O que é DisplayPort? Versões, conectores e velocidades

Introdução

Ao buscar por uma placa de vídeo ou um monitor sofisticado, é possível que você encontre uma conexão DisplayPort (DP) no dispositivo. Para que serve esse conector? Qual a diferença entre DisplayPort e HDMI? E qual a relação entre DisplayPort e USB-C?

Você encontrará as respostas para essas e outras dúvidas nas próximas linhas. Você também conhecerá os conectores e as versões da tecnologia — do DisplayPort 1.0 ao DisplayPort 2.1.

- O que é DisplayPort, exatamente?
- Conector e cabo DisplayPort
- Mini DisplayPort
- Qual a diferença entre DisplayPort e HDMI?
- Versões do DisplayPort
- DisplayPort 1.0, 1.1 e 1.1a
- DisplayPort 1.2 e 1.2a
- DisplayPort 1.3
- DisplayPort 1.4 e 1.4a
- DisplayPort 2.0 (com Thunderbolt)
- DisplayPort Alt Mode 2.0: suporte ao USB4
- DisplayPort 2.1
- MST (Multi-Stream Transport)
- HDCP e DPCP

O que é DisplayPort, exatamente?

O DisplayPort é um padrão de interface para vídeo digital que conecta dispositivos que exibem imagens (como monitores e TVs) a computadores e, eventualmente, outros equipamentos.

A tecnologia foi apresentada oficialmente em 2006 pela Video Electronics Standards Association (VESA). A entidade é responsável, até hoje, pelas definições, padronização e promoção do DisplayPort.

Esse trabalho é importante porque é preciso garantir que a tecnologia atenda a parâmetros como desempenho (incluindo aqui qualidade da transmissão), robustez e interoperabilidade entre dispositivos diferentes, do contrário, a existência do padrão não faria sentido.

Além de imagens em alta resolução, uma conexão DisplayPort pode transmitir áudio, simultaneamente. Não é necessário existir um fio ou um conector para cada coisa, portanto.

Conector DisplayPort

Estamos falando de um padrão que, pelo menos até certo ponto, surgiu para substituir tecnologias de conexão de vídeo antigas, como o VGA, o DVI e o S-Video. Para tanto, a tecnologia foi desenvolvida para ser royalty free, o que significa que fabricantes não precisam pagar nenhum tipo de licença para implementá-la em seus dispositivos.

O DisplayPort também se destaca por sua integração com outras tecnologias ou especificações. O padrão suporta, por exemplo, o HDCP para proteger o conteúdo transmitido contra a pirataria (você vai saber mais sobre isso adiante). Também é possível associar uma conexão do tipo aos padrões USB e Thunderbolt.

Conector e cabo DisplayPort

De longe, o conector DisplayPort pode até se passar pelo conector USB-A (tradicional) ou pelo conector HDMI, mas eles são bem diferentes entre si. Para começar, o encaixe do DisplayPort tem um pequeno "corte" em uma lateral para evitar conexão incorreta.

Internamente, o conector é formato por 20 pinos (ou contatos). Juntos, eles respondem pela transmissão de áudio, vídeo e dados auxiliares — com efeito, não é preciso ter um cabo separado para cada coisa.

Por padrão, encontramos no conector quatro conjuntos de pistas (ou, no inglês, lanes) que respondem pela transmissões dos dados de áudio e vídeo, além de canais auxiliares que trafegam informações complementares à transmissão:

• Pino 1: pista 0 (positivo)
• Pino 2: terra
• Pino 3: pista 0 (negativo)
• Pino 4: pista 1 (positivo)
• Pino 5: terra
• Pino 6: pista 1 (negativo)
• Pino 7: pista 2 (positivo)
• Pino 8: terra
• Pino 9: pista 2 (negativo)
• Pino 10: pista 3 (positivo)
• Pino 11: terra
• Pino 12: pista 3 (negativo)
• Pino 13: config1 (ligado ao terra)
• Pino 14: config2 (ligado ao terra)
• Pino 15: auxiliar (positivo)
• Pino 16: terra
• Pino 17: auxiliar (negativo)
• Pino 18: detecção hot plug
• Pino 19: retorno energia
• Pino 20: energia (3,3 V, 500 mA)

Pinagem do conector DisplayPort (imagem: Wikipedia)

Via de regra, todo cabo DisplayPort deve funcionar com dispositivos compatíveis com a tecnologia, independentemente da versão. Porém, o desempenho da transmissão pode ser limitado de acordo com a certificação que o cabo recebe.

