HDMI接口替代方案,國產自研的GPMI接口

HDMI接口和協議相信對於影音用戶而言已經非常熟悉,目前HDMI已經發展到最新的2.2版本,指標上可謂一代勝於一代,從帶寬HDMI2.1的48Gb提升到96Gb,這意味著接口可以支持最高的分辨率和刷新率,以及相關的色深功能。以外,HDMI 2.2版本改進了視頻和音頻的同步,除了接口外HDMI 2.2還規定了線材必須升級到符合的版本和認證,也就是說,HDMI 2.2從接頭到線材都徹頭徹尾進行了更新,整體架構發生了變化。

或許你對HDMI依然並不了解,其實它屬於一個多品牌聯盟開發的技術協議,由日立、索尼、三星、松下、飛利浦、硅圖像和東芝等公司,在2002年聯合創立的接口標準,目的在於統一電視的顯示輸入,以此取代當時舊式的DVI和VGA等接口。此外,HDMI聯盟成員還包括一些知名電子產品製造商,例如戴爾、惠普、聯想、LG、三星電子、創維、TCL、海信、小米等等。這些公司在全球範圍內生產和銷售採用HDMI接口的電子產品,也推動了HDMI標準的廣泛應用。

當然,可能還有不少朋友也了解另一個同時存在的高速視頻DP接口。HDMI和DP接口在不少專業投影機上均存在,DP接口全稱為DisplayPort,是一個由PC及芯片製造商聯盟開發的接口,具備視頻電子標準協會(VESA)標準化的數字式視頻接口標準。相比HDMI而言,DP接口免認證、免授權費,主要用於視頻源與顯示器等設備的連接,也是新一代高性能接口以此替代舊式的DVI和VGA。

GPMI接口發佈

當然,聯盟之間都會存在技術壁壘和保護性,甚至也存在一些地緣政治的因素,導致國內一些品牌無法加入發展,抑或這些聯盟協議與國內新晉品牌定義的視頻傳輸協議存在不統一性而受到發展限制。而且,隨著市場對超高分辨率高清傳輸要求日漸高漲,例如8K/120Hz視頻源、多設備協同、電/數聚合等領域等,國內某些相關廠家對高清規格接口希望擁有更多的選擇,而且認為HDMI等接口迭代時間太長,無法快速適應市場需求。經過一番「突圍性」的努力,本年4月份,由中國深圳8K超高清視頻產業合作聯盟聯合華為、海信、TCL等50餘家頭部企業共同研發的GPMI(General Purpose Media Interface,通用多媒體接口)正式發佈。這一突破性技術解決了傳統視頻設備需分別連接電源線與視頻信號線的難題,填補了中國音視頻接口領域的標準空白,以192Gbps帶寬、480W供電、雙向交互等特性,重新定義了設備連接的未來。

與目前主流的HDMI和DP接口相比,GPMI集雙向多流、雙向控制等七大特性於一身,能一線通聯,借單一接口融合音視頻、數據、控制、供電功能,支持8K超高清傳輸。藉助菊花鏈組網技術,GPMI可讓多設備「一線串聯」,大幅降低家庭多設備與戶外拼接屏等場景的安裝成本和難度,還能確保低延時、高畫質。用電視觀眾能聽懂的語言解釋,就是極大簡化了設備間的線纜連接,而其高帶寬特性又為未來實現8K影音娛樂打下重要基礎,多路雙向傳輸能力則全面提升了音頻回傳的靈活性。

目前GPMI具備兩種接口類型,包括GPMI Type-C和GPMI Type-B,前者兼容USB Type-C生態,支援96Gbps帶寬速率以及240W供電,而後者則提供192Gbps帶寬速率並提供480W更高的功率,支援正反插,適合高階的影音設備。其中GPMI Type-C已經獲得USB協會授權SVID,意味著可與現有Type-C設備無縫對接,並通過轉換器擴展到更多的應用場景。

