DMI 2.1規格特點亮點與應用懶人包 HDMI Cable Power Ultra High Speed Cable 48Gbps 10K@120Hz Dynamic HDR eARC VRR ALLM QFT QMS DSC 1.2a PS5 Xbox Series X S
HDMI 2.1規格特點亮點與應用懶人包 最新 Ultra High Speed Cable!
HDMI 2.1 是最新的 HDMI 版本，它原生頻寬是 48 Gbps，解析度則飛躍到 10K@120Hz。
此外，HDMI 2.1 還新增了多項功能，可說是為了巨量影音資料傳輸 & 低延遲電競需求而生的新一代標準!
為方便各位讀者檢索閱讀，本文將分成多個部份說明 (現在支援文章內跳躍，請點擊目錄小標直接切換段落/Part):
[目錄，請點擊]
#3 eARC (Enhanced Audio Return Channel，增強音頻回傳通道)
#4 VRR (Variable Refresh Rate，可變更新率)
#5 ALLM (Auto Low Latency Mode，自動低延遲模式)
#6 QFT (Quick Frame Transport，快速影格傳輸)
#7 QMS (Quick Media Switching，快速媒體切換)
#9 DSC (Display Stream Compression 顯示器串流壓縮)
#10 HDMI 2.1 認證真偽檢查 & App
#1 HDMI 2.1 之頻寬 & 解析度
HDMI 2.1 的第一個特色是傳輸頻寬變大了，最高可達 48 Gbps!
此效能已超過 DisplayPort 1.4a 的 32.4 Gbps。
HDMI 2.1 頻寬比前一版 HDMI 2.0 的 18 Gbps 足足多了 2.66倍，原因是訊號規格提升了，技術上包括以下項目:
(1)TMDS 時脈，由 600 MHz 升級為 1200 MHz。
(2)資料通道數，由 3 個變成 4 個。
(3)編碼方式，由 8b/10b 調整為 16b/18b。
(傳輸時，需要插入編碼位元，所以實際最大資料速率等於 42.6 Gbps)
更高傳輸頻寬代表 HDMI 2.1 線材可承載龐大資料量，解析度與更新率都比前版表現更好。在不壓縮的條件下，便可一舉擴展到 4K@120P、8K@60P、10K@30P。
當然，過去的 HD、Full HD 都相容，中間的 21:9 超寬螢幕模式 5K (5120 * 2160) 亦在支援清單內。
搭配壓縮的條件下，解析度與更新率都可以超過兩倍以上 !
(表內打 * 號的，都需要 DSC 1.2a 壓縮處理)
除了解析度 ，更新率也是重點項目。
8K60 可呈現高速動作的內容，影像平滑 & 清晰。
4K120 能清晰 & 銳利地呈現超高速動作 UHD 影像 – 在運動實況、動作片、高性能遊戲和 VR 虛擬實境等應用的效果特別顯著。
底下是 HDMI 完整解析度 & 更新率，與傳輸線的對應關係表 (含 HDMI 2.1 - Ultra Speed 未壓縮模式，48 Gbps 以內)
若搭配 DSC 1.2a 壓縮，原本未壓縮線速之 over limit 都可以解禁，甚至可直奔 10K@120P!
每次 HDMI 在影音方面的進步都會讓我們感到驚豔，例如 DVD 到藍光碟，再到藍光 4K，現在最新就是 5K、8K，甚至 10K。
高解析度對觀賞者的優點，在於畫面更精細、影片細節更豐富。
#2 Dynamic HDR
HDMI 2.1 支援靜態 HDR (Static High Dynamic Range) 與效果最強的 Dynamic HDR (動態式高動態範圍)。
SDR 是指傳統的、無 HDR 顯示模式 = 標準動態範圍 (Standard Dynamic Range)。
HDMI 2.1 的支援重點在各種高解析模式下之 HDR，包括 5K、8K 與 10K......。
動態 HDR 多了動態元數據 (dynamic metadata)，確保影像的每一刻、每一幕場景，甚至是每一影格，都以最理想的景深、細節、明亮度、反差和更廣的色域呈現。
不論影片或電競遊戲，動態 HDR 都能為使用者帶來更亮麗的體驗!
