Por que DisplayPort, porta HDMI, etc., enquanto USB pode fazer o trabalho? [fechadas]

Question

Estou usando o HP EliteDisplay E232 conectado ao meu notebook hp HP ZBook 15 G2 através do DisplayPort há algum tempo. Tanto o monitor quanto o notebook possuem resolução Full HD 1920x1080. Fiquei tão feliz que mudei para DisplayPort de cabo VGA porque a tela agora parece muito melhor e nítida através de DP.

Comecei recentemente a usar o "replicador de portas HP 3005pr" para facilitar a conexão de vários dispositivos ao notebook. Agora eu posso conectar fone de ouvido, microfone, rede, teclado, mouse, etc display para o notebook através de um único conector USB.

notebook - > usb - > replicador de porta - > outros dispositivos através de suas próprias portas

É muito fácil e impressionante. Curiosamente, acho a tela tão boa e nítida como se o monitor estivesse diretamente conectado ao DisplayPort do notebook.

Agora vamos à pergunta - O sinal de vídeo do meu notebook está saindo pela porta USB. Isso significa que pode transferir bons dados / sinal. Se o USB pode transferir / entregar sinal tão alto quanto o DisplayPort, por que o DisplayPort? Por que inventar todas essas multidões de especificações de portas (HDMI, Display, Firewire etc.) e suas versões? Por que nem todos os dispositivos vêm com uma porta USB e são super compatíveis com todos os outros dispositivos?

    

Answer 1

HDMI, DP e VGA são conexões de mídia, onde o USB é uma conexão de dados.

O USB não transfere sinais de vídeo / áudio reais, apenas os dados que podem ser produzidos.

Seu dock possui um adaptador de vídeo USB que processa os dados que entram via USB em vídeo, principalmente via software, usando a CPU do computador para processar (a maioria) os dados. O adaptador no dock foi fornecido por DisplayLink , ( chip DL3900 aparentemente ).

As chances são de que seu dock tenha limites de resolução menores do que se você conectasse o (s) mesmo (s) monitor (es) diretamente a portas de vídeo no próprio laptop (não é possível verificar, pois você não forneceu o modelo do laptop) .

Aqui está uma nota das páginas de suporte da sua doca:

Two external displays with 1920 x 1200 resolution each are available when connected through a USB 3.0 connection from the notebook to the port replicator. Up to a 2560 x 1600 resolution is available on a single external display connected through a USB 3.0 connection from the notebook to the port replicator, however when a 2560 x 1600 resolution display is connected to the port replicator, the unused port will be disabled.

Se você não usa o encaixe, e seu sistema tem um discreto (também conhecido como " dedicado ") adaptador de vídeo (como um adaptador AMD ou NVidia), então ele processará o vídeo em sua GPU, reduzindo / removendo a energia da CPU necessária para processar dados em um sinal de vídeo.

Isso seria especialmente perceptível em aplicativos / jogos 3D e reprodução de vídeo em HD em tela cheia, em que o adaptador de vídeo geralmente desempenha um papel importante no processamento ao descarregar da CPU. Isso deixa a CPU livre para processar outros dados sem interromper o processamento de vídeo, bem como executar tarefas que ajudam a acelerar o processamento de tarefas que a GPU não pode fazer, como decodificar um formato de arquivo de vídeo sem decodificador de hardware. p>

Além da capacidade de processamento e do descarregamento, também há diferenças de largura de banda para os dados sendo transferidos para e do adaptador de vídeo.

Como todos esses dados precisam ser bloqueados em uma única porta USB3.0 para esse dock, mesmo com um máximo teórico de cerca de 640 MBps (o que você nunca conseguirá), você notaria ainda mais quando começar conectando outros dispositivos (pen drives, dispositivos de áudio, conectividade de rede, etc.) ao dock, já que todos eles precisam compartilhar esse único pipe.

