HDMIオーディオ/ビデオインターフェース規格は、テレビ、セットトップボックス、メディアストリーマー、ブルーレイプレーヤー、A/Vレシーバー、ゲーム機、ビデオカメラ、デジタルカメラ、そして一部のスマートフォンなど、あらゆる機器に採用されています。また、ほとんどのコンシューマー向けデスクトップパソコンやノートパソコンにはHDMI出力ポートが搭載されており、多くのオールインワンPCにも入力ポートが搭載されているため、ゲーム機やセットトップボックスを内蔵ディスプレイに接続して使用できます。
HDMIの普及により、もう一つのデジタルオーディオ/ビデオ規格であるDisplayPortを忘れているかもしれません。ほとんどのディスクリートグラフィックカード、Mac、ビジネス向けノートパソコンではHDMIと並んでDisplayPortが搭載されていますが、コンシューマー向けPCではあまり一般的ではありません。また、コンシューマー向け電子機器では非常に珍しい存在です。
HDMIとDisplayPortはどちらも、ソースデバイスからディスプレイへ高解像度のデジタルビデオと高解像度オーディオを伝送できます。そこで、次のような疑問が湧くかもしれません。「違いは何だろう？」「HDMIが普及しているのに、なぜDisplayPortが必要なのだろうか？」「USB Type-Cポートはどのように位置づけられるのだろうか？」これらの疑問やその他の疑問にお答えしますが、まずは、この2つの規格がどのようにして誕生し、どのような団体が管理しているのかという話から始めましょう。
HDMIとDisplayPortの起源
HDMI（High Definition Multimedia Interface）規格は、2002年に日立、パナソニック、フィリップス、シリコンイメージ、ソニー、東芝の6つの家電大手によって考案されました。現在、この規格はシリコンイメージの完全子会社であるHDMI Licensing, LLCが管理していますが、HDMIフォーラムには80社以上のベンダーが会員として登録されています。会員であるか否かに関わらず、メーカーは製品にHDMIを搭載するためにロイヤリティを支払う必要があります。もちろん、その費用は消費者に転嫁されます。
DisplayPortの仕様は、AMDからZIPS Corporationまで、幅広いメーカー（ほぼすべてのメーカーがHDMI Forumにも加盟）が参加する大規模なコンソーシアムであるVideo Electronics Standards Association（VESA）によって開発され、現在もその管理下にあります。おそらく、ビデオ機器との関連でVESAという名前を耳にしたことがあるでしょう。例えば、ほとんどのテレビメーカーは、VESAの壁掛け規格に準拠しています。
DisplayPortは、主にコンピュータディスプレイで使用されていた2つの旧規格、VGA（Video Graphics Array、1987年に初導入されたアナログインターフェース）とDVI（Digital Video Interface、1999年に導入された）を置き換える取り組みの一環として、2006年にデビューしました。DisplayPortはロイヤリティフリーの製品ですが、HDMIが4年も先行していたため、競争相手としては手強い存在でした。DisplayPortは、技術サイクルが短く、ディスプレイへの要求が高いことが多いPCで、最も普及しました。
おもしろい事実: HDMI の開発に携わった 6 社のうち、Hitachi と Philips だけが VESA の会員企業ではありません。
HDMIおよびDisplayPort機能
最近バージョン2.1aに改訂されたHDMIは、最大48Gbpsのビットレートをサポートできます。VESAはさらに最近、最大80Gbpsのスループットを処理できるDisplayPort 2.1を発表しました。しかし、DisplayPort 2.1は現在多くのデバイスでサポートされておらず、一部の機能がオプションとなっているHDMI 2.1aは依然として採用が進んでいます。ただし、これはそれほど大きな問題ではありません。DisplayPort 2.1は2.0仕様の厳格化であり、HDMI 2.1aはハイダイナミックレンジディスプレイのサポート強化のみを追加しています。
HDMI 2.1 および 2.1a では、以前のバージョンよりも高解像度のビデオとオーディオが可能になります。
上と下の画像からわかるように、HDMI と DisplayPort はどちらも、長年にわたってパイプを大幅に拡張してきました。
DisplayPortの帯域幅はここ数年で大幅に増加しました。バージョン2.1ではバージョン2.0の最大帯域幅を維持しながら、仕様が厳格化され、いくつかの機能が追加されています。
