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簡單易懂的HDMI線材購買指南—寫在HDMI2.1來臨之際

本文作者:misaruka

國內HDMI線材市場及其混亂,經常碰到兼容問題,比如最常見的1.4和1.3不兼容,1.4和2.0版不兼容。看到這可能會有人說這是亂講,明明cat2後的HDMI不分版本,線是通用的。

實際上這句話並不準確,具體下面解釋。



HDMI完整的線材包括介面和線纜兩個部分:

介面方面,HDMI聯盟定義了type A/B/C/D/E共5種規格,其中雙路的B口基本沒有廠商在做(僅一款產品在官網註冊)不用理會,剩下的C和D口分別是mini HDMI和micro HDMI,前者攝像機可能有在用,後者常見於手機等小型移動設備(D比C要小很多),E口是車載專用口,長21.9mm,外面有防脫落的倒鉤,較少見。市面上最常見的是A口,長13.9mm,包括電視、顯示器、播放器、遊戲主機等眾多家用數碼設備。

線纜部分,HDMI聯盟將其分成了9類,同時又對廠家提出了一個叫做Category 的認證流程,這個流程完成後,根據其送測樣品線纜的帶寬值,分為Category1/2/3三個不同的認證標準,具體如下:

Cat1

Standard HDMI Cable

Standard HDMI Cable with Ethernet

Standard Automotive HDMI Cable

Cat2

High Speed HDMI Cable

High Speed HDMI Cable with Ethernet

High Speed Automotive HDMI Cable

Premium High Speed HDMI Cable

Premium High Speed HDMI Cable with Ethernet

Cat3

The Ultra High Speed HDMI Cable

其中Standard開頭的是Cat 1,帶寬不得低於2.25Gbps;High Speed是Cat2,不得低於10.2Gbps(HDMI 1.3引入),而Ultra High Speed是Cat3,它是最新的HDMI2.1標準所相匹配的新線纜帶寬48 Gbps。除了Cat3和Premium High Speed ,Cat1和Cat2認證都分別對應三種,分別為普通版,網路版,Automotive即車載版。

要注意的是,Premium High Speed很特別,官方沒說明它屬於Cat2,但因為Ultra High Speed才是Cat3,那麼把它就姑且放在2裡面吧,或者也可以說是Cat2超,帶寬18Gbps。通過該認證的設備帶有一個黃色二維碼標誌,這也是以前所不具有的。從HDMI聯盟官網所見,網路版的Premium似乎還是用的老版本的High Speed的藍色標誌,具體可見下附型號。

看到這裡不妨試算一下,如果將9種線纜和5種介面組合後會如何?考慮到介面兩邊不同的情況,那麼最大會出現9 * 5 * 5 = 225種組合。

實際上如前所述,B口基本不存在(HDMI官網登記僅有1款),車載的E口也很少(車載有用A口的),C口被後出的D口所取代,而即使是D口近年來也有往USB-C過度的趨勢(可節省移動設備的寶貴空間)。於是,只看A口的9種就差不多了。

但是你以為這樣就完了么,並沒有。

HDMI聯盟繼續搞事,提出來一個所謂HEAC(HEC+ARC)的匯流排(BUS),簡單來說,就是在上述基礎之上又引入了HDMI 1.4標準帶來的Ethernet(百兆乙太網)和ARC(音頻回傳)。乙太網和ARC是利用相位相反的信號來傳輸的,對於實際產品而言,這兩個功能同時存在。換而言之,那些標有「with Ethernet」的網路版的線,也就同時能用ARC功能。照此理解,並不是只有Cat2的網路版可以用到ARC,Cat1的網路版也可以存在ARC。如果這些產品真要出現在世上,可能進一步干擾用戶選擇。

還好,目前市面上的產品還是以Cat2和Cat2網路版為主,Cat1網路版這樣的產品似乎並看不到。而即使是國際市場上標有HEAC的產品也是寥寥無幾(除了如巴法洛之類的日企),就連始作俑者之一的索尼也還是把HEC和ARC分開寫的。

上述已提及Cat1、Cat2、Premium等都是根據帶寬來劃分的,那麼在購買連接線之前,我們也可以自己試算一下自己的設備所需的HDMI帶寬。

最簡單的方法就是解析度x刷新x色深,比如1080p下60Hz刷新,8bit色深即為:

1920 * 1080 * 60 * 10 * 3(乘3是因RGB分為三個通道)

但這個數據不完整,因為基於TMDS的HDMI傳輸數據時並不能100%全部拿來傳輸視頻數據,還需要傳輸不包含視頻的信號數據(比如blanking intervals)。至於具體TMDS怎麼做,要看其內部採用何種時序標準,目前主流的有CVT-R2標準和CTA-861-G標準,前者是EDID(Extended Display Identification Data(擴展顯示標識數據))的組成部分,後者為E-EDID(前者的擴展版)。簡單來說他們都是用來通過讀取內置晶元來匹配設備兼容的數據,當然時序信息也包含在內。有興趣可自行查看標準,這裡不贅述。