Para comparar, uma conexão 1x PCI Express ( PCIe ) (v1.0) é ~ 250MBps (máximo teórico. ) e conexão PCIe (v1.0) 16x é ~ 1GBps.

Os adaptadores de vídeo discretos mais atuais usam mais de uma única pista PCIe 1x e usam revisões mais recentes das especificações PCIe, que são mais rápidas.

Por exemplo, a versão mais recente do PCIe 3 é basicamente de 1 GBps por faixa PCIe.

• PCIe 1x = ~ 1GBps
• PCIe 4x = ~ 4GBps
• PCIe 16x = ~ 16 GBps

Assim, um adaptador de vídeo atual, usando uma única conexão PCIe 1x v3.0, transmitirá quase o dobro de dados, exceto que será utilizado para transferir somente dados de vídeo (e talvez áudio) utilizado pelo adaptador de vídeo.

A comparação com um adaptador de vídeo integrado (por exemplo, um adaptador de vídeo Intel GMA / HD que faz parte de um processador Intel) é uma história semelhante. Embora os adaptadores integrados usem a CPU durante a maior parte do processamento, eles têm partes dedicadas da CPU para certos aspectos do processamento de vídeo (decodificadores de hardware e similares).

Embora, como o adaptador USB DisplayLink, eles também usem a CPU para processamento, eles têm uma vantagem distinta de estar strongmente acoplados à própria CPU, que é strongmente acoplada à RAM. Esse acoplamento strong permite uma largura de banda muito maior e menor latência entre os componentes, permitindo que eles tenham um desempenho admirável.

    

Answer 2

A profusão de interfaces resume-se em grande parte ao timing da evolução.

O USB, como o próprio nome diz, é uma interface universal e foi desenvolvido para permitir o intercâmbio de vários tipos de tráfego digital, e o padrão USB1 original foi uma quebra.

No entanto, quando as pessoas queriam conectar dispositivos AV, as taxas de dados mais altas estavam além da especificação USB, então foi inventado o FireWire, que também foi rápido o suficiente para interface de disco e outros tráfegos de alta velocidade.

Em seguida, o USB2 foi estabelecido, mas não antes de haver um grande investimento em dispositivos Firewire, e levou muito tempo até que o USB2 se tornasse a interface de escolha para a transferência de dados em alta velocidade.

O lobby FireWire então dobrou a velocidade com a especificação FW800, mas o USB2 já estava bem estabelecido para o FW800 competir, e o USB3 se tornou mais ou menos sem oposição como uma interface universal para transferência de dados em alta velocidade. É claro que isso não é rápido o suficiente para os discos internos mais rápidos, e estes usam sua própria interface SATA, especificamente para esse propósito.

Enquanto tudo isso acontecia, eram necessários desenvolvimentos para substituir os displays analógicos pelos digitais, e os processadores não eram rápidos o suficiente para usar USB, então uma interface digital específica (DisplayPort) foi desenvolvida para fazer isso diretamente em placas de vídeo. Ao mesmo tempo, os gravadores e players de TV e vídeo precisavam de uma interface digital AV rápida, e o HDMI foi desenvolvido para isso: agora que todos usam HDMI, não há incentivo para os fabricantes de equipamentos AV usarem o USB.

Enquanto isso, a Apple seguiu seu próprio caminho e estabeleceu padrões que foram prontamente adotados em seus próprios produtos, mas têm pouca moeda externa.

Esta é uma simplificação muito grosseira de como os desenvolvimentos ocorreram ao longo dos anos, mas espero que de alguma forma ilustre como as interfaces proliferaram. Se houver alguma tendência a se concentrar em USB, é certo que novas interfaces com suas próprias vantagens aparecerão antes que qualquer uniformidade seja estabelecida.

Como observação final, o vídeo em 3D e o UHD agora são estabelecidos pelo HDMI: duvido que o seu replicador de porta lide com isso, então o avanço dos saltos continuará.