DP vs. HDMI: Welchen Anschluss sollten Sie an Ihrer Grafikkarte verwenden?

Moderne Grafikkarten und Monitore verfügen in der Regel über zwei Anschlussmöglichkeiten: DisplayPort (DP) und HDMI. HDMI gibt es schon seit 20 Jahren. Sie denken vielleicht, dass es keine Rolle spielt, welchen Anschluss Sie verwenden – schließen Sie einfach das Kabel an, das mit Ihrer GPU oder Ihrem Monitor geliefert wurde. Das ist jedoch nicht der Fall.

HDMI und DP: Beide wurden ursprünglich für Audio entwickelt

Früher setzte man auf analoge VGA- (D-Sub) oder digitale DVI-Schnittstellen. DVI unterstützte die damals neue Full-HD-Auflösung 1080p.

Keiner der Standards übertrug jedoch Audio über dasselbe Kabel. Darüber hinaus waren beide Schrauben zum Befestigen des Steckers erforderlich, was das Ein- und Ausstecken erschwerte.

Im Jahr 2002 schuf eine Technologieallianz unter der Führung von Hitachi, Philips und anderen Unternehmen einen neuen Standard: High Definition Multimedia Interface (HDMI). Es lieferte sowohl Video als auch Audio über ein einziges Kabel, wobei die Kompatibilität mit DVI-Digitalvideo gewahrt blieb. Es leitete eine neue Ära der Einfachheit und Funktionalität ein.

Die Home-Entertainment-Branche hat HDMI schnell übernommen, und Flachbildfernseher sind fast überall auf diesen Anschluss umgestiegen. Die PC-Industrie folgte langsamer. ATI (später AMDs Grafikabteilung) und NVIDIA begannen erst Ende 2009 damit, Grafikkarten HDMI-Anschlüsse hinzuzufügen. Etwa zu dieser Zeit kam ein weiterer Standard auf den Markt: DisplayPort.

DisplayPort wurde von der 1989 gegründeten VESA (Video Electronics Standards Association) unterstützt. Seine Designziele ähnelten denen von HDMI: eine einzige Schnittstelle für die kombinierte Video- und Audioübertragung, außerdem DVI-kompatibel.

Oberflächlich betrachtet sehen sie vergleichbar aus. Beide übertragen digitales Video und Audio gemeinsam. HDMI verwendet 19 Pins für Video, Audio, Taktsignale und Steuerfunktionen. Ein DisplayPort-Anschluss fasst 20 Pins.

Unter der Oberfläche sind ihre Arbeitsprinzipien grundlegend unterschiedlich.

Von Taktsignalen zur paketbasierten Übertragung

Das ursprüngliche HDMI 1.0 verwendete das DVI-Signalisierungsschema wieder: vier Spuren mit TMDS (Transition Minimized Differential Signalling). Drei Spuren trugen Farbdaten und eine Spur trug den Pixeltakt, der mit 165 MHz lief. Dies reichte für 1920×1200 @ 60 Hz.

Audiodaten wurden während der vertikalen Austastlücke übertragen – dem Zeitraum, in dem alte CRT-Bildschirme kein Bild zeigten. Moderne LCD-, Plasma- und OLED-Panels benötigen diese Lücke nicht, der alte Mechanismus zur Audioübertragung bleibt jedoch bestehen.

Für eine höhere Auflösung oder Bildwiederholfrequenz könnte DVI eine zweite Verbindung gebrauchen. Beim frühen HDMI wurde stattdessen einfach die Pixeltaktfrequenz erhöht. HDMI 1.3 (2006) erreichte 340 MHz. Mit HDMI 2.0 (2013) erreichte der Pixeltakt 600 MHz.

DisplayPort verwendet kein TMDS und verfügt über keinen dedizierten Takt-Pin. Es funktioniert wie ein lokales Netzwerk für Displays: Daten werden in Paketen über die Leitungen übertragen. Pixeltaktinformationen und andere Hostsignale sind in diesen Paketen eingekapselt und funktionieren ähnlich wie PCI Express.

Mit dieser Architektur kann DP Video-Audio-Streams oder völlig andere Signaltypen übertragen. Die Konvertierung von DP in DVI wird komplexer, aber das Design entspricht natürlich den PC-Industrienormen.