A certificação indica o bit rate máximo suportado, isto é, o fluxo de bits que pode ser alcançado na transmissão durante determinado período. Os certificados mais comuns são estes (repare que a medição do bit rate é feita em gigabits por segundo):

• RBR DisplayPort:

  • RBR (Reduced Bit Rate): 6,48 Gb/s

• Standard DisplayPort:

  • HBR (High Bit Rate): 10,8 Gb/s
  • HBR2: 21,60 Gb/s

• DP8K DisplayPort:

  • HBR3: 32,4 Gb/s
  • UHBR 10 (Ultra High Bit Rate 10): 40 Gb/s

Você vai entender mais sobre taxas de transmissão nos tópicos sobre as versões da tecnologia.

A VESA não faz nenhuma recomendação específica sobre o tamanho que um cabo DisplayPort pode ter, mas destaca que as dimensões mais comuns variam entre 1 m e 3 m.

Porta DisplayPort em um PC Chromebox (imagem: Asus)

Mini DisplayPort

O conector DisplayPort (convencional) é prático e funcional, mas suas dimensões podem não ser adequadas para dispositivos compactos, como notebooks. Foi por isso que, em 2008, a Apple apresentou um conector que recebeu o nome de Mini DisplayPort, por motivos óbvios: trata-se de um encaixe com tamanho reduzido.

O Mini DisplayPort, às vezes chamado de mDP, tem somente 7,5 mm de largura por 4,6 mm de altura. Apesar disso, esse padrão preserva o esquema de pinagem com 20 contatos. É por isso que ele foi levado a linhas de laptops como MacBook Pro e MacBook Air.

Em 2009, a VESA reconheceu o Mini DisplayPort como padrão, o que possibilitou o seu uso por outros fabricantes além da Apple.

Em 2010, junto com o anúncio do DisplayPort 1.2, o mDP foi efetivamente reconhecido como um padrão de conexão.

A Placa de vídeo Radeon Pro VII tem 6 portas Mini DisplayPort (imagem: AMD)

Qual a diferença entre DisplayPort e HDMI?

Há quem confunda HDMI com DisplayPort, afinal, ambos os padrões têm a finalidade de permitir transmissão de vídeo e áudio de um dispositivo para outro, podendo fazê-lo em alta definição. Mas as duas tecnologias são diferentes entre si.

Começa pelo conector, que tem formato físico e estrutura diferentes no HDMI. Além disso, o HDMI conta com conectores menores, como o Mini-HDMI, embora este não seja comum no mercado.

Levemos em conta também que as especificações técnicas de cada padrão fazem ambos terem focos diferentes. O HDMI é mais direcionado a dispositivos para uso doméstico, enquanto o DisplayPort é, frequentemente, destinado a aplicações de vídeo e áudio focados em alto desempenho.

É por isso que o HDMI se tornou um conector comum em TVs e notebooks. O DisplayPort também pode ser encontrado nesses equipamentos, mas naqueles que são mais sofisticados ou direcionados a atividades profissionais.

Dispositivos de realidade aumentada, workstations, placas de vídeo para edição gráfica e monitores profissionais são exemplos de equipamentos que costumam ter portas DisplayPort.

Conectores DisplayPort (à esquerda) e HDMI (imagem: Ugreen)

Versões do DisplayPort

Encontramos várias versões do DisplayPort. Via de regra, cada nova versão é compatível com todas as anteriores, mas traz recursos adicionais ou melhorados.

Você conhecerá as principais versões a seguir. Antes, é importante saber o significado dos seguintes termos:

- Largura de banda: indica a quantidade de dados que pode ser transmitida dentro de determinado período de tempo.

- Resolução: indica quantos pixels podem ser exibidos na tela. Saiba tudo sobre resolução de vídeo aqui.

- Taxa de atualização: indica quantas vezes o conteúdo é atualizado na tela. 60 Hz, por exemplo, corresponde a 60 vezes por segundo.

DisplayPort 1.0, 1.1 e 1.1a

Anunciado pela VESA em maio de 2006, o DisplayPort 1.0 é a primeira versão oficial do padrão. Suas características incluem:

• Largura de banda máxima: 10,8 Gb/s (gigabits por segundo), equivalente a 2,7 Gb/s por pista (lane);
• Largura de banda efetiva: 8,64 Gb/s;
• Resolução: até 3840 x 2160 pixels em 30 Hz (taxa de atualização) ou 2560 x 1600 pixels em 60 Hz;
• Outros: suporte ao HDCP.

