Эволюция видеопортов в ноутбуках

Олег Нечай

Опубликовано 26 января 2011 года

Даже сегодня во вполне современных лэптопах можно встретить давно устаревший аналоговый видеовыход VGA (D-Sub 15). Совсем недавно его было вполне достаточно, чтобы подключить ноут к проектору для показа какой-нибудь презентации в Power Point. Стремительное распространение цифрового видео высокой чёткости и дисплеев с большими разрешением и диагональю сделало востребованными цифровые интерфейсы. В результате даже недорогие лэптопы стали снабжаться портами DVI и HDMI, а впоследствии и DisplayPort, благодаря которым ноутбук может выступать в роли источника видео высокой чёткости даже для самой «крутой» двухметровой «плазмы». Впрочем, обо всём по порядку.

VGA (D-Sub 15)

Один из самых старых компьютерных видеоразъёмов, появившийся ещё в 1987 году. Первоначально он предназначался для вывода аналогового RGB-сигнала на ЭЛТ-монитор с разрешением до 640х480 точек (VGA) и поддержкой всего 256 цветов. Со временем алгоритмы передачи сигналов совершенствовались, но сам разъём оставался тем же самым. На сегодняшний день к D-Sub 15 можно подключать жидкокристаллические мониторы с разрешением до 2560х1600 пикселей и 24-битной глубиной цвета, то есть с 16,7 миллиона оттенков.

Отказ от ЭЛТ-мониторов с аналоговым способом формирования изображения и переход к цифровым жидкокристаллическим дисплеям сделал нецелесообразным дальнейшее развитие аналогового интерфейса. К тому же при подключении к нему ЖК-экранов требуется двойное преобразование сигнала (из цифры в аналог в видеокарте и из аналога в цифру в мониторе), что не лучшим образом сказывается на качестве картинки.

Разъём VGA до сих пор устанавливается на многих десктопных системных платах со встроенным видео, а также в некоторых портативных компьютерах. Однако в конце 2010 года компании Intel, AMD, Dell, LG, Lenovo и Samsung выступили с заявлением, что к 2015 году полностью откажутся от использования этого порта в своей продукции. Число новых моделей техники с разъёмом VGA должно снизиться уже в текущем году.

S-Video

Аналоговый видеоинтерфейс, полностью вышедший из употребления в ноутбуках, сегодня применяется в некоторых десктопных видеокартах для вывода видеосигнала на телевизор или видеопроектор, а также для ввода сигнала с видеомагнитофона или другого аналогового источника.

В отличие от композитного, где для передачи сигнала используется один коаксиальный кабель, в S-Video (Separate video) сигналы яркости и цветности передаются по двум независимым линиям, что обеспечивает повышенную чёткость и улучшенную цветопередачу.

Стандартный разъём S-Video - четырёхштырьковый mini-DIN, устанавливавшийся в телевизорах, проекторах и прочей бытовой электронике. Семиштырьковый S-Video использовался в компьютерных видеокартах и в ноутбуках. Дополнительные контакты служили для передачи композитного видео CVBS и компонентного сигнала RGB: переходники обычно входят в комплект карты. Девятиштырьковые разъёмы применяются в графических ускорителях, оснащённых видеовходом (VIVO) и позволяющих оцифровывать сигнал с внешних аналоговых источников.

DVI

Цифровой интерфейс, разработанный в 1999 году, уже стал самым распространённым цифровым видеовыходом в графических ускорителях настольных компьютеров. При этом DVI не прижился в ноутбуках — просто по причине своей громоздкости: такой разъём примерно вдвое шире, чем VGA; к тому же он не вписывается в дизайн подавляющего большинства лэптопов.

Тем не менее он изредка встречается в ноутбуках, поэтому стоит упомянуть о его разновидностях. В большинстве случаев в лэптопы устанавливается порт DVI-I, обеспечивающий передачу как цифрового, так и аналогового (через переходник) видеосигнала. Разъём DVI-D передаёт исключительно цифровой сигнал — внешне он отличается тем, что у него отсутствуют четыре дополнительных контактных гнезда в стороне от основного массива контактов.

