您对 HDMI 2.1 真的了解吗？我们将为您一一解惑！_ZNDS问答

小余崽

随着次世代游戏主机以及最新显卡以及电视机、显示器的发布，HDMI 2.1 这个名词就不断出目前我们面前。但是由于此前的一些信息整合不够完整，使得大家对 HDMI 2.1 以及相关功能感到困惑，甚至感到乱七八糟，因此可以理解为是混乱。并且非常不幸的是，没有人去纠正这些错误，因此我们需要解决一些错误信息的传播，为大家带来正确的理解。

本文编译自 FlatpannelsHD，作者为 Rasmus Larsen，转载请注明出处。

认识 HDMI 2.1

什么是 HDMI 2.1？这是 HDMI 组织最新推出的 HDMI 规范。除了更高的带宽外，它还提供 eARC、VRR 和 ALLM 等功能。部分功能是可选的，您甚至可能在 HDMI 2.0 芯片组上看到其中的一些功能。
但是，这并不能得出结论，给定的电视机或播放器 / 游戏主机中的“HDMI 2.1 支持”将为您提供所有功能，您必须逐一检查。
HDMI 组织的解释：

HDMI 2.1 是 HDMI 规范的最新版本，并支持一系列更高的视频分辨率和刷新率，包括 8K60p 和 4K120p，以及高达 10K 的分辨率。还支持动态 HDR 格式，带宽能力提高到 48Gbps 。

目前，有人认为这意味着 HDMI 2.1 = 48Gbps。目前有不少设备并没有完全用满 48Gbps 的带宽，比如 LG CX 是 40Gbps、PS5 目前是 32Gbps，不少人对此有所抱怨，认为缩水、偷工减连。但这种说法是正确的吗？并不是，系统根据其功能进行扩展是完全正常的。
当人们确认 LG 2020 款 OLED 电视机的 HDMI 2.1 接口为 40Gbps 而非 2019 款 OLED 的 48Gbps 时，引起了轩然大波。这里，有人指出索尼 X900H / XH90 的 48Gbps 带宽速度比 LG 更有优势。可大家是否知道，LG 2020 款 OLED 电视机能够无限制地处理从 HDMI 2.1 设备到显示设备的 HDMI 2.1 信号（即 4K120）。但目前，索尼 XH90 / X900H 则不行，4K120 视频信号在视频链中的某个位置被降级，这最终影响了图像的细节（或分辨率）。
索尼正在研究如何“修复”这个 BUG，但是正如您所看到的，HDMI 2.1 的带宽大小并不能保证任何事情，它不可以用作衡量画面质量的标准，不能保证 48Gbps 的数据通过视频链完整的传送到屏幕甚至是您的眼睛。而且，如果您因此认为 LG 2019 款 OLED 电视机比 2020 款 OLED 机型在某种程度上是更先进的话，那您就错了，当然，这是另一台话题。
上面的例子是电视机机，即终端设备。信号到此结束，如果幸运的话，您会得到一张图像。但是，视频源/播放器和中间设备的功能也可能相关。具有 HDMI 2.1 的媒体播放器或游戏主机（例如 PlayStation 5 或 Xbox Series X）将根据电视机通过所谓的 E-EDID（增强的扩展显示标识数据）系统告诉其功能的情况来调整其 HDMI 2.1 输出。播放器 / 游戏主机选择输出的内容最终取决于其设计方式：不同的设备不一定会对 HDMI 2.1 输出做出相同的选择。
然后则是到了中间设备，如回音壁或 A/V 接收机。这些既不是源设备也不是终端设备，因此对于 HDMI 元器件来说，重要的是这些中间设备必须具有更大的灵活性。源设备和终端设备的组件可以扩展到它们的整体功能，但是中间设备不应设置限制。它们必须具有足够的 HDMI 带宽，使信号以不变的形式传输。这就是为啥首批 HDMI 2.1 A/V 接收机被称为“有缺陷的设备”的原因，目前我们就看看它是否可以被修复了。这也是 HDMI 2.1 新的 eARC 功能鼓励您不要让视频信号一路通过接收机或回音壁的原因之一，而是要将播放器 / 游戏主机直接链接到电视机，然后通过 eARC 将音频返回到 A/V 接收机 / 回音壁。
FRL、位深和带宽