HDMIとDisplayPortは実用的な用途においては類似しており、業界では両者を補完的な規格と見なす傾向が強い。実際、HDMI 2.1aはVESAのディスプレイ・ストリーム圧縮（DSC）機能を備えている。HDMIのスペック自体はDisplayPortの方が優れているのは確かだが、HDMIの機能は主流のA/V市場において常に十分すぎるほどだった。
どちらの規格も、アダプタやアダプタケーブルを介して古いタイプのディスプレイを接続できることにご注意ください。HDMIからVGAおよびDVIへの変換、およびDisplayPortからVGA、DVI、HDMIへの変換が可能です。また、どちらの規格も下位互換性があり、接続に使用されている最も古いリビジョンにフォールバックします。
各規格の主な機能と仕様を示す表を以下に示します。画像を右クリックして新しいタブを開くと、読みやすいサイズに拡大表示されます。
PCワールド
HDMIとDisplayPortは同じ機能を持ちますが、その仕組みは大きく異なり、それぞれ独自の機能があります。HDMIは、A/V機器全体を制御するためのCEC（Consumer Electronics Control）を明示的にサポートしており、HDMIケーブルはイーサネット情報を伝送できます。イーサネットには、以下の「ケーブル」セクションで説明するように、専用のケーブルが必要です。DisplayPortは補助チャネルを介してCECをサポートしていますが、コンシューマーエレクトロニクス業界でのDisplayPortの普及度が低いため、実装されることはほとんどありません。
HDMIとDisplayPortで複数のディスプレイを使用する
おそらく、これら 2 つの規格の最も大きな実際的な違いは、DisplayPort はデイジーチェーン接続されたディスプレイを 4 台まで駆動できるのに対し、HDMI は 2 台しか駆動できず、後者の実装が非常に少ないことです。
上記で引用した48Gbps/秒と80Gbpsは、それぞれHDMI 2.1aとDisplayPortの実伝送速度です。DisplayPort 2.1は4レーンで約77.37Gbps（レーンあたり19.34Gbps）の実データ伝送が可能です。一方、DisplayPort 1.4aは32.4Gbps（レーンあたり6.48Gbps）の実データ伝送が可能です。HDMI 2.0は14.4Gbps、旧バージョンのHDMI 2.1は42.6Gbpsです。
解像度が適切かどうかを判断するには、以下の計算式を使用し、利用可能な帯域幅と比較してください：水平解像度 * 垂直解像度 * ピクセルあたりのビット数（つまり、色深度） * 1秒あたりのフレーム数。例：3840 * 2160（4K UHD解像度）* 24bpp（8ビット色深度）* 60fps（リフレッシュレート）。
規格の総データレートを結果で割ると、DisplayPortでその解像度で何台のディスプレイを使用できるかがわかります。KV Audioには便利な計算ツールがありますが、セル（サブピクセル）あたりのビット数を色深度フィールドのピクセルあたりのビット数と誤認しています（8bpc = 24bppなど）。参考までに、DisplayPort 1.4aと2.1は、8ビット色深度と60Hzリフレッシュレートで、デイジーチェーン接続された4K UHDディスプレイ4台を駆動できます。10ビット（30bpp）カラーには新しい規格、またはDSC（ディスプレイストリーム圧縮）を使用する必要があります。
あるいは、HDMIフォーラムの解像度とおおよその帯域幅を示す表をご利用ください。これらはDisplayPortとほぼ相関しています。
この表は HDMI 用ですが、帯域幅は DisplayPort にも適用されます。
HDMIとDisplayPortでのHDRサポート
どちらの規格も、より広い明るさと色域を備えた HDR (ハイダイナミックレンジ) をサポートしていますが、HDMI 2.0x は静的メタデータ (HDR10) のみをサポートし、HDMI 2.1 と DisplayPort 1.4a/2.1 はどちらも動的メタデータ (HDR10+ など) をサポートしています。
静的メタデータとは、コンテンツに合わせたテレビ調整データがビデオの開始時に一度だけ送信されることを意味します。動的メタデータとは、調整データがビデオ全体を通して送信されることを意味し、より細かな調整が可能になります。ドルビービジョンは古いストリームプロトコルに組み込まれており、両方の規格の最新バージョンで動作します。
HDMIおよびDisplayPortでのオーディオ伝送
HDMIとDisplayPortは192Hz/24ビットのオーディオに対応していますが、HDMIでは1本のケーブルでしか接続できません。HDオーディオプレーヤーとA/Vレシーバーを備えたハイレゾオーディオ愛好家にとっては問題ありません。しかし、テレビチューナーから、あるいはテレビに接続されたデバイスからA/Vレシーバーにオーディオをパススルーするには、HDMI 1.4および2.0ではARC（オーディオリターンチャンネル）を使用します。ARCは、44.1Hz/16ビットの非圧縮オーディオを2チャンネルまでしか伝送できません。