DVI c одной цифровой линией (Single Link DVI) состоит из четырёх витых пар (красный, зелёный, синий и clock) и обеспечивает передачу изображения с разрешением до 1920х1080 пикселей (3,7 Гбит/с). Для подключения, к примеру, тридцатидюймового ЖК-монитора с разрешением до 2560х1600 точек необходим DVI c двумя линиями (Dual Link, 7,4 Гбит/с). Эти разъёмы тоже несложно отличить: у Single Link отсутствует шесть средних контактов. В некоторых ноутбуках Apple в своё время использовались нестандартные порты Mini-DVI и Micro-DVI собственной разработки этой компании.

Максимальная длина кабеля DVI зависит от разрешения: чем оно меньше, тем длиннее может быть провод. Например, кабель длиной до 4,5 метра обеспечивает разрешение до 1920х1200 пикселей, а для передачи изображения 1280х1024 точек можно воспользоваться «шнурком» длиной до 15 метров. Для отправки сигнала на большие расстояния (до 61 метра) используют специальные усилители.

HDMI

Универсальный цифровой интерфейс, способный передавать цифровой видеосигнал высокой чёткости и многоканальный цифровой звук, был представлен в 2002 году. Изначально HDMI, поддерживающий технологию защиты от копирования HDCP, был ориентирован на бытовую аудиовидеотехнику, в частности на плоскопанельные плазменные и жидкокристаллические панели, цифровые плееры и многоканальные ресиверы. В бытовой и компьютерной технике этот интерфейс начал широко применяться в 2005 году, после выхода версии 1.2, в которой он избавился от обычных для новых разработок «детских болезней».

В настоящее время в бытовой и компьютерной технике наиболее распространена версия 1.3, в части оборудования используются также более свежие 1.4 и 1.4а. По сравнению с 1.2 в версии 1.3 максимальная пропускная способность шины увеличилась с 165 до 340 МГц, что позволяет передавать видео с высоким разрешением и несжатый многоканальный звук 7.1 24 бит/192 кГц, в том числе новых форматов Dolby HD и DTS-HD. Скорость потока выросла с 4,95 до 10,2 Гбит/с, из которых до 8,16 Гбит/с приходится на видеосигнал, а 36,86 Мбит/с — на звук. Предусмотрена передача уже не 24-, а 30-, 36- и 48-битного цвета (1,073 млрд, 68,71 млрд и 281,5 трлн оттенков), а максимальное разрешение при 24-битной глубине цвета достигает 2560х1600 точек с прогрессивной развёрткой.

В 2009 году была одобрена спецификация HDMI 1.4, отличающаяся от 1.3 встроенным двунаправленным Ethernet-каналом 100 Мбит/с, который позволяет передавать видео, звук и данные по сетевому протоколу, а также реверсивным аудиоканалом, упрощающим коммутацию техники. К примеру, в случае с HDMI 1.3, если телевизор подключён одним кабелем к BD/DVD-проигрывателю через AV-ресивер, то для воспроизведения звука с телевизионного тюнера через ресивер необходимо использовать ещё один кабель. Стандарт 1.4 позволяет передавать эти разные аудиосигналы в обоих направлениях через один кабель. Наконец, появилась поддержка видео высокого разрешения до 4K-2K с разрешениями 3840 × 2160 (24/25/30 Гц)  и 4096 × 2160 точек (30 Гц).

Хотя стандарт 1.4 уже предусматривал передачу 3D-изображения с разрешением до 1080p, в версии 1.4a (март 2010 года) поддержка «объёмного» видеосигнала была улучшена. В частности, в число обязательных 3D-форматов были добавлены телевизионные вещательные форматы Side-by-Side Horizontal (1080i) и Top-and-Bottom (720p и 1080p), видеоформат Frame Packing (1080p) для проигрывателей Blu-ray и формат Frame Packing (720p) для игровых приставок.

