计算机硬件接口与软件端口详述(三)
计算机硬件接口与软件端口详述（三）
（三）显示输入、输出接口
随着科技的发展，计算机和显示器之间的接口类型也在不断进步。从早期的VGA和DVI，到如今广泛使用的HDMI和DisplayPort（DP），每一代视频接口都有其独特的特点和应用场景。本文将对视频接口进行详述，了解各视频接口的区别，以选择最适合自己的连接方式。
1.VGA接口
VGA（Video Graphics Array）接口是电脑显示器连接的先驱之一。它诞生于1987年，以其出色的兼容性而闻名。VGA接口也称为D-Sub接口。在CRT显示器时代，VGA接口是必备的。因为CRT是模拟设备，而VGA采用的也是模拟协议，所以它们理所当然被匹配来使用。VGA接口采用15针插针式结构，里面传输分量、同步等信号，是很多老显卡、笔记本和投影仪所使用的接口。后来液晶显示器出现，也带有VGA接口。显示器内置了A/D转换器，将模拟信号转换为数字信号在液晶显示器上显示。VGA接口通过RCA（黄白红）插头传输模拟信号，最高分辨率可达1920×1080，刷新率较低，通常为60Hz。在高分辨率下字体容易虚,这使得VGA在色彩表现和动态画面上存在一定的局限性。
2.DVI接口
DVI（Digital Video Interface），即数字视频接口。是一种视频接口标准，设计的目的是用来传输未经压缩的数字化视频。广泛应用于LCD、数字投影机等显示设备上。DVI接口可以发送未压缩的数字视频数据到显示设备。
DVI接口有3种类型5种规格，端子接口尺寸为39.5mm×15.13mm。三种类型包括DVI-A、DVI-D和DVI-I的接口形式。DVI-D只有数字接口，DVI-I有数字和模拟接口，目前应用主要以DVI-D为主，同时DVI-D和DVI-I又有单通道（Single Link）和双通道（Dual Link）之分，我们平时见到的都是单通道版的，双通道版的成本很高，因此只有部分专业设备才具备，普通消费者很难见到。
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类型 |
信号类型 |
针数 |
备注 |
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DVI-I单通道 |
数字/模拟 |
18+5 |
可转换VGA |
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DVI-I双通道 |
数字/模拟 |
24+5 |
可转换VGA |
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DVI-D单通道 |
数字 |
18+1 |
不可转换VGA |
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DVI-D双通道 |
数字 |
24+1 |
不可转换VGA |
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DVI-A |
模拟 |
12+5 |
已废弃 |
3.HDMI接口
（1）HDMI是高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)的简称。HDMI是一种全数字化视频和声音发送或接收接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。主要用于机顶盒、电视、电脑和一些音箱等产品。HDMI不仅可以满足1080P的分辨率，还能支持DVD Audio等数字音频格式，支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送。HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。与DVI相比HDMI接口的体积更小，DVI的线缆长度不能超过8米，否则将影响画面质量，而HDMI最远可传输15米。只要一条HDMI缆线，就可以取代最多13条模拟传输线，能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。
（2）HDMI接口类型
HDMI的规格书中规定四种HDMI接口，
HDMI A Type
应用于HDMI1.0版本，总共有19pin，规格为4.45mm×13.9mm，为最常见的HDMI接头规格，相点对点于DVI Single-Link传输。在HDMI 1.2a之前，最大能传输165MHz的TMDS，所以最大传输规格只能在于1600×1200（TMDS 162.0MHz）。
HDMI B Type
应用于HDMI1.0版本，规格为4.45mm×21.2mm，总共有29pin,可传输HDMI A type两倍的TMDS数据量，相点对点于DVI Dual-Link传输，用于传输高分辨率（WQXGA 2560×1600以上）。因为HDMI A type只有Single-Link的TMDS传输，如果要传输成HDMI B type的信号，则必须要两倍的传输效率，会造成TMDS的Tx、Rx的工作频率必须提高至270MHz以上。而在HDMI 1.3 IC出现之前，市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能稳定在165MHz以下工作。此类接口未应用在任何产品中。
HDMI C Type
俗称mini-HDMI，应用于HDMI1.3版本，总共有19pin，可以说是缩小版的HDMI A type，规格为2.42mm×10.42mm，但脚位定义有所改变。主要是用在便携式设备上，例如DV、数字相机、便携式多媒体播放机等。由于大小所限，一些显卡会使用mini-HDMI，用家须使用转接头转成标准大小的Type A再连接显示器。
HDMI D Type
