HDMI标准闲谈:10.2G是虚假带宽

众所周知的HDMI和Displayport的视频标准之争正在激烈进行。当然Displayport并没有大张声势，HDMI则在拼命造势。
　　这其中就有个带宽高低的争论。HDMI协会赶在Displayport1.0版本推出之前一个月急急忙忙推出其1.3版，将带宽号称到10.2G，缩小了和Displayport的1.0版本10.8G带宽的差距。虽然增加了传输的双倍的连接线，但是带宽的飞速提升是众人皆知的。
　　有很多网友奇怪，用HDMI1.3版的号称10.2G的带宽来传输2.2G视频带宽，这中间还有巨大的带宽空间，应该还可以传输更高的视频格式。为什么没有听说HDMI支持的新的视频格式呢？这个10.2G和Displayport的10.8G仅仅由0.6G的差距，为什么Displayport可以同时传输3条1080P的信号，而HDMI不可以？按照这个带宽比例，HDMI1.3版至少也可以传输2条1080P的视频才对。

　　在这里我和大家一起来研究其中奥秘所在：

　　带宽的概念范围很广，应用于不同的领域，虽然是同一个词语，但是其内涵和定位还是有差别的。 这里讨论的是电视机的显示带宽、视频信号传输技术带宽和计算机领域的数据带宽。

　　电视机的显示带宽，其计算方式是，水平线*垂直线*刷新率=视频带宽（在模拟技术中还要乘以1.35，这里不涉及模拟信号，暂不讨论）。

　　那么我们计算1080P的电视机显示带宽是：1920*1080*60=124.416MHz。电视机的每一个像素点都是由三种颜色的点组成，也就是我们常常说的RGB三原色（红色，绿色，蓝色）。
　　要显示电视机的图像，我们需要三个颜色通过不同的显示组合不同的颜色。在HDMI信号中，RGB分成三个通道来传输，每一路信号用数字编码的方式来传输。在HDMI的1.3版中其最大色深48bit，48/3=16色深。也就是每一路通过一个16位编码来实现。由于HDMI信号内部含有其他的信号，比如音频，我们需要在16位编码的前面加上一位编码来确认后面的信号类型，在一组信号结束的时候要加上一位编码来确认。所以这个视频编码其实是18位。那么在1.3版的视频传输带宽为124.416M*18=2.239G。我们通常会说的2.2G视频带宽由此而来。

　　我们先看看其他不同的分辨率下HDMI的视频带宽列表：（本表来源：美国国家半导体）

　　在表中，我们看到HDMI1.2版本的视频带宽（频率）约为1650MHz，加上音频信号或其他信号后，带宽应该比1.65G略高；对比国外HDMI厂家对HDMI1.2的测试点选择在1.7G，我们推测HDMI的1.2版本所有信号的实际频率为1.7G。这里我们做一个算术题，HDMI最高带宽号称10.2G，HDMI1.3版是6对主信号线，HDMI1.2版是3对主信号线。那么10.2G/6=1.7G。刚好和前面我们说的1.7G一样。是巧合还是真相？

　　HDMI信号在1.2版中支持24bit色深，也就是单通道8bit。1.3版采用双倍线路支持48bit色深，也就是2个通道传输一个R，2个通道传输一个G，2个通道传输一个B，对比HDMI的1.2版的描述，我们发现HDMI1.3版本的16bit刚好是8bit的两倍。
　　这说明：HDMI的1.3版根本没有提升每条单通道的带宽，仅仅是简单的通道数量的累加。这6通道的HDMI1.3版，单通道的实际频率还是HDMI1.2版本的1.7G。所谓带宽10.2G是将所有通道的带宽频率加起来。而这个带宽到底是该加起来算总数还是不加起来算单通道？

　　这是一个概念模糊的地方，首先，在视频信号的传输中，带宽更多的是指一种频率——单位时间内通过的信号脉冲。在信号传输技术领域，频率是不可以叠加的，三个频率为1.7G的三条线不等于频率5.1G。
　　在计算机领域，带宽被认为是单位时间内交换的信息数，可以将信息数累加。

　　那么按照电子技术的说法，其实HDMI1.3版和1.2版频率一样，均为1.7G，不是号称的10.2G。如果按照计算机内部信号带宽划分，那么HDMI就是10.2G。
　　但是HDMI是计算机内部接口吗？不是，IT业界对HDMI的划分和定位就是外部接口，他的带宽计算应该按照信号传输技术领域的做法，用频率来计算，他的频率（带宽）应该就是1.7G。如果我们把两个传输相同颜色的通道看做一个通道，那也只能累加相同的通道，即2*R通道或2*G通道或2*B通道，这样HDMI1.3版本的带宽最多为2*1.7=3.4G，不是他号称的10.2G。有图为证：