O DisplayPort 1.1 foi anunciado em abril de 2007 e consiste em uma atualização que preserva as características da versão 1.0, mas adiciona alguns atributos, em especial, o DPCP, que também serve para proteção de conteúdo, e o Dual-mode DisplayPort (DP++), especificação que garante a interoperabilidade do DisplayPort com padrões como HDMI e DVI (via adaptador, por exemplo).

No início de 2008, a VESA apresentou o DisplayPort 1.1a, que traz apenas uma revisão das especificações.

DisplayPort 1.2 e 1.2a

O DisplayPort 1.2 teve suas especificações apresentadas pela VESA em dezembro de 2009 e oficializada no mês seguinte. Sua principal característica é a largura de banda, que praticamente dobrou em relação às versões 1.0 e 1.1.

Outros atributos incluem o suporte ao MST (assunto a ser abordado adiante), aumento da largura de banda do canal auxiliar (de 1 Mb/s para 720 Mb/s) e suporte a uma gama maior de cores, além do reconhecimento pela VESA do conector Mini DisplayPort.

Conectores DisplayPort e Mini DisplayPort (imagem: Amazon Basics)

As principais características são estas:

• Largura de banda máxima: 21,6 Gb/s, equivalente a 5,4 Gb/s por lane;
• Largura de banda efetiva: 17,28 Gb/s;
• Resolução: até 3840 x 2160 pixels em 60 Hz;
• Outros: suporte ao MST, compatibilidade com formatos de áudio em alta definição como DTS HD e Dolby MAT, além do já mencionado reconhecimento do conector Mini DisplayPort.

Em janeiro de 2013, o DisplayPort 1.2a foi apresentado. Essa versão mantém as características anteriores, mas tem como grande diferencial o suporte ao VESA Adaptive Sync, padrão que ajuda a sincronizar a taxa de atualização da GPU com a do monitor para evitar falhas na exibição de imagens, especialmente durante a reprodução de jogos.

O VESA Adaptive Sync é a base da tecnologia AMD FreeSync, que tem o mesmo propósito.

DisplayPort 1.3

Setembro de 2014 foi o mês escolhido pela VESA para a apresentação do DisplayPort 1.3. Essa versão trouxe, sobretudo, uma largura de banda ainda mais generosa: 8,1 Gb/s por pista. Isso permitiu à versão transmitir conteúdo em resolução 4K com taxa de atualização de 120 Hz, 5K em 60 Hz ou, ainda, 8K em 30 Hz.

• Largura de banda máxima: 32,4 Gb/s, equivalente a 8,1 Gb/s por lane;
• Largura de banda efetiva: 25,92 Gb/s;
• Resolução: até 5120 x 2880 pixels em 60 Hz ou 7680 x 4320 em 30 Hz;
• Outros: suporte ao MST e a adaptadores para comunicação com portas DVI e HDMI 2.0.

Graças à tecnologia MST (assunto abordado mais abaixo), uma única porta DisplayPort 1.3 pode enviar vídeo para duas telas 4K com 60 Hz ou quatro displays WQXGA (2560 × 1600 pixels) também em 60 Hz, simultaneamente.

DisplayPort 1.4 e 1.4a

Foi em março de 2016 que a VESA apresentou o DisplayPort 1.4. Desta vez, o foco da nova versão não esteve no aumento da largura de banda: esta permanece tendo taxa máxima teórica de 32,4 Gb/s. O grande diferencial dessa versão é a implementação do Display Stream Compression 1.2 (DSC).

E o que isso faz? Basicamente, o DSC aplica compressão aos dados usados na transmissão, mas de modo "visually lossless", ou seja, sem que esse procedimento cause perda da qualidade da imagem.

Estima-se que, graças ao DSC, o DisplayPort 1.4 possa suportar até três vezes mais compressão de dados que as versões anteriores do padrão. Por causa disso, a transmissão do vídeo pode alcançar a resolução 8K em 60 Hz, por exemplo.

Outro destaque do DisplayPort 1.4 é o suporte ao HDR10 — o High Dynamic Video (HDR) é um padrão que melhora a qualidade da imagem otimizando o contraste e exibindo cores mais intensas.

