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最新ディスプレイ講座――HDMI、DislplayPortから先進のUSB Type-Cまで映像入力インタフェース徹底解説

ディスプレイを買うなら必ずチェック!!

ディスプレイの購入を検討する際、どの映像入力に対応しているかは必ずチェックするべき重要項目の一つだ。現在主流のインタフェースや今後注目すべきインタフェースを中心に最新事情をまとめた。

  • 下記の記事はに「ITmedia PC USER」(ITmedia)に掲載されたものです。
     

映像入力インタフェースの現在

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 それと同時に、スマートフォンやタブレットなど6型に満たない小型デバイスでフルHDや4KといったPCと同等の解像度を実現しているものは珍しくなくなった。大型ディスプレイサイズでもフル性能を発揮できる映像入力ソースである以上、それらの小型デバイスに外部接続用のインタフェースを搭載することは当然のニーズと言える。

 このようにPCだけでなくAV機器からスマートフォンまで、幅広い機器でデジタル信号による高画質、コンテンツ保護技術が求められるようになった結果、その出自や、求められる機能・要件によっていくつかの規格が乱立しているのが現状だ。また、同じ規格でクロックアップや機能の追加など、伝送方式がバージョンアップされる規格も多い。

 そのため、どのインタフェースをサポートしているかはディスプレイ購入時の重要な検討事項となる。そこで改めて、現在の一般的な映像インタフェースをまとめてみた。

USB Type-C端子を搭載した27型ディスプレイ「FlexScan EV2780」。USB Type-Cは映像、音声、USB信号を1本で伝送し、さらに給電も可能な最新インタフェースとして注目されている。USB Type-Cを備えたMacBookなど最新の薄型モバイルPCと相性がよい

 

HDMI(タイプA)――現在の主力映像インタフェース

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 比較的コンパクトな形状でありながら映像信号だけでなく、音声信号も1本のケーブルで伝送できるのが特徴の一つだったが、今ではデジタル映像入力インタフェースのほとんどが同様の機能を持っている。

 

多くの機器に採用されている映像インタフェースHDMI(タイプA)


 地デジの放送開始やコンテンツ保護技術の義務化に伴って、HDMIの普及率は非常に高くなっており、いまやほとんどのテレビが外部入力端子にHDMI(タイプA)を採用している。そのおかげでテレビはPC用のディスプレイとしても簡単に利用できるようになった。この「HDMI対応ディスプレイ」がどこにでもある、という状況はスティックPCが流行った要因の一つとも言えるだろう。

 HDMIではRGB各1チャンネルとクロック同期用1チャンネル、計4チャンネルを使った伝送方式TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)が採用されている。発表当初の「バージョン1.0」では伝送速度4.95Gbps、1080pまでの対応だったが、その後、PCに対応した「バージョン1.2」、フルHDに対応した「バージョン1.3」、4K(30Hz/24Hz)に対応した「バージョン1.4」、4K(60Hz)に対応しアスペクト比21:9のフォーマットをサポートした「バージョン2.0」と、伝送速度の向上や機能を追加したバージョンアップが図られている。また、接続するためのケーブルにもハードウェア要件があり、1080i対応の「スタンダード」、1080p対応の「ハイスピード」、4K(60Hz)まで対応する「プレミアム」に分かれている。

 規格策定当初から原稿執筆時点最新の「バージョン2.0a」までに伝送速度は約3.6倍に向上している。しかし、最新の「バージョン2.0/2.0a」でも最大解像度は4096×2160ピクセル(60Hz)にとどまっており、8Kへの対応は難しいようだ。

USB Type-C――映像、音声、USB信号を1本で伝送できる最新規格

 USB Type-CはUSB 3.1で制定された新しいコネクタであり、micro USBと同等のサイズながら上下不問のリバーシブル型となっている。混同しやすいが、USB Type-Cはあくまでコネクタとケーブルの規格であり、必ずしもUSB 3.1を意味するわけではない。

 
まふまふ

 

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1、DisplayPort Alt Mode

 2014年発表。当初はDisplayPort 1.3に対応していたが、現在はDisplayPort 1.4にも対応している(DsplayPortバージョンについては後述)。