CTA-861-G(前身EIA/CEA-861)由CTA制定,全稱Consumer Technology Association,即大名鼎鼎的美國消費者技術協會,每年CES展會就由它主辦,成員超2200家公司。

CVT-R2由VESA制定,脫胎於CRT顯示器的CVT標準,後來又推出了針對LCD顯示器的R2版本,即現在的CVT-R2。相對全能型的CTA,VESA小很多基本是前者的1/10。

這兩個標準的時序方式存有差異,帶寬的計算也就有所不同(一般來說CVT-R2比861要小)。CTA的861主要為電視所採用(其中就包括了HDMI聯盟),而VESA的主要用在顯示器。早期的有部分顯卡因為TMDS是採用的外部晶元(當時還是DVI,即HDMI的前身),顯卡驅動面板里甚至還能對其進行更改:

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題外話,不光老黃的N卡用過矽映的TMDS晶元,ATI(現AMD)也曾採購過。

既然861的有現成的PDF可查,這裡按861來計算(VESA那邊雖然也是免費標準,但是需要註冊查看)。

根據CTA 861的標準可查,1080p和2160p在60Hz刷新下對應的分別是280/45、560/90,需要把這部分的像素也各自併入原始的橫縱解析度,而TMDS內部發生8bit到10bit的轉換,所以最終:

(1920+280) * (1080+45) * 8 bit * 60Hz * 10 /8 * 3 = 4.455Gbps

(3840+560) * (2160+90) * 10bit * 60Hz * 10/ 8 * 3= 22.27Gbps

另一種也是較常見的計算帶寬方式,可先把HDMI編碼8bit轉10bit的成本計算進去,比如將HDMI 2.0 18Gbps帶寬也就是18Gbps * 8bit / 10bit = 14.4Gbps

那麼此時,(3840+560)* (2160+90) * 10bit * 60Hz * 3= 17.82Gbps

乍一看好像滿足18Gbps,但因HDMI 2.1以下版本都有TMDS有8bit到10bit編碼轉換,實際只有14.4G帶寬,已經事先打了折扣,所以還是不滿足4K60Hz RGB 444。

根據上述公式,8bit444的4K60Hz算下來是14.256Gbp,剛好滿足2.0的18 Gbps /14.4 Gbps標準,所以如果沒有HDR的情況,也還是可以用8bit來達到RGB。但索尼等制定的4K藍光即UHD BD標準里,藍光電影幾乎全含有HDR,而10bit是其必須要求,只能另謀其他出路。

解決的方式除了換用2.1版本的設備,還可以改用YCbCr420和422格式(一種抽樣壓縮格式,可壓縮體積)進行數據保存,將上述算出的帶寬分別除2和1.5,這樣下來就能輕鬆滿足最大帶寬。如索尼的PS4 PRO主機,當其開啟4K HDR時,就會自動改用420取代RGB 444,說到底就是因為HDMI 2.0協議帶寬不足。

接下來回到開頭的地方,為什麼說「Cat2(即含HDMI 1.3、High Speed在內)後的線材不分版本」這句話有問題(這裡姑且不論2.1)。

首先,PremiumHigh Speed認證和High Speed兩種認證還是存有差異的,雖然後者現在有很多產品都宣傳自己能夠達到18/14.4Gbps的帶寬。官方對此解釋為Premium會在檢測帶寬的同時,增加EMI(電磁干擾)的檢測,避免其他設備因為HDMI產生問題(比如干擾家庭影院所用的無線音箱等),而High Speed沒有此項。畢竟消費者不是ATC,不可能自己搞測試。通過官方認證測試的Premium產品基本都比後者要貴,前者甚至還有通過改用銀等傳輸效率更高材料的產品。

其次High Speed標準版和Premium High Speed標準版均未含有網路特性,也就是說沒有ARC,如果要用ARC回傳其他設備的音頻,那麼網路版的認證就不可缺,不能買標準版的產品。

最後,常見的國產廠商並不按HDMI官方的認證標準出牌,他們有自己的套路。

HDMI聯盟的7家創始公司內,國內目前能買到索尼和飛利浦這兩家的線材。作為創始成員的這兩家還是比較規矩的採用了官方標準來標識產品,包裝位置標註是Standard(Cat1)還是High Speed(Cat2),或者Premium High Speed。但即便是飛利浦,大多產品未提及ARC,哪怕是那些標註了網路認證的型號,產品介紹配圖也有諸多錯誤,這種亂象放其他廠商身上也並不罕見。

