DisplayPortとは何ですか？
2003年後半、PC、グラフィックス、半導体業界の主要企業が集まり、将来的なニーズに対応し、表示装置のコストと複雑さを軽減するための新たなデジタルディスプレイインターフェース標準の策定を開始しました。目的は、オープンスタンダードに基づいたロイヤリティフリーで拡張可能なインターフェースを開発し、外付けのデスクトップモニター用および内蔵ディスプレイ用の両方に対応できるようにし、2006年には製品実装が可能になるようにすることでした。
このグループが母体となり、**VESA（ビデオ・エレクトロニクス・スタンダード・アソシエーション）**が設立されました。VESAは、PC、ワークステーション、民生機器業界向けにインターフェース標準を策定・支援する国際的な非営利団体です。
この新しいインターフェースは、従来のPCと外部ディスプレイ間で使用されていた**プロプライエタリ（独自仕様）のDVI（Digital Visual Interface）**に取って代わるものでした。DVIは更新ができず、物理的・機能的・コスト面での制約があり、将来的なニーズに対応するのが困難でした。
DisplayPort規格は、高帯域幅の双方向ディスプレイ接続を実現し、内蔵・外付け両方のディスプレイに対して共通のインターフェースアプローチを提供します。また、オプションで音声機能も備えています。
この規格は、他のインターフェース技術に見られる制約を回避しつつ、PC業界の現在および将来の要件に対応するオープンで拡張可能、かつロイヤリティフリーの仕様を提供しています。
DisplayPortバージョン
初代のDisplayPortは、10.8Gbpsを超える生データ帯域幅を提供し、他のどのディスプレイインターフェースよりも優れていました。また、DisplayPortは非常に長い非アクティブケーブル（信号処理がないパッシブケーブル）をサポートし、コネクタにオプションでラッチ（抜け防止）設計を取り入れたり、音声信号のサポートも可能でした。さらに、スプレッドスペクトラムクロッキングによりEMI（電磁干渉）を低減でき、GPUなどのソースデバイスではデュアルモード動作が可能です。
このデュアルモード機能は非常に便利で、同じコネクタからTMDS信号（DVIやHDMIで使われる信号方式）を出力でき、安価なレベルシフティングアダプタを使ってDVIやHDMIに対応させることができます。
DisplayPort 1.1のデータリンクレートは1レーンあたり1.62Gbpsまたは2.7Gbpsに固定されており、接続されたディスプレイのタイミングに依存しません。この設計により、GPUの表示パイプラインの数に応じて、1つの基準クロックソースだけで複数のDisplayPortストリームを駆動可能となります。
一方、DVIやHDMIはそれぞれのディスプレイタイミングごとに専用のクロックソースが必要です。このDisplayPortの独自設計は、マルチディスプレイ環境の構築を最も効率的に行えるようにし、AMDのEyefinity（複数ディスプレイ技術）とも相性が良いのです。
2010年初頭、DisplayPort 1.2の仕様がVESAによって正式に発表されました。この新しいバージョンでは、**高ビットレート音声（High Bit Rate Audio）や、帯域幅の増強（10.8Gbps → 21.6Gbps）、マルチストリーム機能（1本のケーブルで複数のディスプレイ）**といった多くの注目機能が追加されました。
さらに、2014年第4四半期にはDisplayPort 1.3が承認され、HBR3モードによって1レーンあたり8.1Gbpsに向上（1.2のHBR2は5.4Gbps）し、合計帯域幅は32.4Gbpsにまで拡張されました。
2016年3月にはDisplayPort 1.4が発表され、HBR3モードは維持しつつも、**Display Stream Compression 1.2（DSC 1.2）**をサポートするようになりました。さらに、次世代のDisplayPortでは、リンクレートが8.1Gbpsから10Gbpsに引き上げられ、総帯域幅は40Gbpsへ増加する見込みです。
バージョン2.0
2019年6月に発表されたDisplayPort 2.0は、従来のバージョンと比較して最大3倍のデータ帯域性能を提供し、将来のディスプレイ性能要件に対応するための新たな機能も備えています。これには、8Kを超える解像度、より高いリフレッシュレート、より高解像度でのHDR（ハイダイナミックレンジ）サポート、複数ディスプレイ構成の強化、さらに4K以上のVR解像度にも対応するAR/VRディスプレイのユーザー体験の向上などが含まれます。
DisplayPort 2.0は、USB4と共通する高効率な128b/132bのチャネル符号化方式を採用しており、最大77.37Gbpsのペイロード帯域（1レーンあたり最大19.34Gbps、4レーン合計）を実現します。これにより、次のような超高解像度ディスプレイ構成をサポートできます：
- 8K（7680×4320）60Hz、30ビットカラー（bpp）、4:4:4 HDRの非圧縮表示
- 16K（15360×8640）60Hz、30bpp、4:4:4 HDRの圧縮表示
さらに、DisplayPort Alt Mode 2.0の登場により、これらの高性能映像機能がUSBエコシステムでも利用可能になりました。
DisplayPort, Mini DP および Thunderbolt コネクタ