2、MHL Alt Mode

 2014年発表。当初はMHL 3.0に対応していたが、2015年に発表されたSuperMHLにも対応した。

3、Thunderbolt

 Thunderbolt 3規格もUSB Type-C端子を採用。従来のThunderboltは後述するMini DisplayPort端子を採用していたが、Thunderbolt 3ではUSB Type-C端子となった。USB Type-Cそれ自体で映像出力が可能かどうかを判別することはできないが、USB Type-Cポートで映像を出せるPCは「Thunderbolt 3対応」をうたうケースが多いため、映像出力の可否を判断する目安になる。

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 2016年9月に発表。HDMI 1.4bに対応。ただし、HDMI Alt Modeを採用するディスプレイが今後登場するかどうかは現時点で不透明。

 USB Type-Cは最新インタフェースということもあり、入力・出力ともに普及途上ではあるものの、その汎用性の高さから将来的にはすべてUSB Type-Cで接続することになるかもしれない。ディスプレイを購入する際に将来性を考慮するなら、USB Type-Cの有無は有力な検討材料になるだろう。

DisplayPort――8Kにも対応するポテンシャル

 DisplayPortはDVIの後継として開発された規格で、2006年にバージョン1.0がVESAによって発表された。長方形の1角が欠けたような形をした幅16mmの20ピンコネクタを使用する。

 
DisplayPortコネクタ

 

 2006年に策定された「バージョン1.0」では、2.7Gbps×4レーン(実効最大速度8.64Gbps)だったが、2009年の「バージョン1.2」で5.4Gbps×4レーン(実効17.28Gbps)、2014年の「バージョン1.3」では8.1Gbps×4レーン(実効25.92Gbps)に達している。これは無圧縮で8K/30Hzまでをサポートしているが、ディスプレイストリーム圧縮により8K UHD(7680×4320ピクセル)/60Hzにも対応する。

 バージョン1.2以降のDisplayPortにはシングルモードとデュアルモードがある。デュアルモードDisplayPortは、DVI/HDMIのデジタル信号出力に対応しており、信号を加工しない安価な変換ケーブル/変換アダプタでDVI/HDMI入力機器に映像を送ることができる。一方、シングルモードDisplayPortは、DVI/HDMIのデジタル信号出力に非対応なため、DVI/HDMIに変換する場合はアクティブタイプと呼ばれるコンバータが必要になる。

 
デュアルモードDisplayPortのロゴ(左)。左にプラス記号が二つ付いている。ロゴにプラス記号がないのはシングルモードDisplayPort(右)

 

 バージョン1.2以降のDisplayPortはマルチディスプレイ環境においてPCと一台目のディスプレイ、一台目のディスプレイと二台目のディスプレイ、というようなディジーチェーン(数珠つなぎ)をサポートしており、対応ディスプレイと組み合わせれば、PCに一つのDisplayPortコネクタしかなくてもマルチディスプレイ環境を構築できる。

Mini DisplayPort

 DisplayPort端子の幅を7.5mmに小型化したものがMini DisplayPortだ。グラフィックスカードの中にはこの端子の小ささを生かし、通常サイズで6ポート、ロープロファイルでも4ポートのMini DisplayPortを搭載した製品がみられる。

 
Mini DisplayPortコネクタ(写真=左)とMac Proに搭載されたインタフェース(写真=右)

 

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 PCからのデジタル映像出力の先駆けとなったDVIについても触れておこう。

 DVIはPC用のアナログ映像出力端子であるD-Subの後に登場した端子で、8×3のマトリクス状に並んだデジタル信号用のピンと、その横に※マークを傾けたようなアナログ信号用のピンを持つ、独特なピンレイアウトが特徴だ。

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 HDMI同様、デジタル信号の伝送方式にはTMDSを採用。そのため、DVI-D/Iからパッシブ変換ケーブル/変換アダプタを使ってHDMIに変換できる。TMDSリンク(伝送路)は一つもしくは二つをサポートし、それぞれシングルリンク、デュアルリンクと呼ばれる。

 伝送クロックが最大165MHzである「シングルリンク」ではWUXGA(1920×1200ピクセル)/60Hzあたりが限界になるが、「デュアルリンク」ではクロックを引き上げることも可能であり、一般的に2560×1600ピクセル/60Hz、さらに4Kである3840×2400ピクセル/33Hzにも対応する。「シングルリンク」ではデジタル信号用ピンの中央2列が結線されておらず、3×3のマトリクスが2つあるように見えるのに対し、「デュアルリンク」では8×3のマトリクスすべてが結線されている。