ARC は高度に圧縮された 5.1 サラウンドをサポートしますが、HDMI 2.1 の eARC (拡張 ARC) 規格により、非圧縮の 5.1 および 7.1 オーディオ、および最大 192kHz/24 ビットのサンプル レートも可能になりました。
DisplayPort 1.4以降ではこのような問題は発生せず、必要に応じて最大4台のディスプレイに非圧縮7.1ch、192Hz/24ビットオーディオを伝送できます。以前のバージョンでは、1台のディスプレイまたはレシーバーでのみサポートされていました。
HDMIコネクタ
HDMIコネクタは19ピンで、一般的にはタイプA（標準）、タイプC（ミニ）、タイプD（マイクロ）の3つのサイズがあります。タイプAはテレビ、ブルーレイプレーヤー、サウンドバーなどの大型A/V機器に、タイプCはドライブレコーダーなどの小型機器に、タイプDはスマートフォンやタブレットに多く見られます。HDMIコネクタの4つ目のカテゴリであるタイプEは、車載用途に使用されます。
ほとんどの HDMI コネクタは摩擦によって固定されていますが、一部のベンダーはケーブルが抜けないように設計された独自のロック機構を開発しています。
DisplayPortコネクタ
DisplayPortコネクタは20ピンで、DisplayPortとMini DisplayPortの2つのサイズがあります（Mini DisplayPortは、MicrosoftのSurface Proタブレットや、AppleがUSB Type-C/Thunderbolt 3を採用する前のMacでよく使われていました）。Amazonで見つけてみてください。興味深いことに、IntelのThunderboltインターフェースはPCIe通信にMini DisplayPortコネクタを使用していますが、DisplayPortポートとしても機能します。
ほとんどのフルサイズ DisplayPort コネクタにはロック機構が備わっていますが、公式仕様では必須ではありません。
HDMIケーブルの説明
HDMIケーブルについて知っておくべきことの一つは、レイアウト仕様（ワイヤ数、ピン接続など）があり、ケーブルタイプはカテゴリー3（シールド不要のツイストペア）であるものの、ケーブルの構成材料に関する仕様がないことです。HDMI Licensing LLCによると、HDMI信号はCAT5またはCAT6ケーブル（最大解像度1080p）、あるいは光ファイバーケーブルでも伝送可能です。一方、信号増幅回路を備えたアクティブケーブルは、より長く、より細くすることができます（パッシブケーブルの65フィートに対し、最大130フィート）。細いケーブルは、無理な曲げを強いられても故障する可能性が低くなります。
どれも素晴らしいのですが、どのケーブルがどのデバイスで使えるのかという点では、ユーザーにとって少々分かりにくい点があります。ロゴが必要な場合はテストと認証プログラムがありますが、初期の過剰に作られたケーブルでも、最近の規格、つまりより高い解像度や色深度に対応している可能性は高いでしょう。
現在、3つの帯域幅規格とロゴが見受けられます。それぞれに、2本のケーブルをイーサネット用に再利用するバリエーションがあります。これには、HDMI 2.1仕様の新しいUltraケーブルも含まれます。
- 標準HDMIケーブル： 720pおよび1080i解像度のビデオにのみ十分な帯域幅を提供します。イーサネットケーブルは100Mbpsの速度を伝送できます。
- 高速HDMIケーブル：最大2160p（4Kまたは4K UHD）に対応していますが、リフレッシュレートは24Hzのみです。イーサネット接続の場合は100Mbpsの速度となります。
- 超高速HDMIケーブル：これらのケーブルはHDMI 2.1aの48Gbpsの伝送速度に対応しており、8K、8K UHD、そして圧縮された映像であれば10Kにも対応可能です。3本のケーブルの割り当てが変更されたため、一部の低速ケーブルは試験対象となる可能性があります。HDMIフォーラムの機能一覧によると、イーサネットケーブルの速度は100Mbpsのままです。
現在お使いのケーブルが基準を満たしていない場合は、視聴予定のビデオ解像度の仕様を満たす交換品を購入してください。品質が十分に優れている場合、現在お持ちのケーブルの多くは、720から1080、2160（4K UHD）、そして4320（8K UHD）へと解像度を上げても問題なく動作します。
4K UHD信号を伝送するパッシブな25フィートのケーブルを含め、様々な時代のHDMIケーブルを数多く使用してきましたが、問題は一切発生していません。とはいえ、8Kでは状況が変わるかもしれませんし、そうでないかもしれません。結論として、お手持ちのケーブルを新しいデバイスで試してみて、問題が発生した場合にのみアップグレードすることをお勧めします。（アップグレードが必要になった場合は、HDMIケーブルのおすすめを参考に、最適なケーブルをお選びください。）