想進一步了解 HDR，歡迎參考這一篇: 認識 HDR 影片高動態範圍教學懶人包 怎麼播放NETFLIX Dolby Vision? DOLBY VISION HDR10 HDR10+ HLG
#2a HDMI 2.1 進階特色概要與比較表
HDMI 2.1 還有一些本版開始的新增特點，包括 eARC、VRR、ALLM、QFT、HDMI Cable Power......，稍後的小節將為各位做詳細介紹。
HDMI 2.1 多數規格是專屬的，例如 VRR、ALLM、QFT、QMS。
但也有部份 HDMI 2.1 功能，之前 HDMI 版本也能相容，例如 Dynamic HDR、eARC、HDMI cable power。
大家一定好奇， HDMI 2.1 有何進步之處?
底下是 HDMI 2.1 與 HDMI 2.0 的快速比較表，各位花 30 秒便能了解重點!
HDMI 的版本跟功能成正比， 越新版本支援的項目最多也最完整。
然而新版本有向下相容的特性，所以新版的線材不僅可以取代舊版，且相容性一定比較好。
#3 eARC
eARC (Enhanced Audio Return Channel，增強音頻回傳通道) 為 ARC 的升級版，支援更大的頻寬，也支援更快的速度。
用戶只需要透過一條 HDMI 2.1 傳輸線，便能將播放器、衛星、串流或來源設備......之音訊送給電視，再發送到 AVR 影音擴大機或 Soundbar 聲霸。
此法確保了連接的簡易性，且讓使用者能輕鬆地享受原始未壓縮的音樂。
eARC 具備以下七特點:
(1)音訊最大頻寬 37 Mbit/s > ARC 的 1 Mbits/s > Toslink S/PDIF 之 384 Kbits/s。
(2)支援未壓縮 32 聲道、未壓縮 5.1 環繞、未壓縮 7.1 環繞。
(3)支援物件導向音訊 (object-based audio)，最高 24 位元 192 kHz (如 Dolby Atmos、DTS:X)。以及高位元率數位環繞音效，Dolby TrueHD、DTS-HD。
(4)具有新的 eARC data channel 資料通道，透過 HEAC 差動線對 (接腳 14 與 19)。
(5)唇音同步修正 (lip-sync correction)為必須，解決聲音與影像不同步問題。
(6)除了 HDMI 2.1 傳輸線，HDMI High Speed Cable with Ethernet 亦能支援 eARC。
根據 HDMI 協會的說明，並沒有強制 eARC 之向下相容性，但廠商可以生產同時相容 ARC 與 eARC 的產品。例如 SONY 電視就有明確標示雙支援，這部份細節，請參考廠商產品型錄之說明。
#4 VRR
VRR (Variable Refresh Rate，可變更新率) 是一種電競遊戲功能，能為玩家帶來更流暢且細節更豐富的遊戲體驗。
VRR 會根據電腦的影像處理速度來自動調節更新率，更新率將與來源同步，最高可做到逐格顯示。
對玩家好處，VRR 可降低或消除以下狀況:
(1)遊戲互動遲滯。
(2)畫面停頓，不連貫。
(3)畫面撕裂 (frame tearing)。
市場上類似的可變更新率技術，還有 NVIDIA G-Sync，以及 AMD FreeSync，但三個標準並不互通。
#5 ALLM
ALLM(Auto Low Latency Mode，自動低延遲模式)，也稱為自動遊戲模式 (Game mode)。
此模式可自動調整延遲設定，減少畫面延遲，為遊戲玩家、VR 用戶或電影觀賞者提供更好的體驗。
目前部分廠牌將此功能命名為遊戲模式 Game Mode，需要手動開啟此功能。