Der DisplayPort der ersten Generation übertraf bereits modernes HDMI bei hochauflösendem Gameplay mit hoher Bildwiederholfrequenz und lieferte 8,6 Gbit/s gegenüber 4 Gbit/s bei HDMI.

DP 2.0, veröffentlicht im Jahr 2019, unterstützt UHBR 20 und liefert bis zu 77 Gbit/s Rohbandbreite. Es gelten wichtige Vorbehalte, auf die wir später noch eingehen werden.

HDMI 2.0 wurde 2013 veröffentlicht und basierte noch auf der TMDS-Videoübertragung mit einem Pixeltakt von 600 MHz. HDMI 2.1 wurde 2017 eingeführt und stößt an die Grenzen der Taktfrequenzskalierung und übernimmt Ideen von DisplayPort. Es übernahm die paketbasierte Übertragung über vier Datenspuren über das FRL-Protokoll und erhöhte die Bandbreite auf 42 Gbit/s. Dies erklärt den enormen Leistungsunterschied zwischen HDMI 2.0 und HDMI 2.1.

DP 1.4 bleibt der am weitesten verbreitete DisplayPort-Standard und unterstützt bis zu 8K@60 Hz oder 4K@120 Hz ohne Komprimierung.

Keine der Schnittstellen läuft immer mit der maximalen theoretischen Geschwindigkeit. Beispielsweise arbeitet eine GPU mit HDMI 2.0, die an einen HDMI 2.1-Monitor angeschlossen ist, nur mit 14 Gbit/s.

Um die volle Bandbreite von 77 Gbit/s von DP 2.0 freizuschalten, müssen Ihre Grafikkarte, Ihr Monitor und Ihr Kabel UHBR 2.0 unterstützen. Wenn Ihr Monitor nur DP 1.4a unterstützt, sind Sie auf 26 Gbit/s begrenzt. Consumer-DP-2.0-Monitore sind immer noch größtenteils auf Flaggschiff-Gaming-Modelle beschränkt, auch wenn neuere GPUs über DP-2.0-Ausgänge verfügen. Für die meisten Benutzer ist DP 1.4 heute der praktische Standard.

Welche Lösung Sie wählen sollten: DP bietet Rohbandbreite; HDMI 2.1 zeichnet sich in bestimmten Szenarien aus

Als sich diese Standards weiterentwickelten, tauchten auf dem gesamten Monitormarkt irreführende Marketingformulierungen auf.

Beispielsweise behält HDMI 2.1 die Abwärtskompatibilität mit TMDS bei. Die HDMI-Organisation hat erklärt, dass HDMI 2.0 nicht mehr offiziell erwähnt wird; HDMI 2.0-Funktionen werden als Teilmenge von HDMI 2.1 behandelt, während alle neuen HDMI 2.1-Funktionen (FRL, höhere Bandbreite, VRR, ALLM usw.) optional sind.

Daher tragen viele Monitore, die noch ältere TMDS-Signale verwenden (im Wesentlichen HDMI 2.0-Hardware), die Bezeichnung „HDMI 2.1“. Dieses Kleingedruckte finden Sie manchmal vergraben auf E-Commerce-Produktseiten.

Auch die Qualität des Kabels spielt eine Rolle. Viele als „HDMI 2.1“ verkaufte Kabel unterstützen nur ältere TMDS-Geschwindigkeiten und nicht den FRL-Modus mit voller Bandbreite.

Lassen Sie uns gängige Bildwiederholfrequenzkombinationen für Gaming-Auflösungen untersuchen. „Ja“ bedeutet, dass der Standard diesen Modus ohne Bildkomprimierung unterstützt. „Nein“ garantiert keine Nichtfunktionalität – es bedeutet, dass nicht genügend Rohbandbreite für die unkomprimierte Ausgabe vorhanden ist. Hersteller verwenden Problemumgehungen, um den Eindruck zu erwecken, dass die Modi für normale Endbenutzer funktionieren.

Sowohl DP als auch HDMI unterstützen YCbCr-Chroma-Unterabtastung, was den Bandbreitenbedarf auf Kosten der Bildtreue reduziert. 4:2:2-Unterabtastung reduziert den Bandbreitenbedarf um etwa ein Drittel; 4:2:0 halbiert es fast. Für eine optimale Bildqualität sollte die Unterabtastung vermieden werden, Hardwarebeschränkungen können sie jedoch erzwingen.