如我们熟知的 LG 2020 款 OLED和索尼 X900H / XH90 示例所示，使用 HDMI 2.1 带宽作为电视机功能或视频质量的准则不是一台好主意。
同样，使用 HDMI 2.1 带宽作为给定播放器 / 游戏主机功能的指南也不是一台好主意。
让我们先介绍一下 FRL，或称之为固定速率链接。虽然首字母缩写没有被广泛认可，但实际上它是 HDMI 2.1 的基础。它可以在 HDMI 2.1 中实现更高的带宽，FRL 取代了 TMDS（最小化转换差分信号），后者是 HDMI 2.0 和之前的 HDMI 规范的基础。
FRL 代表固定速率链路，它是 HDMI 2.1 规范中支持的一种信号技术。FRL 是实现更高的未压缩分辨率（例如 4K60p 以上的分辨率）和高达 48Gbps 超高速带宽所必需的。
HDMI 组织解释说：

压缩视频传输可以依次以较低的数据速率（例如 4K60p）和超高像素速率的视频（例如 10K120p）进行操作。它取代了 TMDS，请注意，HDMI 2.1 规范仍然需要支持 TMDS。具有向下兼容性，并且仍无缝支持使用 TMDS 的数十亿个 HDMI 设备。

像许多其他视频系统一样，HDMI 在“某种模式”下运行，借助 FRL，它具有新的固定速率模式，该模式可以包含多个位深和色度的二次采样变化。
深入探讨位深、色度二次采样和 HDMI 时序 / 信号传输已远远超出了本文的讨论范围，您甚至不必了解其中的任何内容，在这里重要的是要了解 HDMI 在各种模式下运行即可。
有人认为 Xbox Series X 具有 40Gbps 的输出模式，而 PS5 虽然只有 32Gbps 的输出模，但具有更强大的 HDMI 2.1 硬件，或者说 PS5 支持12bit 输出的 12bit 系统。
可问题是：在某些 HDMI 模式下，HDMI 信号诊断工具（例如直通设备或电视机内置工具）无法确定位深（8、10 或 12bit）或色度二次采样（4:2:0或4:2:2），您也不能根据带宽推论这些参数。这是固定速率链接，明白吗？只有源才知道在此 HDMI 模式下实际发送的位深/色度。某些 HDMI 诊断工具会告诉你这是 8bit，而某些会告诉你这是 10bit，而某些却又告诉你这是 12bit。这些都只是随机的猜测，甚至是没有根据的猜测。
当然可以确定其他参数，例如分辨率和帧速率（定时信号）。而在其他 HDMI 模式下，当模式只有一台选项时，可以推断出位深，详情请参见下表。

HDMI 模式的示例可以是 8bit、10bit 或 12bit 以及 4:2:0 或 4:2:2，而 HDMI 诊断工具只能猜测。图源：HDMI 组织

总结

因此，让我们尝试并举例说明。给定的电视机将通过标准化的 E-EDID 向 PlayStation 5 或 Xbox Series X 发出信号，以表明其功能（为啥游戏主机可以自动检测电视机的功能并相应地切换其输出）。然后，游戏主机将根据其设计方式选择特定的 HDMI 模式。
即使对于同一台电视机，PS5 和 XSX 也不一定会选择相同的 HDMI 模式，通常来说是不会的。对于我们支持 HDMI 2.1 的电视机之一，PS5 当前将其默认模式设置为 HDMI 2.1 FRL rate 4，而 Xbox Series X 当前将其默认模式设置为 HDMI 2.1 FRL rate 5。但这不是确定的，也没有告诉我们过多的信息。当然，它并不能完全告诉我们这两台游戏主机的功能。

PlayStation 5 的 HDMI 2.1 输出示例

Xbox Series X 的 HDMI 2.1 输出示例

这里涉及到许多设计选择，需要深入研究。未来的固件更新（例如 PS5 将启用 8K 输出和 VRR，而 Xbox Series X 将启用 8K 输出等）可能会改变事情。
所以请先不要下结论，并且请勿将 HDMI 2.1 带宽作为硬件功能或图像质量的指标。

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