VESA協會在2017年11月發表DP Alt Mode 1.0b 規格,2年多後,在2020年3月發表最新的DP Alt Mode 2.0規格,可以瞥見未來USB-C HDMI Dongle/Dock產品會具備什麼樣的功能。

DP Alt Mode Spec 2.0新增二大重點

第一,增加DP 2.0 Spec中三個Data Rates (UHBR10/13.5/20Gbps)。第二,宣告Pin Assignment D (2-Lane DP和2-Lane USB的通道)不支援USB4模式,USB Data傳輸最高只支援到USB3.2 (10Gbps)。

從表1可以知道,要傳輸的影像的解析度愈高,例如8k 30GHz,在USB4模式中的USB Data傳送速率會下降。但如果將VESA DSC(增加三倍DP頻寬)加入考慮,USB4模式下,可以使USB Data傳輸量比沒有DSC時來的更多。另外,在Pin Assignment D的模式下,USB Data最大資料傳輸率就是10Gbps,其傳送速率不會受到要傳送的影像的解析度的高低影響。在有DSC支援的狀況下,可以傳輸更高的影像解析度像是8K 60GHz。

令人比較失望的是,為什麼Pin Assginment D模式不能支援USB4的20Gbps(USB4的40Gbps是用二組USB TX/RX高速對所組成,所以單組是20Gbps)呢?如果可以支援USB4 20Gbps,使用者在看高解析度的畫面的同時,還能享受比10Gbps(USB3.2) 更快的傳送速率,如此一來,這個USB-C介面的使用者體驗將會變得更好。因此,可以推敲出未來USB-C Dock產品可能會分為二種,一種為USB4 USB-C Dock,如圖1所示。

另一種為Non-USB4 USB-C Dock,如圖2所示:

面對USB-C Dock產品規格差異化,「影像最大解析度」即為吸引使用者目光的核心。USB Data傳輸頂多的影響就是比較慢,但是買錯了USB-C Dock,用戶的Monitor或TV就會無法達到最佳解析度,這會直接影響用戶的用戶體驗。所以,未來最大解析度的標示,將是用戶決定是否要購買該產品的其中一個重點因素。

USB-C to DP Cable USB-C to HDMI 2.1 Adapter規格需求

另二個比較流行的產品就是USB-C to DP Cable跟 USB-C to HDMI 2.1 Adapter。USB-C to DP Cable中不須考慮USB傳輸因素,只需要考慮到有沒有支持到UHBR10/13.5/20Gbps就好。此外,DP Alt Mode 2.0 Spec中新增了USB-C/DP/mDP Plug to DP Receptacle Adapter規範,要求須具有Re-timer的IC。先前此類產品無法取得VESA認證Logo,但是DP Alt Mode 2.0 Spec已把這類產品納入規範,所以在未來很有可能會開放VESA Logo認證。USB-C to HDMI 2.1 Adapter以及VESA很有可能會要求DP Cable中需要具備類似USB E-mark功能的IC,來做辨別產品是否為合格的DP 2.0 Cable。

USB-C to HDMI 2.1 Adapter跟DP 2.0 Cable的未來開發方向

依據DP2.0 Spec跟HDMI 2.1 Spec從中挑出4項較有關連的功能,表2列出未來USB-C to HDMI 2.1 Adapter的產品應會具備的功能。

實際上,必須參考產品的定位來做產品差異化,所以不是每一個USB-C to HDMI 2.1 Adapter產品非得同時支援上表列出的4項HDMI新功能,但是一定會支持48Gbps,原因有二:

  1. 不確定會不會有使用者將Adapter接到需要用到48Gbps且沒有支持DSC的顯示器。
  2. 相對於其他功能,用戶比較容易理解解析度(例如8K60)。換句話說,用戶對8K60的理解就是和HDMI 2.1直接畫上等號。若看到產品上有HDMI 2.1的字眼,使用者預設心理就是產品同時支援8K60。

理想的USB-C to HDMI 2.1 Adapter或是USB-C to HDMI 2.1 Dock產品,48Gbps、VRR、Dynamic HDR三者缺一不可,才能夠支援更高的影像解析率、更好的影像顯示品質,以及更極致的遊戲體驗。

DisplayPort 2.0 Cable性質剖析

DP Cable分為Active和Non-Active。Active Cable如果不是支援雙向性,則需標示連接方向,讓用戶可以知道如何使用這條Active Cable。

未來的DP2.0 Cable非常可能要求Cable with USB-C Connector須帶有像USB-C Cable E-mark IC,讓DP Device可以知道連接的Cable是Active還是Non-Active,以及是否支持 UHBR20/13.5/10。如果是Active,具備E-Mark IC的DP2.0 Cable也可以判別是哪一種Active (Re-driver/Re-timer)。

如果是Cable with DP Connector,則會利用Config 2的針腳電壓差分辨是否支援UHBR Data Rate。