USBが仕事をすることができるのになぜDisplayPort、HDMIポートなど？
私はしばらくの間、DisplayPortを介してHPノートブックHP ZBook 15G2に接続されたHPEliteDisplayE232を使用しています。モニターとノートブックの両方がフルHD1920X1080の解像度を持っています。ディスプレイがDPを介してはるかに見栄えが良く鮮明になったので、VGAケーブルからDisplayPortに変更したことをとてもうれしく思いました。
最近、複数のデバイスをノートブックに簡単に接続できるように、「HPポートレプリケーター3005pr」を使い始めました。これで、ヘッドセット、マイク、ネットワーク、キーボード、マウス、ディスプレイなどを1つのUSBコネクタを介してノートブックに接続できます。
ノートブック-> USB->ポートレプリケータ->独自のポートを介した他のデバイス
それはとても簡単で素晴らしいです。興味深いことに、モニターがノートブックのDisplayPortに直接接続されているかのように、ディスプレイがきれいで鮮明になっています。
今、質問に来ています-私のノートブックからのビデオ信号はUSBポートを介して出ています。つまり、can適切なデータ/信号を転送します。 USBがDisplayPortと同じくらい高品質の信号を転送/配信できるのなら、なぜDisplayPortなのか？なぜこれらの多数のポート仕様（HDMI、ディスプレイ、Firewireなど）とそれらのバージョンを発明するのですか？すべてのデバイスにUSBポートが付属していて、他のすべてのデバイスとの互換性が高いとは限りません。
HDMI、DP、およびVGAはメディア接続であり、USBはデータ接続です。
USBは実際のビデオ/オーディオ信号を転送するのではなく、それらを生成できるデータのみを転送します。
ドックにはUSBビデオアダプターがあり、USB経由で入ってくるデータを実際にビデオに処理します。ほとんどの場合ソフトウェア経由で、コンピューターのCPUを使用してデータ（ほとんど）を処理します。ドック内のアダプタは DisplayLink 、（ DL3900チップはどうやら ）によって提供されました。
ドックの解像度制限は、同じディスプレイをラップトップ自体のビデオポートに直接接続した場合よりも低くなる可能性があります（ラップトップのモデルを提供しなかったため、確認できません）。
ドックのサポートページからのメモは次のとおりです。
ノートブックからポートリプリケータにUSB3.0接続を介して接続すると、それぞれ1920 x1200の解像度の2つの外部ディスプレイを使用できます。ノートブックからポートレプリケータにUSB3.0接続を介して接続された単一の外部ディスプレイで最大2560x 1600の解像度を使用できますが、2560 x 1600の解像度のディスプレイがポートリプリケータに接続されている場合、未使用のポートは無効になります。
ドックを使用しておらず、システムにディスクリート（別名 " 専用 "）ビデオアダプター（AMDやNVidiaアダプターなど）がある場合は、it はGPUでビデオを処理し、データをビデオ信号に処理するために必要なCPUパワーを削減/削除します。
これは、3Dアプリケーション/ゲーム、およびフルスクリーンHDビデオ再生で特に顕著になります。この場合、ビデオアダプターは、CPUからのオフロードによって処理で大きな役割を果たすことがよくあります。これにより、CPUは、ビデオ処理を中断することなく他のデータを自由に処理できるようになります。また、ハードウェアデコーダーのないビデオファイル形式のデコードなど、GPUが実行できないタスクを処理することでビデオの高速化に役立つタスクを実行できます。
処理能力とオフロードの他に、ビデオアダプタとの間で転送されるデータの帯域幅にも違いがあります。
このドックでは、このデータをすべて1つのUSB3.0ポートに詰め込む必要があるため、理論上の最大値が約640 MBps（これは決して得られません）であっても、他のデバイスをフックし始めるとさらに気付くでしょう。 （フラッシュドライブ、オーディオデバイス、ネットワーク接続など）すべてがその単一のパイプを共有する必要があるため、ドックに入れます。
比較すると、PCI Express（ PCIe ）（v1.0）1x接続は約250MBps（理論上の最大）であり、PCIe（v1.0）16x接続は約1GBpsです。
現在のほとんどのディスクリートビデオアダプタは、複数のPCIe 1xレーンを使用し、PCIe仕様の新しいリビジョンを使用しています。
たとえば、最新のPCIeバージョン3は、PCIeレーンあたり基本的に1GBpsです。
- PCIe 1x = 〜1GBps
- PCIe 4x = 〜4GBps
- PCIe 16x = 〜16GBps
したがって、単一のPCIe 1x v3.0接続を使用する現在のビデオアダプタは、転送のみに使用されることを除いて、ほぼ2倍のデータを渡します。 ）ビデオアダプタによって使用されるビデオ（および場合によってはオーディオ）データ。
統合されたビデオアダプター（つまり、IntelCPUの一部であるIntelGMA/HDビデオアダプター）との比較も同様の話です。統合アダプターは、処理の大部分にCPUを使用しますが、ビデオ処理の特定の側面（ハードウェアデコーダーなど）用にCPUの専用部分を備えています。
USB DisplayLinkアダプターと同様に、CPUも処理に使用しますが、RAMに緊密に結合されているCPU自体に緊密に結合されているという明確な利点があります。この緊密な結合により、コンポーネント間の帯域幅が大幅に広がり、遅延が少なくなり、コンポーネントを優れたレベルで実行できます。
インターフェースの多さは、主に開発のタイミングにかかっています。
USBは、その名前が示すように、ユニバーサルインターフェイスであり、複数のタイプのデジタルトラフィックの交換を可能にするために開発されました。元のUSB1標準は画期的なものでした。
しかし、人々がAVデバイスを接続したいとき、より高いデータレートは当時のUSB仕様を超えていたため、FireWireが発明されました。これは、ディスクインターフェイスやその他の高速トラフィックにも十分な速度でした。
その後、USB2が確立されましたが、Firewireデバイスに多額の投資が行われる前ではなく、USB2が高速データ転送に最適なインターフェイスになるまでには長い時間がかかりました。
その後、FireWireロビーはFW800仕様で速度を2倍にしましたが、USB2はFW800が競合するには確立されすぎており、USB3は一般的な高速データ転送のユニバーサルインターフェイスとして多かれ少なかれ反対されていません。もちろん、これは最速の内蔵ディスクには十分な速度ではなく、これらは特にこの目的のために独自のSATAインターフェイスを使用します。
このすべてが進行している間、アナログディスプレイをデジタルディスプレイに置き換える開発が必要であり、CPUはUSBを使用するのに十分な速度ではなかったため、ビデオカードで直接これを行うための特定のデジタルインターフェイス（DisplayPort）が開発されました。同時に、テレビやビデオのレコーダーやプレーヤーには高速のAVデジタルインターフェイスが必要でした。HDMIはこのために開発されました。これらはすべてHDMIを使用しているため、AV機器メーカーが代わりにUSBを使用するインセンティブはありません。
一方、Appleは独自の道を歩み、独自の製品に容易に採用される標準を確立しましたが、外部の通貨はほとんどありません。
これは、何年にもわたって開発がどのように行われたかを非常に単純化したものですが、インターフェイスがどのように増殖したかを説明するのに役立つことを願っています。 USBに集中する傾向があった場合、均一性が確立される前に、独自の利点を備えた新しいインターフェイスが登場することは間違いありません。
最後の観察として、3DビデオとUHDがHDMI経由で確立されました。ポートレプリケーターがこれらを処理するかどうかは疑わしいので、飛躍は続きます。