透過 ALLM，遊戲主機、PC......可對顯示器發送信號，使其自動切換到低延遲、低 lag 的模式。這對其他應用也有好處，比如卡拉OK和視訊會議。
#6 QFT
QFT (Quick Frame Transport，快速影格傳輸)，它是本次 HDMI 2.1 的 3 個遊戲與多媒體新功能之一 (其他 2 個是剛剛講過的 VRR，ALLM)。
此功能也是為了減少延遲與 lag，目的為增加流暢度。它也能對更新率有貢獻，優點如下:
(1)即使信號來源不增加其 fps，每個動態影像畫格的傳播速度也能更快，因此能降低延遲感。
(2)這能減少遊戲與即時互動式 VR 應用的遲滯，並使卡拉 OK 之反應更快。
簡單說，雖然 QFT 不能消除輸入端的延遲，但它能降低來源端和顯示器之間的傳輸延遲。
#7 QMS
QMS (Quick Media Switching，快速媒體切換)，此功能可讓播放/來源裝置即時切換其內容的解析度或影格速率，而不會有任何的顯示中斷(黑幕)。例如在 60fps 和 24fps 動態影像之間切換時。
支援 QMS 的顯示可提供以下特色：
• 變動更新率。
• 避免顯示中斷 (screen blackout)。
• 無縫轉場。
遊戲將是最大受惠者，因為遊戲機的輸出會根據內容而不斷變化。但無論來源或內容為何，QMS 皆能帶來超流暢感，消除在顯示影像之前可能導致的停頓或空白畫面延遲。
#8 HDMI Cable Power
HDMI Cable Power，我譯為 HDMI 纜線供電。這是 HDMI 2.1 修正案 1 (HDMI 2.1，Amendment 1) 內的新增功能。
有了 HDMI Cable Power，主動式 HDMI 傳輸線現在可以直接從 HDMI 連接器取得最高 5V/300mA 之電力，無需外掛單獨的電源線。
此功能讓主動式 Active HDMI 傳輸線之使用變得簡單多了。然而，想運用 HDMI 纜線供電，HDMI 傳輸線與 HDMI 來源設備都必須同時支援 HDMI Cable Power 才行。
這種組合可確保主動式傳輸線能夠安全便捷地從 HDMI 連接器中獲取足夠的電流，並為其內部信號放大電路供電。
由於 HDMI 2.1 對傳輸性能要求極高，目前已知 5 公尺是非主動式傳輸線之上限 (Passive HDMI)。超長線解決方案可能是透過內藏主動式放大器，或者光電轉換技術 (AOH、AHC)。
根據 HDMI 協會的說明，HDMI Cable Power 雖然是在 HDMI 2.1 修正案中被提出，但所有先前 HDMI 版本都可受惠。包括以往的 HDMI 1.4 起之 Standard HDMI (1080P) 或 High Speed HDMI (4K@40) 與 Premium High Speed (HDMI 2.0)，都可導入 Cable Power。
#9 DSC
DSC (Display Stream Compression，顯示器串流壓縮，也有譯為「顯示器壓縮串流」)，它是把 HDMI 2.1 之 48 GHz 利用率再向上提昇的祕密。原生 48 GHz 可支援 4K@120P 12-bit，或 8K@60P 12-bit，或 10K@30P 12-bit。
超過的解析度該怎麼處裡? 解答就是 DSC 1.2a!
在傳輸頻寬需求高於 48 GHz 的所有模式，都將自動開啟 DSC。例如 5K@120P 10-bit (50.12 Gbps) 起，8K@60P 4:2:0 (64.15 Gbps) 起，10K@24P 4:4:4/RGB (50.12 Gbps)起。
DSC 有效串流率，最大可滿足 8K@120P 4:2:0 解析度，相當於 128.3 Gbps 之高頻寬!