DP 1.4 und höher sowie HDMI 2.1 unterstützen DSC (Display Stream Compression), einen von VESA entwickelten Algorithmus, der eine mit 4:2:0 vergleichbare Komprimierungseffizienz nahezu ohne wahrnehmbaren Qualitätsverlust liefert.

Auf dem Papier sieht DisplayPort überlegen aus: Die Spezifikationen DP 1.4 und DP 2.0 übertreffen alle HDMI-Generationen. Allerdings sind DP 2.0-Monitore für den Massenmarkt immer noch selten und die meisten Gaming-Displays verwenden DP 1.4. Bei DP 1.4-Hardware fehlt DSC-Unterstützung. Bei maximaler Auflösung sind Sie möglicherweise gezwungen, 4:2:0 Chroma-Unterabtastung zu verwenden. Im Gegensatz dazu kann ein echter HDMI 2.1-Anschluss mit voller Spezifikation anstelle von DSC Subsampling-Schemata mit höherer Qualität verwenden – obwohl echte HDMI 2.1-Monitore mit voller Bandbreite immer noch selten sind und meist auf 4K-Gaming-Panels zu finden sind.

Kabellänge: Ein oft übersehener Faktor

Ursprünglich für Heimkino-Setups und nicht für PCs konzipiert, verträgt HDMI im Allgemeinen viel längere Kabel bei hoher Auflösung und Bildwiederholfrequenz.

Für 4K@60 Hz wird generell empfohlen, hochwertige passive DP 1.4-Kabel mit einer Länge von weniger als 1,8 Metern zu verwenden. Gleichwertige HDMI-Kabel können bis zu 6 Meter lang sein. DisplayPort-Kabel mit aktiver Stromversorgung können die Signalreichweite erhöhen, sind jedoch teuer.

HDR und VRR ändern die Gleichung

HDR verwendet eine Farbtiefe von 10 Bit pro Kanal anstelle der standardmäßigen 8 Bit und sorgt so für gleichmäßigere Licht- und Farbabstufungen. Diese zusätzlichen Bits verbrauchen Bandbreite und verringern die erreichbare Bildwiederholfrequenz.

Nehmen Sie als Beispiel die Samsung Odyssey G7/G9-Serie: Bei aktiviertem HDR ermöglicht DP 120 Hz, während HDMI Sie auf 60 Hz beschränkt – obwohl der Monitor eine maximale Bildwiederholfrequenz von 240 Hz anpreist, die nur unter SDR verfügbar ist. HDR begrenzt häufig die maximale Bildwiederholfrequenz auf Hochgeschwindigkeitsmonitoren.

VRR-Technologien (Variable Refresh Rate) wie FreeSync und G Sync verbrauchen ebenfalls Bandbreitenressourcen. Nochmals zum Odyssey G7: Bei deaktiviertem HDR und aktivem VRR unterstützt DP ein variables Aktualisierungsfenster von 60 240 Hz. Bei HDMI sinkt der Bereich auf 48 144 Hz.

Für kompetitive Gamer, die maximale Bildwiederholraten anstreben: Entscheiden Sie sich für DisplayPort und akzeptieren Sie die Ausführung von SDR.

Endgültiges Urteil

Displayport-Kabel : Das Beste seiner Klasse für PC-orientiertes Gaming mit hoher Bildwiederholfrequenz.
HDMI-Kabel 2.1: Ein vielseitiger Mehrzweckstandard für Fernseher, Konsolen, Mediaplayer und PCs. Es eignet sich für Heimkino-Anwendungen, Konsolenspiele oder Ausstellungsumgebungen, in denen eine gute Bildqualität, moderate Bildwiederholraten und lange Kabelwege erforderlich sind.

Im Vergleich zu DisplayPort bringt die umfassende geräteübergreifende Kompatibilität von HDMI 2.1 gewisse Leistungseinbußen mit sich. DP bietet die stärkste Unterstützung für hohe Auflösung, hohe Bildwiederholfrequenz und spielorientierte Funktionen.

Eine wichtige Erkenntnis: Stellen Sie immer sicher, dass Sie über alle Anschlüsse und qualitativ hochwertige Kabel verfügen.

Billige Kabel oder nicht voll ausgestattete Monitoranschlüsse beeinträchtigen die Leistung Ihrer High-End-GPU oder Spielekonsole.