了解音视频数据传输连接端口

HDMI(高清多媒体接口,High Definition Multimedia Interface)是一种全数字化视频和声音发送接口,可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI 可用于机顶盒、DVD 播放机、个人计算机、电视游乐器、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI 可以同时发送音频和视频信号,由于音频和视频信号采用同一条线材,大大简化系统线路的安装难度。

DP(DisplayPort)是一个由 PC 及芯片制造商联盟开发,视频电子标准协会(VESA)标准化的数字式视频接口标准。该接口免认证、免授权金,主要用于视频源与显示器等设备的连接,并也支持携带音频、USB 和其他形式的数据。
此接口的设计是为取代传统的 VGA、DVI 和 FPD-Link(LVDS)接口。通过主动或被动适配器,该接口可与传统接口(如 HDMI 和 DVI)向后兼容。

DVI(数字视频接口,Digital Visual Interface)是一种视频接口标准,设计的目的是用来传输未经压缩的数字化视频。目前广泛应用于 LCD、数字投影机等显示设备上。此标准由显示业界数家领导厂商所组成的论坛:“数字显示工作小组”(Digital Display Working Group,DDWG)制订。

VGA(视频图形阵列,Video Graphics Array)是 IBM 在 1987 年随 PS/2 机一起推出的一种视频传输标准,具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。不支持热插拔,不支持音频传输。VGA 也在有些情景下称为 D-Sub(D-subminiature)。

AV 接口(又称 RCA)是出现比较早的一种接口,它由黄、白、红三种颜色的线组成,其中黄线为视频传输线,白色和红色则是负责左右声道的声音传输。AV 接口曾经被广泛应用在早期的 VCD 和 DVD 机与电视机的连接上,这个接口的出现首次把视频和音频进行了分离传输,但是其负责视频传输的只有一条线,故这种传输方式还是先将亮度和色度混合,然后在显示设备上进行解码显示,所以,在视频传输质量上有较大损失。

USB(通用串行总线,Universal Serial Bus)是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯,USB 接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB 在 1994 年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出。

IEEE 1394(火线接口,FireWire)是由苹果公司领导的开发联盟开发的一种高速度传送接口,主要用于视频的采集,数据传输率一般为 800Mbps。

Thunderbolt(雷电 / 雷雳)连接技术融合了 PCIExpress 数据传输技术和 DisplayPort 显示技术,可以同时对数据和视频信号进行传输,并且每条通道都提供双向 10Gbps 带宽,最新的 Thunderbolt3 达到了 40Gbps。了解更多关于 Thunderbolt 的介绍。

SATA3、M.2、PCIe、U.2 接口和通道、带宽以及速度

接口 通道 协议 带宽 速度
SATA3 SATA AHCI 6Gbps ≤ 600MB/s
mSATA SATA AHCI 6Gbps ≤ 600MB/s
M.2_Socket2_B&M_Key SATA AHCI 6Gbps ≤ 600MB/s
M.2_Socket2_B&M_Key PCIe 3.0 ×4 AHCI 10Gbps ≈1500MB/s
M.2_Socket3_M_Key PCIe 3.0 ×4 NVMe 32Gbps ≈4000MB/s
U.2 PCIe 3.0 ×4 NVMe 32Gbps ≈4000MB/s

PCIe 接口版本和传输通道以及吞吐量

PCIe(PCI-Express,Peripheral Component Interconnect Express)是一种高速串行计算机扩展总线标准,它原来的名称为 “3GIO”,是由英特尔在 2001 年提出的,旨在替代旧的 PCI,PCI-X 和 AGP 总线标准。PCIe 属于高速串行点对点双通道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,主要支持主动电源管理,错误报告,端对端的可靠性传输,热插拔以及服务质量 (QOS) 等功能。

—— 百度百科

PCIe 版本 发布时间 传输通道 / 吞吐量
×1 ×4 ×8 ×16
PCIe 1.0 @ 2.5GT/s 2003 年 250MB/s 1GB/s 2GB/s 4GB/s
PCIe 2.0 @ 5.0GT/s 2006 年 500MB/s 2GB/s 4GB/s 8GB/s
PCIe 3.0 @ 8.0GT/s 2010 年 984.6MB/s 3.938GB/s 7.877GB/s 15.754GB/s
PCIe 4.0 @ 16GT/s 2017 年 1.969GB/s 7.877GB/s 15.754GB/s 31.508GB/s
PCIe 5.0 @ 32GT/s 2019 年 3.9 or 3.08GB/s 15.8 or 12.3GB/s 31.5 or 24.6GB/s 63.0 or 49.2GB/s