DisplayPortケーブルの説明
DisplayPort ケーブルについては、基本的な 5 メートル (16 フィート) のケーブル設計が 1 つあり、コネクタはフルとミニの 2 つだけであるという点で少し単純ですが、HDMI と同様に、以下に示すようにタイプと認証レベルがあります。
- RBR DisplayPort ケーブル(低ビットレート) 6.48Gbps (DisplayPort 1.0)
- HBR（高ビットレート）10.80GbpsおよびHBR2（高ビットレート2）21.60Gbps対応の標準DisplayPortケーブル
- HBR3 (High Bit Rate 3) 32.40Gbps (DisplayPort 1.3) および UHBR 10 (Ultra High Bit Rate 10) 40Gbps (DisplayPort 2.0) 用DP8K ケーブル
高価なケーブルを購入する前に、ラベルの有無に関わらず、実際にケーブルを試してみることをお勧めします。また、VESA規格の長さの仕様は解像度に応じて非常に控えめであることが、実体験から分かっています。
アクティブ銅 DisplayPort ケーブルは、DisplayPort コネクタから電力を供給され、コネクタに埋め込まれた信号増幅器を動作させます。また、パッシブ ケーブルよりもかなり長くなることがあります。
DisplayPort仕様の20番ピンはThunderbolt経由の電力供給に使用され、元々はDisplayPortで使用されていました。しかし、このピンは問題を引き起こし、コネクタではなくケーブルから削除されました。そのため、ThunderboltケーブルとDisplayPortケーブルの両方が存在し、1種類だけではないのです。古い非認証のDisplayPortケーブルには、20番ピンが接続されている場合があります。これらのケーブルは慎重に扱うか、Thunderboltを使用している人に売却することをお勧めします。
ケーブルの長さについては、できる限り短いものが最適です。非常に長い距離を走る場合はアクティブケーブルが必要になりますが、開発段階の現時点で販売されているケーブルは、どのような長さが可能かを示す良い目安となります。繰り返しますが、最新の規格についてはまだ結論が出ていませんので、古いケーブルを試した後、適切なロゴの付いたケーブルを購入してください。
USB-Cは未来か？
USB 3.1の登場と同時に、新たにアップデートされたコネクタの規格も導入されました。USB Type-C、またはUSB Implementers Forumによる公式名称のUSB-Cです。これは良いことです。「オルタネートモード」と呼ばれる機能により、Type-CポートとケーブルをThunderbolt、DisplayPort、MHL（携帯電話向けMobile High-definition Link）、VirtualLink（VRヘッドセット向け）、HDMIといった他のトランスポートプロトコルにも使用できるからです。
しかし、今のところオルタネートモードは、Thunderbolt（DisplayPortを内蔵）、DisplayPort、そしてもちろんUSBでほぼ独占的に使用されています。HDMIのオルタネートモードは利用可能ではあるものの、まだ広く普及していません。
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USB-C には、DisplayPort や HDMI などの代替トランスポート プロトコルを使用できる代替モードが備わっています。
産業界のリーダーたちが人類の擁護者になることは滅多にありません。しかし、もし運良く、ある日皆がとても良い気分で目覚めたら、家電製品やコンピューターのメーカーすべてが、同じ種類のケーブルを採用するようになるかもしれません。それはあなたの財布にも環境にも優しいでしょう。
最新のUSB仕様では帯域幅が「わずか」80Gbpsに制限されているため、DisplayPort 2.1とHDMI 2.1aは制限を受ける可能性があることに注意してください。（ただし、それでも最大8K解像度、60fpsまでサポートされます。）
現在、どのディスプレイ インターフェースが最適ですか?
技術的には、DisplayPortはHDMIの強力な兄貴分のように聞こえますが、HDMIは平均的な実用用途であれば十分に通用します。テレビ、AVレシーバー、そして低価格のコンピューターなどであれば、99.9%の確率でHDMIが利用でき、十分すぎるほどです。
一方、堅牢なモニター構成（つまり、高解像度で高リフレッシュレートのディスプレイの使用）を目指すなら、DisplayPort が最適です。通常は別途グラフィックカードが必要になりますが、USB Type-C ポートが標準規格として普及しつつあることから、DisplayPort は市場のあらゆる分野で大幅に普及することが期待されます。