 
18ピンのDVI-D「シングルリンク」と24ピンのDVI-D「デュアルリンク」

 

 ディスプレイ側の入力コネクタもDVI-D/IからHDMIに置き換わってきており、グラフィックスカードからの出力がDVI-D/Iであっても、変換アダプタを使ってHDMIでディスプレイに入力するケースは多い。

そのほかのモバイルデバイス向け映像インタフェース

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 HDMIのインタフェースはそのままに、コネクタ幅を10mmに縮めたものがHDMIタイプC、通称mini HDMIだ。mini HDMIは「HDMIバージョン1.3」で定義され、ビデオカメラで多く採用されている。HDMIタイプAとはコネクタの形状のみの違いであるため、信号変換を行わないパッシブタイプの変換ケーブルや変換アダプタを使ってHDMIタイプAに接続できる。一般にmini HDMIケーブルは片方がmini HDMI、他方はHDMIタイプAであることがほとんどだ。  
  mini HDMI(HDMIタイプC)コネクタ

 

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 mini HDMIよりもさらに小さく、幅6mmに縮めたのがHDMIタイプD、通称micro HDMIだ。こちらはHDMIバージョン1.4で定義されている。mini HDMI同様、パッシブタイプの変換ケーブルや変換アダプタを使ってHDMIタイプAに接続可能であり、販売されているmicro HDMIケーブルのほとんどが片方がmicro HDMI、他方がHDMIタイプAのコネクタになっている。  
  micro HDMI(HDMIタイプC)コネクタ

 

MHL――micro USB共用でスマートフォン向き

 micro HDMIのスマートフォンへの搭載は2013年ごろから減少し、それに替わって増えてきたのがMHL(Mobile High-definition Link)だ。これは米Silicon Imageが開発した規格で、コネクタにはmicro USBコネクタを流用している。

 MHLは1対の信号線で映像信号と音声信号を2.25Gbpsで伝送、もう1本で制御信号を送信するため、5ピンのmicro USBコネクタの残り1対で給電が行える。例えば、オンデマンドのビデオをスマートフォンで再生してテレビに出力する等、電力を大きく消費する使い方でもバッテリーを気にすることなく対応できる。
 
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 以前はPCの独壇場だった高解像度映像だが、フルHD/4Kを出力できる機器が増えてきたことによってその垣根は失われつつある。それと同時に、スマートフォンやタブレットからは設置面積の小ささ、既存コネクタとの共用といった映像インタフェースに対する省スペース化が求められており、今までとは異なる市場からのニーズによって仕様の方針・方向性に変化が感じられる。

 その最たるものがUSB Type-Cの躍進だろう。10Gbpsという高速通信(※)、最大100Wの給電能力、フルサイズ・ミニ・マイクロという小型化を経ずに最初から最小サイズで登場したリバーシブルコネクタなど、今までのコネクタの欠点をすべて補うかのような、まさに真打ちと呼ぶにふさわしいポテンシャルを持っている。
※USB 3.1 Gen 2の場合。Gen 1では5Gbps。

 その上で汎用利用を想定した前述のAlt Modeを搭載しているとなれば、すべてUSB Type-Cに収束するかのような現在の動きも納得できる。変換ケーブル/変換アダプタで他コネクタに接続可能とはいえ、ディスプレイ購入時の選択条件としてUSB Type-Cの有無が注目すべき項目の1つであることは間違いない。

 発売のEIZO「FlexScan EV2780」は、USB Type-C(DisplayPort Alt Mode対応) を搭載しているだけでなく、薄型の筐体に電源を内蔵し、EV2780の電源コードを接続するだけで、最大30Wまでの給電が可能な27型の最新モデルだ。

 
HDMI、DisplayPort、USB Type-Cの3系統入力を備えたFlexScan EV2780


 フルフラット・フレームレスデザインで好評を博した前モデル、FlexScan EV2750の特性はそのままに、将来性のあるUSB Type-Cに加え、現在主流のHDMIやDisplayPortもしっかりと用意している。MacBookのようなUSB Type-Cを登載する先進モバイルPCのユーザーであれば、ケーブル1本で大画面ディスプレイを利用でき、充電までこなしてくれる点は大きな魅力だろう。もちろん、今度より一層普及が進むUSB Type-Cに対する先行投資としても、FlexScan EV2780は有力な選択肢となるはずだ。

 

USB Type-Cによりケーブルの取り回しが格段に簡単になる

 

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