• Largura de banda máxima: 32,4 Gb/s;
• Largura de banda efetiva: 25,92 Gb/s;
• Resolução: até 3840 x 2160 pixels em 120 Hz ou 7680 x 4320 em 60 Hz;
• Outros: DSC, HDR / HDR10 e Forward Error Correction (técnica para controle de erro de transmissão).

Em abril de 2018, a VESA apresentou o DisplayPort 1.4a, versão que, basicamente, atualiza o DSC da versão 1.2 para a ligeiramente melhorada versão 1.2a.

DisplayPort 2.0 (com Thunderbolt)

A expectativa era a de que a VESA anunciasse o DisplayPort 2.0 em 2017, mas essa versão acabou sendo revelada em junho de 2019. A espera valeu a pena: o DP 2.0 pode trabalhar com a incrível largura de banda de 80 Gb/s — 77,37 Gb/s, efetivamente.

Graças à generosa largura de banda, o DisplayPort 2.0 permite transmissões simultâneas para três telas 4K com 90 Hz ou duas telas 8K em 120 Hz, por exemplo.

Teoricamente, também é possível fazer uma conexão DisplayPort 2.0 trabalhar com uma transmissão em 10K (10240 × 4320 pixels) com 60 Hz e compressão de dados, ou em 16K (15360 × 8460 pixels) com 60 Hz, mas sem compressão.

Qual o truque para a largura de banda ter aumentado tanto? Um dos atributos do DisplayPort 2.0 é o uso da avançada codificação 128b/132b, que indica que cada grupo de 128 bits é codificado em sinal de 132 bits nas transferências.

Esse aspecto nos leva ao detalhe mais importante: o DisplayPort 2.0 é baseado no Thunderbolt 3 (que usa a mesma codificação), tecnologia que pode alcançar taxas de até 40 Gb/s na transferência de dados.

Perceba que o DisplayPort 2.0 chega ao dobro disso. A explicação é simples: o Thunderbolt 3 permite transferências de 40 Gb/s em cada direção, ou seja, dados podem ser recebidos e enviados a essa taxa simultaneamente. Já o DP 2.0 usa todas as vias de transmissão em uma direção, isto é, apenas para envio de dados.

É como se o DisplayPort 2.0 transformasse uma rodovia de mão dupla em outra de mão única.

• Largura de banda máxima: 80 Gb/s;
• Largura de banda efetiva: 77,37 Gb/s;
• Resolução: até três telas em 3840 x 2160 pixels com 90 Hz ou uma tela de 15360 x 8640 pixels (16K) em 60 Hz com compressão (DSC);
• Outros: DSC, HDR / HDR10, USB4 (via conexão USB-C).

DisplayPort Alt Mode 2.0: suporte ao USB4

Não é só o DisplayPort 2.0 que tem o Thunderbolt 3 como base: o USB4 também. Isso significa que podemos combinar ambas as tecnologias, certo? Certo: estamos falando de uma solução batizada pela VESA de DisplayPort Alt Mode 2.0 e anunciada em abril de 2020.

Essencialmente, o que essa especificação faz é permitir que uma conexão USB4 seja usada em conjunto com o DisplayPort para possibilitar transmissões a partir de uma porta do tipo USB-C.

DisplayPort com USB-C (imagem: VESA)

Graças a isso, se você tiver um computador com porta USB-C baseada no USB4, poderá usá-la para conectar o equipamento a um monitor de vídeo que tem o mesmo conector. Neste caso, a comunicação é feita entre conectores USB-C, mas a tecnologia por trás da transmissão do vídeo é o DisplayPort 2.0.

Como as duas tecnologias atuam em conjunto, o DisplayPort Alt Mode 2.0 possibilita que a conexão, mesmo quando baseada em USB, alcance todo o potencial de largura de banda do DP 2.0.

DisplayPort 2.1

O DisplayPort 2.1 foi anunciado em outubro de 2022 pela VESA como uma versão que mantém a largura de banda em 80 Gb/s e outras características da versão 2.0, mas melhora a integração com o USB4 e com o conector USB-C para otimizar as transmissões.

Esse aprimoramento inclui um novo mecanismo de gerenciamento da largura de banda para que uma transmissão via DisplayPort coexista com um fluxo de dados comum sobre USB4 de modo mais eficiente.