应用于HDMI1.4版本，总共有19pin，规格为2.8mm×6.4mm，但脚位定义有所改变。新的Micro HDMI接口将比19针MINI HDMI版接口小50%左右，可为相机、手机等便携设备带来最高1080p的分辨率支持及最快5GB的传输速度。
HDMI E Type
此种类专为车用线缆设计，有与其他种类相同的 19pin 设计，差别在线缆相连的地方有着机械锁的设计，能够在车辆行进中确保连接的稳定性。是一般消费者在市面上不常见到的种类。
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HDMI 版本 |
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1.0–1.2a |
1.3–1.3a |
1.4–1.4b |
2.0–2.0b |
2.1 |
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发布日期 |
2002年12月 (1.0) 2004年5月(1.1) 2005年8月(1.2) 2005年12月 (1.2a) |
2006年6月(1.3) 2006年11月 (1.3a) |
2009年6月(1.4) 2010年3月(1.4a) 2011年10月 (1.4b) |
2013年9月 (2.0) 2015年4月 (2.0a) 2016年3月 (2.0b) |
2017年11月 |
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信号规格 |
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传输带宽 |
4.95Gbit/s |
10.2Gbit/s |
10.2Gbit/s |
18.0Gbit/s |
48.0Gbit/s |
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最大传输数据速率 |
3.96Gbit/s |
8.16Gbit/s |
8.16Gbit/s |
14.4Gbit/s |
42.6Gbit/s |
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媒体流通道 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
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编码方式 |
8b/10b |
8b/10b |
8b/10b |
8b/10b |
16b/18b |
4.DP接口
DP接口，全称DisplayPort接口，即：显示接口，是一种用于数字视频和音频传输的计算机显示接口标准。DP接口由美国VESA（Video Electronics Standards Association）组织制定，并于2006年首次发布。DP接口主要用于连接计算机、显示器、电视和其他视频显示设备之间的连接，用于传输高质量的图像和声音信号。
DP接口在技术上支持高分辨率、高刷新率和深色位的视频传输，同时还支持多通道音频传输，包括高质量的无压缩音频和多声道音频。DP接口采用小型连接器，有标准尺寸的标准DP（DisplayPort）连接器和更小的Mini DP（Mini DisplayPort）连接器，适用于不同类型的设备。
DP接口在计算机、显示器和显卡等设备中得到广泛应用，尤其在高性能计算、游戏、多显示器配置和专业图形应用等领域具有较高的应用价值。DP接口还支持多流传输技术，可以通过一个单一的DP接口同时传输多个独立的视频和音频流，从而实现多屏幕显示和多声道音频输出等应用。此外，DP接口还支持一些高级功能，如链路训练、辅助通道、嵌入式时钟等，提供了更多的灵活性和功能性。
DisplayPort（DP）接口的物理形态主要指其外观尺寸与连接方式，目前常见有三种类型，每种在设备兼容性和应用场景上有所不同。
1. 标准 DisplayPort（Full-Size DP） 外观呈直角梯形，一角为直角，另一角有斜角，并带有锁扣设计（插入无需按压，拔出需按下卡扣）。 应用场景：广泛用于台式机独立显卡、专业显示器及高端视频线缆，适合高带宽视频传输。
2. Mini DisplayPort（MiniDP） 由苹果推出，尺寸约为标准DP的一半，同样具备锁扣。 应用场景：常见于2016年前的MacBook Pro/Air、微软Surface Pro等超薄笔记本。 兼容性：物理尺寸与Thunderbolt 1/2一致，可共用线缆传输视频信号（雷电接口带闪电标志）。
3.雷电4接口是英特尔公司研发并推广的高速通用串行接口标准，是雷电（Thunderbolt）技术的最新版本。它采用通用的USB Type-C物理接口，提供高达40Gbps的双向传输带宽，并集成了数据传输、视频输出和设备供电功能。该接口广泛兼容USB、DisplayPort和PCIe协议，支持连接高速外置存储、扩展坞、多台4K/8K显示器以及外接显卡等设备。相较于前代雷电3，雷电4在最低PCIe带宽、视频输出能力、安全保护和唤醒功能等方面均有提升，旨在通过单一接口实现极简、高效的多设备连接体验。
DP选择与注意事项
1.当前主流：DP 1.4 是当今显卡和显示器中最主流的版本，能够完美满足2K高刷和4K游戏的需求。
2.未来趋势：DP 2.0/2.1 是未来方向，提供远超HDMI 2.1的带宽，为超高分辨率和刷新率铺平道路。目前仅在一些高端显卡（如AMD RX 7000系列）和显示器上开始配备。
3.线材很重要：为了实现高版本协议的性能，你必须使用对应标准的优质线缆（如认证的DP 1.4线缆）。劣质线缆无法支持高带宽，会导致黑屏、闪烁或无法开启高刷新率。
4.检查来源：显卡和显示器接口的性能由两者中版本较低的一方决定。例如，DP 1.4的显卡连接DP 1.2的显示器，最终只能实现DP 1.2的性能。
本文对显示接口的引脚个数及引脚电压电器特性未给出，感兴趣的专业人士可查阅相关资料
（本期介绍计算机显示接口，下一接将讲述软件端口……）