バージョン、仕様、規格について
DisplayPort™の初代バージョンは2006年にバージョン1.0として始まりましたが、これは商用製品にはほとんど実装されませんでした。現在の最新規格はDisplayPort™ 2.1で、最大80Gbpsの帯域幅を提供し、16K解像度にまで対応する非常に高い要件を満たしています。
ここで最も注目すべき点は「生の帯域幅（Raw Bandwidth）」です。現行バージョンであるDisplayPort™ 1.2、1.3、および1.4は、最大32.4Gbpsの帯域幅（オーバーヘッド除去後で実効25.9Gbps）を提供します。これは、標準的な1670万色（24ビット）の4K120Hzディスプレイや、10億色以上（30ビット）の最大98Hzディスプレイをサポートするのに十分です。
（※オーバーヘッドとは、異なるアルゴリズムを使ってデータストリームを**符号化（エンコード）または復号（デコード）**する際の効率を指します。）
この帯域幅の増加は非常に大きく、バージョン1.3/1.4と比較して約2.5倍の生帯域幅を実現しています。しかし、それでも次世代の8Kや新しい16Kディスプレイにとっては不十分であり、ディスプレイインターフェースの帯域幅に対する需要は今後もさらに高まっていくと考えられます。
DisplayPort 2.0の改善点に注目すると、より効率的な符号化方式が導入され、符号化に伴うオーバーヘッドが大幅に削減されました。その結果、DisplayPort 2.0の実効帯域幅は最大77.4Gbpsに達し、これは利用可能な帯域幅をほぼフルに活用していることを意味します。
DisplayPort 2.0の内部構造：Thunderbolt 3、UHBR など
DisplayPort™ 2.0の物理層の技術的側面をさらに詳しく掘り下げてみましょう。次世代の高帯域外部インターフェースの開発は、世代が進むごとにますます困難かつ高コストになっていきます。同時に、物理的なDisplayPortコネクタ自体は、もともとDisplayPort 2.0で扱うような膨大な帯域に対応するようには設計されていませんでした。
その結果として生まれたのが、興味深い“妥協”の産物であり、重要なのは、既存のDisplayPort製品との後方互換性を保ちつつ、より高い帯域を実現したという点です。DisplayPortコネクタ自体はそのままであり、USB-CのDP Alt Modeと並んで、新しいDisplayPort 2.0規格における公式ポートとされています。
このため、ピン数や高速データレーンの数は変更されず、DisplayPortは引き続き4レーンで動作します。さらに、DisplayPort 2.0では、通信におけるパケットベースのアプローチも引き継がれており、ピクセル単位でクロックに同期してデータを送る従来方式とは異なり、固定帯域リンク上で画像データをパケット形式で送信するという特徴もそのままです。
では、DisplayPort 2.0を可能にした変化とは何か？
DisplayPortという名称やコネクタは変わっていないものの、物理層の中身はほぼ完全に置き換えられました――それがThunderbolt 3なのです。
車輪の再発明（ホイールの再発明）を試みるのではなく、DisplayPort 2.0においてVESAは、Intelがすでに開発していたThunderbolt 3技術を活用する道を選びました。Thunderbolt 3は、VESAが求めていたデータレートをすでに達成していたためです。
Thunderbolt 3はもともとIntelの独自技術でしたが、2019年初頭にIntelがこの技術をロイヤリティフリーの標準規格として業界全体に公開しました。これにより、サードパーティは純粋なThunderbolt 3デバイスを開発できるだけでなく、Thunderbolt 3の技術を他の規格に転用することも可能になりました。
USB4は**Thunderbolt 3を比較的ストレートにリブランディング（再ブランド化）**した規格ですが、DisplayPort 2.0はこれを異なる方向に進化させ、事実上「一方向のみのThunderbolt 3接続」を作り上げたのです。
注）「ホイールの再発明」とは、自動車などに使われるホイールの概念を考え出したことを指します。このフレーズは、新しいものを開発するときに、前に存在したものを再利用することが大切であるという意味で使われます。例えば、新しい技術を開発する代わりに既存の技術を改良することがより効率的であるということを意味します。
内部構造（Under the hood）
Thunderbolt 3は基本的にDisplayPortに似た動作をします。20Gbpsの高速データ伝送を行う4本のレーンを使い、パケット形式で情報を運びます。
しかし、Thunderbolt 3は本来双方向（フルデュプレックス）通信を行う設計であり、送信用と受信用にそれぞれ2レーンずつ割り当てられています。一方、DisplayPortは大量のデータを一方向（送信側）にのみ送ることに特化しています。
そのため、DisplayPort 2.0では受信側用だった2レーンを送信側用に反転させ、4本すべてを送信に使えるようにして、合計80Gbpsの単一リンクを実現しています。
Thunderbolt 3技術への移行により、DisplayPortはThunderbolt 3の信号符号化方式も受け継ぐことになります。