Além disso, DisplayPort 2.1 incorpora o codec DSC e o recurso Panel Replay, que permite que apenas a parte da tela que foi alterada seja atualizada em vez de todo o quadro (frame), o que gera economia de energia. Esses recursos já estavam presentes na versão 2.0, mas se tornaram mandatórios na versão 2.1.

Adicionalmente, o DisplayPort 2.1 estabelece que cabos com 1 ou 2 metros de comprimento funcionem com largura de banda de 40 Gb/s na certificação DP40 e 80 Gb/s na certificação DP80 para serem reconhecimentos como tal por parte da VESA.

• Largura de banda máxima: 80 Gb/s;
• Largura de banda efetiva: 77,37 Gb/s;
• Resolução: até três telas em 3840 x 2160 pixels com 90 Hz ou uma tela de 15360 x 8640 pixels (16K) em 60 Hz com compressão (DSC);
• Outros: DSC, HDR / HDR10, Panel Replay, USB4 (via conexão USB-C).

Cabos com certificações DP40 e DP80 (imagem: VESA)

MST (Multi-Stream Transport)

Tome como exemplo o DisplayPort 2.0. Reparou que a descrição dessa versão menciona o suporte a até "três telas"? Isso significa que, a partir de uma única conexão DP, é possível fornecer transmissões simultâneas para até três equipamentos. Essa funcionalidade é possível graças à especificação Multi-Stream Transport (MST).

O MST é útil, por exemplo, para que você possa conectar dois ou mais monitores de vídeo a um único computador. Como esse recurso funciona? Para começar, você precisa ter um computador (ou outro equipamento transmissor) com DisplayPort 1.2 ou superior; em seguida, é necessário se certificar de que o equipamento tem suporte ao MST.

A conexão pode ser estabelecida por meio de um hub MST ou via encadeamento. No primeiro caso, o dispositivo de origem é conectado via cabo DisplayPort ao hub que, por sua vez, distribuirá o sinal para cada tela ligada a ele.

No modo de encadeamento, um cabo DisplayPort conecta o equipamento de origem a uma tela. Na sequência, um cabo do mesmo tipo liga esta tela a outra. Para tanto, as telas intermediárias precisam ser compatíveis com o MST para que possam, além de receber sinal, transmiti-lo.

MST com encadeamento (imagem: Dell)

Teoricamente, uma única conexão pode suportar até 63 telas, mas esse número costuma ser bem menor devido a limitações técnicas, como o fato de cada monitor conectado ter que dividir a largura de banda disponível — se houver muitos equipamentos conectados, a qualidade de imagem para cada um deles pode ser seriamente afetada.

HDCP e DPCP

O High-bandwidth Digital Copy Protection (HDCP) é um protocolo desenvolvido pela Digital Content Protection para impedir que o conteúdo transmitido via DisplayPort (ou outros padrões, como o HDMI) seja interceptado e utilizado para fins ilegais. Trata-se de uma proteção antipirataria para conteúdo protegido por direitos autorais, como filmes e séries.

Basicamente, o HDCP funciona assim: o dispositivo emissor do conteúdo (source) se comunica com o aparelho receptor (sink) por meio de um canal chamado Display Data Channel (DDC) para conhecer a sua configuração e obter um código de autenticação.

Se o código de ambos os aparelhos forem compatíveis, o source obtém um novo código e o envia ao sink. O envio e recebido das informações de um dispositivo para o outro é feito com base nesse código.

A partir daí, o código é checado e atualizado regularmente. Se alguma anormalidade surgir nesse processo, a transmissão é interrompida. Isso pode ocorrer se um dispositivo não autorizado interceptar os dados da conexão.

Opcionalmente, conexões DisplayPort podem contar com o DisplayPort Content Protection (DPCP), especificação desenvolvida pela Philips que usa criptografia AES de 128 bits para proteger a transmissão de interceptações.

Um esquema de códigos também é usado com o DPCP. Esse padrão conta ainda com uma técnica que analisa a proximidade entre emissor e receptor para garantir que a transmissão não esteja sendo enviada a outro local remotamente.

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Para saber mais, consulte as páginas que serviram de referência para este texto:

• DisplayPort (VESA)
• Wikipedia
• Delock

Veja também:

• HDMI 2.1: o que é e quais são as suas características
• Telas LCD, OLED e AMOLED: as diferenças
• O que é Internet das Coisas (IoT)?

Publicado em 14_06_2020. Atualizado em 10_10_2023.