其實 DSC 是來自 VESA，也就是 DP DisplayPort 的制定組織。DSC 1.2a 版本正是用於 DisplayPort 1.4a 之壓縮技術。
(註: 以下紅字，皆需要搭配 DSC 1.2a 壓縮)
#10 HDMI 2.1 認證
HDMI 協會 hdmi.org 持續在推動各種標章認證，包括 High Speed HDMI、Premium HDMI Cable......。
底下先回顧一下:
(1)Standard HDMI Cable (1080i)，對應 HDMI 1.4。
(2)High Speed HDMI Cable (10.2 Gbps，4K@30P)，對應 HDMI 1.4。
(3)Premium High Speed HDMI Cable (18 Gbps)，對應 HDMI 2.0。
(4)Ultra High Speed HDMI Cable (48 Gbps)，對應 HDMI 2.1。
(5)以上均有 Ethernet 版本。
與以前不一樣，只要包裝想印 Ultra High Speed HDMI Cable 標章，每一條傳輸線都必須通過 HDMI 協會之審核與認證。
在用戶端方面，消費者可以自行下載安裝一支專屬 app ，名稱為「HDMI Cable Certification」。
HDMI Cable Certification - Google Play (Android 版)
HDMI Cable Certification on the App Store (iOS 版，Apple App Store)
App 安裝後，便可用來掃描包裝袋的認證 QR code。
操作要領為讓 QR code 落在方框內，再傾斜一下手機以讀取防偽碼。
HDMI 協會之認證相當嚴謹，每種 HDMI 2.1 傳輸線編號都需要個別驗證。
不能用一張貼紙走天下，也就是說 hdmi.org 是十分認真的。
這條是全球第一的 LINDY GOLD LINE HDMI 2.1 傳輸線，編號 37604。它是全世界第一條獲得 HDMI 協會認證的 5公尺版 HDMI 2.1 傳輸線!
如何分辨市場上 HDMI 2.1 傳輸線之真偽? 需要滿足以下 4 要件:
(1)包裝上必須有一張 Ultra Certified Cable/HDMI - Ultra High Speed 之 QR Code 認證貼紙。
(2)包裝必須印出 HDMI Logo。
(3)包裝必須出現 Ultra High Speed HDMI Cable 字句。
(4)線纜本身必須印刷 Ultra High Speed HDMI Cable 字句。
#f 心得與感想
HDMI 2.1 的功能變化相當大，為了讓消費者獲得名符其實的優質體驗，hdmi.org 為它推動了強制認證制度。
買家可核對認證 4 條件，包括藉由專屬 app 檢查，以確保能買到貨真價實的 HDMI 2.1 傳輸線。
在頻寬利用率方面，HDMI 2.1 不僅可將 48 Gbps 用到極限，還能透過 DSC 1.2a 壓縮技術讓資料量超過 2 倍。影響頻寬需求之多寡，則是解析度、更新率、色彩格式、色彩深度之不同組合。
傳遞 HDMI 2.1 各種新功能對 HDMI 2.1 認證線材不會是問題 (例:4K@120P、VRR、ALLM、eARC......)。但功能是否能完整運作之關鍵，在片源或播放器，以及電視與 AV 擴大機......，必須從頭到尾全部都支援。
某項 HDMI 2.1 功能是否有支援，是由設備決定。是否有提供，請購買前務必詳閱產品型錄或規格書。
對於遊戲與電競之應用，4K@120P (4K@120Hz) 是最受到關注的規格。SONY PS5 與 Microsoft Xbox Series X 都有支援，並具備 8K 模式。它們都將是帶動 HDMI 2.1 邁向普及化的火車頭。
現在購買 HDMI 2.1 規格是比較好的投資，因為它可向下相容以前的 HDMI 標準，可確保未來幾年的最高相容性。
延伸閱讀
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Title:HDMI 2.1規格特點與應用懶人包HDMI Cable Power LINDY GOLD LINE HDMI 2.1 Ultra High Speed Cable 48Gbps 10K@120Hz Dynamic HDR & eARC VRR ALLM QFT QMS PS5 Xbox Series X S
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