Стандарт предусматривает четыре типа разъёмов HDMI: Type A c 19 контактами, электрически совместимый с DVI-D Single Link, Type B с 29 контактами, совместимый с DVI-D Dual Link (пока не применяется), Type C с 19 контактами — уменьшенный порт для установки в портативных устройствах, и Type D - миниатюрный 19-контактный разъём, по размерам сравнимый с micro-USB. В ноутбуках обычно используется полноразмерный разъём Type A.

Как и в случае с DVI, допустимая длина кабеля зависит от поддерживаемого разрешения. Заявленные характеристики полностью реализуются с кабелем длиной до 5 метров, со специальными удлинителями возможна передача сигнала через кабели длиной до 50 метров, а при использовании оптоволокна - на расстояние более 100 метров.

DisplayPort

Самый молодой и перспективный универсальный интерфейс для передачи цифрового видео и звука, появившийся в 2006 году. Текущая версия 1.2 утверждена VESA в декабре 2009 года. Создавался в качестве альтернативы HDMI, за который просят лицензионные отчисления (от 4 до 15 центов за устройство). В отличие от него, DisplayPort не облагается никакими сборами.

Этот стандарт изначально ориентирован на компьютеры и предназначается для подключения к ней мониторов, а также домашней аудиовидеотехники. При этом, как и в случае с HDMI, поддерживается технология HDCP, препятствующая несанкционированному копированию цифрового контента. Предусмотрена и собственная система защиты контента DPCP c 128-битным шифрованием AES.

Первоначально пропускная способность шины составляла до 10,8 Гбит/с (разрешение до 2560x1600 пикселей на одном мониторе), в версии 1.2 она была увеличена вдвое до 21,6 Гбит/с при использовании кабеля длиной до 3 метров (разрешение до 3840х2400 точек на одном мониторе (60 Гц), до 2560х1600 пикселей на двух или до 1920х1080 точек — на четырёх). Благодаря расширению канала появилась поддержка 3D-видео. Максимально допустимая длина кабеля без усилителей составляет 15 метров.

В настоящее время существуют два типа разъёмов: полноразмерный DisplayPort и уменьшенный Mini DisplayPort, разработанный компанией Apple и используемый пока только в компьютерах этой фирмы (за очень редким исключением).

Тенденция очевидна: устаревшие аналоговые интерфейсы уходят в прошлое, а их место занимают универсальные скоростные цифровые шины. HDMI и DisplayPort способны одновременно передавать видео высокого разрешения, в том числе 3D-видео, и многоканальный звук на любые современные телевизоры, проекторы и аудиосистемы. Очевидно, что в ближайшем будущем именно они будут самыми востребованными интерфейсами, но в перспективе, конечно, на смену им придут скоростные беспроводные интерфейсы.

 

Док-станции и порт-репликаторы для ноутбуков

Олег Нечай

Опубликовано 28 января 2011 года

В портативных компьютерах, в отличие от настольных, всегда ощущался недостаток портов и разъёмов: если в десктоп всегда просто добавить необходимый контроллер или дополнительную планку, то владельцам ноутбуков приходилось довольствоваться лишь тем набором портов, который производитель сумел разместить на боковых панелях машины. Особенно печально обстояло дело с субноутбуками, в которых ради миниатюрности отказывались не только от оптических накопителей, но и от слотов для карт расширения, и, конечно же, от громоздких последовательных и параллельных портов.

Чтобы не терять потенциальных покупателей ноутбуков, производители придумали док-станции и порт-репликаторы. Эти небольшие приставки подключались к лэптопам и обеспечивали их полным набором всех портов и разъёмов, которые только могут пригодиться владельцу ПК: несколькими дополнительными USB, разъёмами PS/2, видеовыходами VGA, S-Video и DVI, аналоговыми и цифровыми аудиопортами, слотами PCMCIA или ExpressCard и даже портами LPT и COM.