これまでのDisplayPort 1.xは、**効率の悪い8/10b符号化（8ビットのデータを10ビットで送信）**を採用しており、**約20％のオーバーヘッド（信号処理によるロス）**が発生していました。
一方、DisplayPort 2.0では128/132b符号化が採用され、オーバーヘッドは**わずか3％**に抑えられています。
そのため、DisplayPort 2.0における実用的な帯域幅の向上は、生の帯域幅の増加以上のものがあります。つまり、単に帯域幅が増えただけでなく、それをより効率的に使えるようになったのです。
結果として、DisplayPort 2.0は最大データレート時に77.37Gbpsの帯域幅を提供できるようになります。
では、ケーブルはどうなるのでしょうか？
ここが、VESAにとってもユーザーにとっても少し厄介な点です。Thunderbolt 3は銅ケーブルの限界を押し広げた技術であり、その結果、短距離を除いてはアクティブケーブル（両端にトランシーバーを内蔵したケーブル）を必要とするようになりました。
この方式は効果的ではあるものの、Thunderbolt 3ケーブルのコストが高くなる要因となりました。これは、従来の低コストな全銅製のUSB 3やDisplayPort 1.xケーブルと比較すると明らかです。
VESAが新規格の基盤としてThunderbolt 3を採用したことで、ケーブル技術に関する制約もそのまま受け継いだことになります。
つまり、「DisplayPort 2.0用ケーブルはどうするのか？」という問いに対して、VESAは明確な答えを出していないのが現状です。
その代わりに、VESAは現在使用可能なパッシブ（非アクティブ）ケーブルで何ができるかに注力しています。
DisplayPort 2.0では、実際には1つではなく3つの新しいデータレートが導入されています。
それは、1レーンあたり10Gbps、13.5Gbps、そして20Gbpsの3つで、これらは**「Ultra High Bit Rate（UHBR）」**と呼ばれています。
VESAは現在、独立型モニター向けに「1レーンあたり10Gbps（UHBR 10）」に注力しており、これは合計40Gbpsの帯域幅を提供します（4レーン構成）。
UHBR 10はDisplayPort 2.0（およびThunderbolt 3）の最大データレートの半分にあたりますが、標準的なパッシブ銅ケーブルでも安定動作できるだけの耐性を備えています。そのため、2～3メートルの長さのケーブルでも問題なく使用可能とされています。
実際、VESAはこの対応に向けて以前から準備を進めており、UHBR 10は既存の「DisplayPort 8Kケーブル認証プログラム」と整合性があります。この8K認証ケーブルは、UHBR 10の信号品質要件を満たすことができます。
Display Stream Compression（DSC）規格の一部としてDisplayPort 1.4で導入された前方誤り訂正（FEC：Forward Error Correction）は、DisplayPort 2.0では中核機能の一つとなっています。
つまり、DisplayPort 2.0のリンクでは常にFECが使用されることになります。これは、これほどの高速インターフェースで常にエラーフリーなデータ伝送を実現することがいかに難しいかを反映したものです。
DisplayPort 2.0の主な機能：必須DSC、ブランチデバイス、パネルリプレイ
DisplayPort 2.0対応デバイスでは、Display Stream Compression（DSC）のサポートが必須となりました。
DSCはもともとDisplayPort 1.4で導入されたもので、完全に整備されたのはその数年後です。DSCはVESAが策定した、「見た目にロスのない（視覚的に無劣化）」画像圧縮の標準方式です。小さなピクセル単位のグループに対して圧縮を行い、約3:1の圧縮率を実現します。これは消費電力と帯域幅を削減しつつ、視覚的な劣化や遅延をほとんど生じさせないことを目的としています。
いずれにせよ、DisplayPort 2.0以降では、DSCが規格の中核機能となります。
ここで注意すべきなのは、DisplayPort 2.0機器が常にDSCを使用しなければならないというわけではないという点です。帯域幅に余裕がある場合は非圧縮画像が優先されるのが基本方針です。
しかし、DisplayPort 2.0準拠のデバイスは、DSC圧縮データのエンコード、転送、デコードすべてに対応できなければならないとされています。
この要件により、今後メーカーは特定の表示モードでDSCを必要とするモニターを安心して開発・販売できるようになります。なぜなら、すべてのDisplayPort 2.0対応機器がそれらのモニターを駆動できると保証されているからです。
パネルリプレイ（Panel Replay）
効率性という観点で言えば、**DisplayPort 2.0規格ではもう1つ、電力効率に焦点を当てたベンダーオプションの新機能「パネルリプレイ（Panel Replay）」**も導入されています。
これは、組み込みDisplayPort（eDP）規格の一部として存在する「パネルセルフリフレッシュ（PSR）」技術をベースにしたもので、前のフレームから変更があった部分だけをシステム側が再送信・更新する「部分自己更新」機構です。
eDPにおけるPSRと同様、この機能は主にノートPCやモバイル機器向けに設計されており、消費電力やバッテリー駆動時間への影響を抑えることを目的としています。