SATA 接口版本和带宽以及速度

SATA(Serial ATA,Serial Advanced Technology Attachment,串行高级技术附件)是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口,是由 Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor 和 Seagate 公司共同提出的硬盘接口规范。2001 年,由 Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的 Serial ATA 委员会正式确立了 Serial ATA 1.0 规范,在当年的 IDF Fall 大会上,Seagate 宣布了 Serial ATA 1.0 标准,正式宣告了 SATA 规范的确立。

—— 百度百科

接口 版本 带宽 速度
Serial ATA I/1 1.5Gb/s 192MB/s(150MB/s)
Serial ATA II/2 3Gb/s 384MB/s(300MB/s)
Serial ATA III/3 6Gb/s 768MB/s(600MB/s)

VGA > DVI > HDMI > DP > miniDP|显示接口的迭代更新类型

VGA(Video Graphics Array 视频图形矩阵)
DVI(Digital Visual Interface 模拟数据接口)
HDMI(High-Definition Multimedia Interface 高清晰度多媒体接口)
DP(Display Port 显示接口)
miniDP(mini Display Port 迷你型显示接口)

电脑显示器 / 计算机行业: VGA => DVI => DP
电视机 / AV(RCA)行业: S-Video => Composite => HDMI

ThunderBolt vs. Mini DP vs. USB 3.1 vs. USB Type-C

1、传输功能:Thunderbolt2* 连接技术融合了 PCI-Express 数据传输技术和 Display Port 显示技术,即可以同时对数据和视频信号进行传输,并且每条通道都提供双向 10Gbps 带宽;相对 Thunderbolt2 ,Mini DP 则没有传输数据功能,只支持 Display Port 显示技术。

2、接口外观:Thunderbolt2 接口是一个闪电的标识,Mini DP 则是一个显示的标识。

3、速度对比:Thunderbolt3(40Gb/s)、Thunderbolt 2(20Gb/s)、USB 3 / USB 3.1 Gen1(5Gb/s)、USB 3.1 Gen2 (10Gb/s)。

4、Thunderbolt3 和 USB 3.1 Type-C:Thunderbolt3 采用的物理接口规格为 USB Type-C(Thunderbolt2 采用 Mini DP 物理接口),所以同时支持 USB3.1;但支持 USB 3.1 的 Type-C 接口设备不一定支持雷电规范接口。目前,所有支持 Thunderbolt3 的接口旁都有一个 “闪电” 标志,Thunderbolt3 的推出就是基于现有的 USB 3.1 Type-C 规范标准,而 USB 3.1 规范标准除了拥有 Type-C 形态接口外,还支持 Type-A 等其它形态接口,而 Thunderbolt3 均为 USB Type C 接口,因此 Thunderbolt3 肯定同时支持 USB 3.1,但 USB 3.1 并不一定支持 Thunderbolt3。

USB Type-C* 接口可分别搭载 USB 2.0、USB 3.0、USB 3.1 协议标准。
USB 2.0 的速度为 480Mbps(实际可达速度 35MB/s);
USB 3.0 的速度为 5Gbps(实际可达速度 300MB/s),
USB 3.1(区别 Gen 1 或 Gen 2),同样是 USB 3.1,Gen1 的速度为 5Gpbs(实速可达 300MB/s),Gen2 的速度为 10Gpbs(实速可达 1.2GB/s)。

从以上数据来看,速度方面,USB 3.1 Gen 1 就是 USB 3.0,只是在其他方面有了改善,下面看看 USB 3.0 和 USB 3.1 的区别:
1、更大功率:相比 USB3.0,USB 3.1 将供电标准由 5V/0.9A 提升至 20V/5A,100W 的功率使 USB 3.1 Gen 2 能够极大提升设备的充电速度,最常用的就是给手机充电更快了,甚至可直接给一些便携式设备供电;
2、更快速度:USB 3.1 Gen 2 已经支持高达 10Gbps 的传输速率,对比 USB 3.0(USB 3.1 Gen 1)是 5.0Gbps,翻倍的速度提升;
3、支持显示&电源接口:USB 3.1 新增了 USB A/V 影音传输,即可以使用 USB 来传输画面,同时还可以为设备充电。

* USB 3.1 Gen2 是一项传输协议标准;USB Type-C 则是接口规格标准(接口类型)。
* ThunderBolt 中文名称为 “雷电”。