Док-станция (dock или docking station — стыковочная или установочная станция) представляет собой модуль со специальным разъёмом, которому соответствует порт на боковой или на нижней панели ноутбука, при этом компьютер устанавливается на такой док сверху, как на подставку. Помимо дополнительных портов и разъёмов в док-станцию может быть встроен блок питания. В «доке» могут быть предусмотрены и отсеки для дополнительной аккумуляторной батареи, жёсткого диска или оптического накопителя.

Порт-репликатор отличается от полноценной док-станции компактностью: он лишь расширяет набор портов, и в нём нет места для установки дополнительных аккумуляторов или накопителей.

Как правило, у каждого производителя есть собственный вариант разъёма для подключения док-станции или порт-репликатора, поэтому если вам требуется такое устройство, лучше всего обратить внимание на модель под той же маркой, что и ваш ноутбук. Впрочем, масса фирм, выпускающих всевозможные компьютерные аксессуары, продаёт также универсальные док-станции и порт-репликаторы. Обычно такие модели подключаются к лэптопам через интерфейс USB.

Несмотря на то, что проблема недостатка портов в ноутбуках сохраняется и по сей день, док-станции и порт-репликаторы не пользуются особой популярностью — прежде всего потому, что в большинстве современных лэптопов отсутствует специальный интерфейсный порт для их подключения. Во-вторых — из-за того, что потребители нередко просто не подозревают об их существовании. Поэтому рассмотрим поподробнее несколько актуальных моделей, которые можно приобрести в российских магазинах.

ASUS USB2.0_HZ-1

Универсальный порт-репликатор, который может подключаться к любому компьютеру через интерфейс USB. Интересно, что производитель особо подчёркивает совместимость этой модели как с Windows, так и с лэптопами под управлением Mac OS X.

Устройство располагает четыремя портами USB 2.0, аналоговым VGA и цифровым DVI-I видеоинтерфейсами для подключения внешних мониторов с разрешением до 1080p, сетевым портом Ethernet RJ-45, а также аналоговыми выходом на наушники и микрофонным входом.

Габаритные размеры порт-репликатора составляют — 87 на 264 на 87 мм, масса — 285 г. Ориентировочная розничная цена — 3500 рублей.

HP QuickDock (KN745AA)

Компактный порт-репликатор, совместимый с ноутбуками HP серий Pavilion, HDX и TouchSmart tx-1200 (список моделей можно посмотреть на сайте HP). Несмотря на слово «док» в названии, это типичный порт-репликатор: в нём нет места для накопителей и аккумуляторов. Порт-репликатор соединяется с ноутбуком через специальный разъём на боковой панели, при этом блок питания лэптопа подключается непосредственно к модулю, а компьютер можно включать кнопкой, установленной на этом устройстве.

Приобретя этот модуль, вы получите в дополнение к встроенным в лэптоп шесть портов USB 2.0, цифровой коаксиальный аудиовыход S/PDIF, выход на наушники, микрофонный порт, видеовыход VGA (D-sub 15) и сетевой порт Ethernet RJ-45. Кроме того, репликатор оснащён инфракрасным приёмником для работы с отдельно приобретаемым пультом дистанционного управления.

Габаритные размеры — 257 на 105 на 25 мм, масса — 473 г. Ориентировочная розничная цена HP QuickDock — порядка 2800 рублей.

HP 120W Advanced Docking Station

Полноценная док-станция для ноутбуков Hewlett-Packard серий EliteBook и ProBook, оснащённых фирменным разъёмом на нижней панели корпуса. Устройство снабжено отсеком Multibay II для установки дополнительных 2,5-дюймового жёсткого диска или оптического накопителя с интерфейсом SATA и собственным встроенным блоком питания мощностью 120 Вт. Корпус станции может использоваться в качестве подставки для внешнего монитора.