送信するデータ量が減ることで、ビット転送に必要な電力が抑えられるだけでなく、ディスプレイコントローラーの処理負荷も軽減されます。
ブランチデバイス（分岐装置）の仕様変更
さらに、DisplayPort 2.0では「ブランチデバイス（分岐装置）」の動作仕様も見直されています。
ブランチデバイスとは、**マルチストリームトランスポート（MST）構成におけるスプリッター（信号分岐装置）**のことです。DisplayPort 1.xでは、ブランチデバイスがDisplayPortのビットストリーム（20Gbps以上のデータ）をデコードできる必要があり、これが実装上の大きな負担になっていました。
そこでDisplayPort 2.0では、ブランチデバイスの仕様が簡素化され、ビットストリームを「デコードせずにそのまま転送する」ことが可能になりました。これにより、MSTやデイジーチェーン構成の実装が全体的に簡単になります。
可変リフレッシュレート（VRR）についての補足
最後に、DisplayPortの**可変リフレッシュレート（VRR）対応についてですが、DisplayPort 1.xでVESA Adaptive Syncは任意機能（オプション）**とされており、DisplayPort 2.0でも引き続き任意機能のままです。
つまり、モニター製造メーカーは引き続き任意でこの機能を搭載できますが、DisplayPort 2.0で義務化される予定はありません。
総まとめ
今回のDisplayPort標準の最新版は、2007年の初登場以来、最大規模のアップデートといえます。物理層をThunderbolt 3に置き換えることで、VESAはDisplayPortの帯域能力を大幅に強化し、8Kやそれ以上のモニター時代に向けた基盤を整えた形です。
最新のDisplayPort規格は、USB Type-CおよびUSB4とのさらなる整合性を実現し、USB4経由でのDisplayPortトンネリングをより効率的に行うための新機能を追加しています。
DisplayPortデータ帯域幅の進化
オレゴン州ビーバートン – 2022年10月17日
VESA（ビデオ・エレクトロニクス・スタンダード・アソシエーション）は本日、DisplayPortの最新バージョンである「DisplayPort 2.1」を発表しました。
この新仕様は、以前のDisplayPort（DisplayPort 2.0）との後方互換性を持ちつつ、2.0を置き換えるものです。VESAは、DisplayPort 2.0をサポートする製品が、より厳格なDisplayPort 2.1仕様にも準拠できるよう、加盟企業と密接に連携してきました。
この取り組みにより、すでに認証を受けているDisplayPort 2.0対応製品（UHBR［Ultra-High Bit Rate］対応製品を含む）――GPU、ドッキングステーション用チップ、モニタースカラーチップ、リタイマーなどのPHYリピーターチップ、DP40／DP54／DP80ケーブル（パッシブ・アクティブ両方、フルサイズDisplayPort・Mini DisplayPort・USB Type-Cコネクタ含む）――はいずれも、DisplayPort 2.1の厳格な仕様にすでに準拠済みです。
詳しくは VESA の公式サイトをご覧ください：http://www.vesa.org/
DisplayPort 2.1
DisplayPort 2.1の主要な変更点は、サポートされる3種類の速度（DP40、DP54、DP80）についての理解をより明確にしたことです。
また、DisplayPortケーブル仕様が更新され、フルサイズおよびMini DisplayPortケーブルの構造に堅牢性と拡張性が加えられました。これにより、UHBR（Ultra-High Bit Rate）の性能を損なうことなく、DP40・DP54ケーブルでは2メートル超、DP80ケーブルでは1メートル超のケーブル長が実現可能となっています。
- DP40ケーブル：UHBR10（10Gbps）に対応、4レーンで最大40Gbpsのスループット
- DP54ケーブル：UHBR13.5（13.5Gbps）に対応、4レーンで最大54Gbpsのスループット
- DP80ケーブル：UHBR20（20Gbps）に対応、4レーンで最大80Gbpsのスループット
高周波信号に伴うクロストークやジッターの防止のため、DisplayPortコネクタ（MiniDPおよびDP両方）の物理レイアウトも調整されました。これらの変更は、現行のピン配置と物理寸法を維持したままで設計されており、**「Enhanced Connectors（強化コネクタ）」**と呼ばれます。
USB Type-C・USB4との整合性向上
VESAは、ネイティブなDisplayPortケーブル接続、USB Type-C経由のDisplayPort Alt Mode、USB4経由のトンネリングのいずれを利用する場合でも、堅牢でシームレスな映像体験の提供を最優先事項としています。
そのため、DisplayPort 2.1では、USB Type-C仕様およびUSB4のPHY（物理層）仕様との整合性がさらに強化され、DisplayPortとUSB4の両方に対応できる共通PHYの実装が容易になりました。
さらに、USB4経由でのDisplayPortトンネリング（映像信号の通過）と他のI/Oデータ通信の共存をより効率的に実現するために、新しいDisplayPort帯域幅管理機能が追加されました。