那麼看看其他國產廠商如何。雖然廠商們都交著每年1萬刀的會費(專利使用費按件另算),卻很少會在包裝上註明是cat幾或者High Speed等認證,最多只是告訴你版本號。實際上,早在2012年,HDMI聯盟就已禁止在包裝上註明HDMI的版本了,但是國內廠商各有各的想法,並沒有照此跟進。

比如這幾個京東賣的比較好的爆款,雖然同在產品名上寫上4K、HDMI 2.0等字樣,但實際上到底支持不支持2.0的18Gbps帶寬來滿足4K60,則需要要看它的長度。然而這個提示,出現在很不起眼的地方,消費者很容易忽視,下單前一定要認清自己買的是幾米的:

勝為,同型號長度5米內的支持4K60,5米外的不行。

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勝為(shengwei)HDMI線2.0版 4k數字高清線3D視頻線 電腦機頂盒連接電視投影儀顯示器數據線 1米 HC-9010B18.9元京東

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山澤,同型號長度3米內的支持4K60,3米外的不行。

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山澤(SAMZHE)超細鍍金豪華2.0版 HDMI數字高清線 5米 支持超清2k*4k解析度 3D功能 SM-65052.9元京東

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長度確實會對信號進行衰減,過長的話肯定會達不到標準帶寬從而降低標準也是情有可原。目前一些較長的高級線材會採用諸如功率放大等方案來改善信號,成本也會隨之增加很多。但無論再怎麼說,這般全都弄成一個型號也太亂了。山澤的包裝上下只有一個毫無關係的CCTV3,HDMI認證也是提都未提。

綜上所述,不能僅看到HighSpeed或者標明18Gbps帶寬就買,很有可能就會碰上18Gbps因長度或者認證問題其實並不達標,也有可能因為不含ARC而無法滿足你的音頻回傳需求。

那麼到底應該如何選購,簡單來說還是要首選認證產品,其次再考慮非認證的,按自己的需求進一步細分,

需求4320P 100Hz、2160P 120Hz、2160P 60Hz RGB444,HDMI 2.1:

僅Club3D、貝爾金等個別廠商有此規格,總體上目前HDMI2.1設備及線材很少,需待市場鋪貨。

需求2160P 60Hz、HDMI 2.0、HDR、3D的,優先選PremiumHigh Speed認證:

飛利浦SWL6122A/93

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飛利浦(PHILIPS)HDMI線2.0版4K高清線 Premium認證Arc 2k 165Hz刷新吃雞電競顯示器連接線 1米 SWL6122A/9399元京東

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飛利浦SWL6122E/93,比22A的認證標誌上多個網路,有可能就是上面提過的Premium High Speed HDMI Cable with Ethernet,如果是,那便可支持ARC

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飛利浦(PHILIPS)HDMI線2.0版4K高清線 Premium認證 吃雞電競電腦顯示屏投影機高清連接線 5米 SWL6122E/93199元京東

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需求1080p 60Hz/1080p120Hz/1440p 60 Hz/2160p 30Hz,3D的,優先選有High Speed認證的:

索尼的High SpeedHDMI Cable with Ethernet,明確了ARC的支持

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索尼(SONY) HDMI高清線 機頂盒電視電腦3D投影儀PS4高清音視頻線 音箱HDMI連接線 標準HDMI線 0.7米68元京東

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遊戲玩家所用的高刷新的屏幕,比如1080p 144Hz、180Hz或以上的,這種一般都是顯示器(電視一般最高只有120Hz,861更是完全沒有對應的標準),線材一般推薦用DP,如果非要用HDMI,首選高帶寬的,因為10bit下Cat2即High Speed的帶寬也滿足不了144Hz 1080p,只能選擇HDMI 2.0,需要18Gbps帶寬的連接線。如果是1440p的240Hz或更高刷新8bit/10bit顯示器,2.0也救不了你,只能DP1.3或者HDMI 2.1(現有顯示器產品應該還未具備)。

音頻方面再做一點補充。需要用播放器播放SACD或者Dolby TrueHD、DTS Master HD這兩個1.3版本後出現的無損格式,則只要播放器能夠解碼,那麼線材就沒問題,但需要注意播放器的最大解析度,以及是否也有ARC等需求(音頻往往和視頻的需求同時出現,HDMI官網單說音頻隨便用並不嚴謹)。

最後,如果一定要選國產型號,而剛好它又沒有這些認證,那麼首先要看長度對應的HDMI版本問題;其次要跟客服溝通好如18Gbps帶寬、ARC、3D這些上述的特性支持與否;最後,還要確保自己不要買到地攤上的偽劣產品,這些產品不但達不到標稱帶寬,還因為引腳設計問題,很可能在插拔過程中燒毀埠。

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