位颜色进行，即使在高分辨率下也能支持HDR。同样，现在可以在没有压缩的情况下以24位颜色显示10K监视器，在压缩时使用16K监视器。总体而言，应用程序与制造商想要的一样多样化，其中的选项包括确保为下一代VR提供足够的带宽，启用新的菊花链设置，以及更有趣的一些设置，例如将USB数据与高分辨率DisplayPort显示器混合。
DisplayPort 2.0：Thunderbolt 3，UHBR和无源数据线
接下来来谈谈DisplayPort 2.0物理层。在过去的五年左右的时间里，VESA成员已经讨论了标准未来的发展方向，以及物理端口将采取的方向。开发下一代高带宽外部接口只会使每一代产品变得更加困难和昂贵，这已经越来越多地使各种标准组织围绕少数几个物理层和数据传输技术进行合并。与此同时，物理显示端口是十多年前设计的，最初的设计初衷并不是为了扩展到2.0将推动的带宽。因此，每个选项在某种程度上都是公开的，包括不考虑大多数DisplayPort标准、DisplayPort和所有选项。
最终的结果是一个有趣的折衷，而且重要的是，它提供了更多的带宽，同时保留了与现有显示端口设备的向后兼容性。DisplayPort本身仍然存在:它和USB-C连接器(通过DP alt模式)都是新的DisplayPort 2.0标准的官方端口。正因为如此，引脚的数量和由此产生的高速数据通道也保持不变，DisplayPort继续在4个通道上运行。最后，DisplayPort 2.0标准还保留了该技术基于数据包的通信方法，这意味着图像数据将继续通过固定带宽链路以包的形式发送，而不是以像素为中心的像素时钟方法。
至于数据线方面，DP 2.0其实引入了三种不同机制，每通道带宽分别设定在10Gbps、13.5Gbps、20Gbps，VESA称之为“超高比特率”(UHBR/Ultra High Bit Rate)，按照带宽分别叫做UHBR 10、UHBR 13.5、UHBR 20。
UHBR 10的原始带宽为40Gbps，有效带宽38.69Gbps，被动型铜线材即可，此前的DP 8K线材认证项目其实就包括它，也就是通过了8K认证的DP数据线就符合UHBR 10的信号完整性要求。
UHBR 13.5、UHBR 20就不一样了，原始带宽54Gbps、80Gbps，有效带宽52.22Gbps、77.37Gbps，被动线材只能用于极短距离传输，比如笔记本扩展坞，长一点就需要主动线材，也就是植入相应控制和放大芯片。
那么，是什么让DisplayPort 2.0变得如此强大呢? 答案是：Thunderbolt 3（雷电3），虽然名义上的显示端口本身保留了下来，但物理层的其余部分几乎完全被Thunderbolt 3所取代。
对于DisplayPort 2.0，VESA直接利用了英特尔现有的Thunderbolt 3技术，该技术已经达到了VESA所寻求的数据速率。虽然最初是英特尔专有技术，但英特尔在今年早些时候将该技术作为免版税标准发布给更广泛的行业。这使得第三方不仅可以在不支付英特尔费用的情况下创建纯粹的Thunderbolt 3设备，而且还允许Thunderbolt 3技术重新用于其他标准。因此，虽然USB4是Thunderbolt 3更直接的品牌重塑，但DisplayPort 2.0通过实质上创建单向Thunderbolt 3连接将其带入了不同的方向。
Thunderbolt 3的操作与DisplayPort非常相似，每个通道有4个高速传输20 Gbps的信息包。然而，尽管TB3是真正的双向全双工链路，每个方向分配了2个通道，但DisplayPort专注于在一个方向上发送大量数据：out。因此，DisplayPort 2.0将两个入站通道反转为出站通道，允许将四个总通道组合成一个80 Gbps链路。
说到链接本身，转向Thunderbolt 3技术也意味着DisplayPort继承了Thunderbolt 3的信号编码方案。尽管DisplayPort 1.x一直使用相对低效的8/10b编码 - 导致20％的开销 - DisplayPort 2.0将提供128/132b编码，其开销仅为3％。这就是为什么DisplayPort 2.0的实际带宽增益不仅仅是原始带宽增益; 标准不只是获得更多带宽，而是更有效地使用它。因此，在最高数据速率下，DisplayPort 2.0将能够提供77.37 Gbps的带宽。
DisplayPort 2.0功能：强制性DSC，分支设备和面板重放
除了在DisplayPort 2.0中引入了重要的物理层更改之外，该标准还引入了一些更为温和的特性改进。
首先，对于DisplayPort 2.0设备，现在必须支持显示流压缩。在此之前，DSC作为DisplayPort 1.4的一部分被引入，但直到几年后才真正被完全开发出来。DSC是该组织的“视觉无损”图像压缩标准。DSC在较小的像素组上运行，提供约3：1的适度压缩比，其目标是压缩图像，以节省功耗和带宽，而不会引入视觉伪像，也不会增加显着的延迟。
无论如何，从DisplayPort 2.0开始，DSC现在是DisplayPort标准的核心部分。需要明确的是，当带宽允许时2.0设备不必使用DSC，优先选择的是未压缩图像 。但2.0设备必须能够对DSC压缩数据进行编码，传递和解码。随着时间的推移，这将为制造商开发和发布需要DSC的显示器打下基础(至少在某些模式下)，因为他们将能够销售知道所有2.0设备都可以驱动它们的显示器。
说到效率，DisplayPort 2.0标准还引入了另一个专注于电源效率的供应商可选功能，这就是Panel Replay。Panel Replay源于早期的Panel Self Refresh技术，是嵌入式DisplayPort标准的一部分，它是一种部分自我更新机制，允许系统仅传输和更新自上一个视频帧以来已更改的图像部分。与eDP中的PSR一样，此功能主要用于笔记本电脑和其他移动设备，其中功耗和对电池运行时间的影响是至关重要的。传输较少的数据不仅减少了传输时的能耗，而且还减少了显示控制器所需的处理量。
最后但同样重要的是，DisplayPort 2.0还更新了“分支设备”在标准中的工作方式。基本上是多流传输设置中的分离器，DisplayPort 1.x要求分支设备能够解码DisplayPort比特流，这对于20Gbps以上的数据来说不是一件容易的事情。因此，在2.0版本中，分支设备进行了一些简化，现在只能够转发数据，而不必解码数据。这将使MST(和菊花链)更容易实现，因为分支设备不需要那么复杂。