この効率化は、以下の技術に基づいています：
- VESAの視覚的ロスレス圧縮（DSC）の強制対応
→ 視覚劣化なしに最大67%以上の帯域削減が可能 - VESA Panel Replay対応
→ 画像の一部のみを再送信することで、DisplayPortトンネリング帯域を最大99%以上削減
業界全体による貢献
DisplayPortビデオインターフェースのこれらの高度な機能は、300社を超えるVESA加盟企業の協力によって実現されています。これらの企業は、エレクトロニクス業界全体から集まった貴重な知見と技術を提供しています。
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| 型式 | 最大解像度 | IN | OUT | 長さ | 購入 |
| CAC-1093 | 4K120Hz/ 8K60Hz/ 10K60Hz | DisplayPort | DisplayPort | 3m |  |
| CAC-1092 | 4K120Hz/ 8K60Hz/ 10K60Hz | DisplayPort | DisplayPort | 1.6m | |
| CAC-1091 | 4K120Hz/ 8K60Hz/ 10K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 1.2m | |
| CAC-2067 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 1m | |
| CAC-2068 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 2m | |
| CAC-1060 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 3m | |
| CAC-1069 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 4m | |
| CAC-1069B | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 4m | |
| CAC-1061 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 5m | |
| CAC-1079 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | DisplayPort | 20m | |
| CAC-1115 | 4K120Hz / 8K30Hz | Mini DisplayPort | DisplayPort | 2m | |
| CAC-1164 | 4K120Hz / 8K30Hz | Mini DisplayPort | Mini DisplayPort | 2m | |
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| 型式 | 最大解像度 | IN | OUT | 購入 |
| CAC-2070 | 4K60Hz | DisplayPort | HDMI | |
| CAC-1080 | 4K60Hz HDR | DisplayPort | HDMI | |
| CAC-1088 | 4K120Hz / 8K30Hz | DisplayPort | HDMI | |
| CAC-2170 | 4K60Hz | Mini DisplayPort | HDMI | |
| CAC-1180 | 4K60Hz HDR | Mini DisplayPort | HDMI | |
| CAC-1186 | 4K120Hz / 8K30Hz | Mini DisplayPort | HDMI | |
| CAC-1010 | 3840×2160@30Hz 2560×1600@50Hz | DisplayPort | DVI-Dual Link | |
| CAC-1010-A | 3840×2160@30Hz 2560×1600@50Hz | DisplayPort | DVI-Dual Link | |
| CAC-1130 | 3840×2160@30Hz 2560×1600@50Hz | DisplayPort | DVI-Dual Link | |
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| 型式 | 最大解像度 | IN | OUT | 購入 |
| CSV-7200 | 2x 4K60Hz | DisplayPort | 2x DisplayPort | |
| CSV-7200H | 2x 4K60Hz | DisplayPort | 2x HDMI | |
| CSV-7220 | 1x 4K60Hz 1x 4K60Hz | DisplayPort | 1x DisplayPort 1x HDMI | |
| CSV-6400 | 4x 1920×1080@60Hz | DisplayPort | 4x DisplayPort | |
| CSV-7300 | 3x 4K60Hz (DSC要) | DisplayPort | DisplayPort | |
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