На боковых панелях док-станции расположены шесть портов USB 2.0 (пять из которых могут использоваться для зарядки внешних устройств при выключенном компьютере), два порта PS/2 для мыши и клавиатуры, порт eSATA, порт VGA, два порта DVI-D, два разъёма DisplayPort, последовательный (СOM) и параллельный (LPT) порты, сетевой разъём Ethernet RJ-45, выход на наушники и микрофонный вход.

Габаритные размеры док-станции составляют 66 на 270,5 на 260 мм, масса — 1,63 кг. Примерная розничная цена HP 120W Advanced Docking Station — 5500 рублей.

Icy Box IB-DK210

Универсальная док-станция, объединённая с охлаждающей подставкой для нетбуков и субноутбуков с размером экрана до 10,2 дюйма. Откинув пластиковую крышку, можно установить в корпус тонкий 9,5-миллиметровый 2,5-дюймовый винчестер и «ноутбучный» оптический привод с интерфейсом SATA.

Док-станция оснащается встроенным сорокамиллиметровым кулером, который в обычном положении охлаждает винчестер и нижнюю панель корпуса нетбука, а в поднятом может обдувать клавиатуру и боковую панель компьютера — прямо скажем, довольно странное конструкторское решение.

На боковой панели аппарата установлены два порта USB 2.0 и выключатель кулера. Устройство комплектуется внешним сетевым блоком питания и подключается к компьютеру по шине USB.

Габаритные размеры док-станции — 260 на 19 на 190 мм. Ориентировочная розничная цена базовой модели — около 1700 рублей, а модификации с установленным DVD-рекордером обойдуётся примерно в 3200 рублей.

JET.A Basty (JA-CP1+ODD)

Ещё одна универсальная док-станция, совмещённая с охлаждающей подставкой, предназначена для нетбуков или субноутбуков с диагональю экрана от 7,9 до 10,2 дюйма. Она существенно расширяет функциональность дешёвого портативного компьютера, но не слишком удобна в эксплуатации, поскольку машина никак не крепится на подставке.

Устройство выполнено на основе толстого алюминиевого листа и оснащено 60-миллиметровым вентилятором, встроенным низкопрофильным DVD-рекордером с интерфейсом SATA, отсеком для 2,5-миллиметрового жёсткого диска SATA, а также двумя портами USB 2.0.

Станция комплектуется внешним сетевым блоком питания и подключается к компьютеру по шине USB.

Габаритные размеры док-станции 254 на 42,8 на 224 мм. Ориентировочная розничанная цена — 2700 рублей, без установленного DVD-рекордера — около 1600 рублей.

Lenovo ThinkPad Advanced Dock

Док-станция для ноутбуков Lenovo ThinkPad серий T60, Z60, T400 и T500, оснащённых специальным разъёмом на нижней панели корпуса. В корпусе предусмотрен отсек IBM Ultrabay для установки оптического привода PATA или SATA, либо жёсткого диска с интерфейсом SATA. К особенностям этой модели относится возможность использования низкопрофильных карт расширения PCI Express для настольных компьютеров, включая графические ускорители ATI Radeon X1400 с 256 Мбайтами видеопамяти, видеоинтерфейсами VGA, DVI и телевизионным выходом. При помощи дока и «десктопной» видеокарты в ноутбуку можно одновременно подключить четыре внешних монитора.

На боковых панелях станции — пять портов USB 2.0, порт PS/2 для мыши или клавиатуры, порты VGA и DVI-D для внешних мониторов, последовательный (СOM) и параллельный (LPT) порты, сетевой разъём Ethernet RJ-45, модемный порт RJ-11, цифровой аудио выход S/PDIF, выход на наушники и микрофонный вход, а также картридер «шесть в одном» с поддержкой флэш-карт стандартов xD, SD, CompactFlash, Multi Media Card, SmartMedia и Memory Stick.

Габаритные размеры Lenovo ThinkPad Advanced Dock — 361 на 72 на 373 мм, масса — 2,8 кг. Ориентировочная розничная цена -- 13 200 рублей.