應運而生的GPMI電視卡

GPMI的諸多特性為實現更多創新帶來可能,而以GPMI接口為基礎延伸而來的新機頂盒形態——GPMI電視卡的應運而生,正是科技創新帶來的最新成果。GPMI電視卡將傳統機頂盒的電源線、HDMI線和網線等集成到一個接口上,觀眾將免受各種線纜帶來困擾,讓機頂盒與電視機的連接更簡潔。與此同時,GPMI接口支持雙向控制信號傳輸的特性,則完美實現了一個遙控器可以同時控制機頂盒電視機的功能,讓更便捷成為現實,有效提升用戶的觀看和操作體驗。

當前,新面世的新型插入式微型機頂盒雖可直接插入電視HDMI接口,仍需USB接口供電和專門的網線連接。而GPMI電視卡則帶來全新的解決方案,既整合了供電與信號傳輸,還簡化了安裝並避免接口兼容問題。同時,針對機頂盒置於電視後部的信號挑戰,星閃遙控器憑藉其高覆蓋與高精度能力,實現穩定連接,並可同時控制電視與機頂盒,進一步簡化用戶體驗。試想一下,通過GPMI一根線,除了能夠直接供電,還支持高清視頻、遊戲畫面低延遲傳輸,而手機投屏功能則真正實現了線上線下協同,結合雲機頂盒、雲電腦、雲遊戲等互動娛樂終端的升級需求,電視則成為超級電腦桌面,包括在大屏玩手機里的遊戲,大屏小屏生態被GPMI打通,讓電視真正回歸初心。

GPMI可以實現什麼?

既然作為後起之秀,你一定會好奇其在技術上能有怎樣的厲害之處,尤其在超高清分辨率和刷新率方面的表現。已知8K的像素是4K的4倍,是1080P分辨率的16倍,這意味著GPMI可以傳輸比其他當前標準更多的數據,當然,顏色深度和刷新率也會影響帶寬。以電競屏為例,一臺27英寸4K@240Hz顯示器的功耗通常在80W內,而一臺85英寸的Mini LED 4K@120Hz電視的功耗約為450W,而GPMI的標準可以支持超過85英寸甚至分辨率達到8K,甚至更高的電視機和顯示器,而且GPMI只需要一根線即可,在未來布線和使用上將會大大簡化。

除了超高指標外,還有更多黑科技

GPMI除了極高的指標外,還具備多個獨特技術。

首先是動態降低冗餘數據,實現自適應壓縮技術,其令高清4K視頻傳輸省下30%帶寬,這有點像DLSS技術,其是一套創新性的神經網絡渲染技術,藉助AI提升幀率,降低延遲並增強畫質。

其次,GPMI線材短距離可以用銅線(大大降低成本),長距離則使用10米無損傳輸的光電混合設計,有點像我們早前一直使用光纖HDMI和光纖/金屬混合的HDMI線材一樣。

再次,GPMI由於屬於國內自主研發,因此可以防止「竊聽門」的發生,而且對於國家內部信息傳輸起到極其重要的意義,並具備國家級加密技術,在安全性方面實現可控性。

最後,由於技術、協議和硬件都屬於自主研發和國產製造,因此從芯片到線材上都實現可自主可控制造。

應用場景商用與家用並舉

隨著視頻顯示技術的不斷進步,大型拼接屏系統在文娛表演、商業展示、家庭休閑等公共信息傳播及專業音視頻領域中的應用日益廣泛。傳統HDMI接口雖然為高清視頻傳輸提供了基礎支持,但在面對複雜多變的大規模拼接屏需求時,逐漸顯現出其局限性:單向傳輸模式限制了系統的靈活性,額外的電源線和信號線增加了布線複雜度,而串行連接方式也容易導致較高的延遲和較低的可靠性。GPMI通過自研芯片構建主網,實現多設備協同;雙向多流的特性支持屏幕間的數據交互,增強拼接屏顯示的穩定可靠性;通過同一根線纜同時提供電力和信號傳輸,簡化了布線,降低了安裝成本。低時延傳輸更確保了屏幕的高畫質和實時效果,優化用戶體驗。GPMI技術以其獨特優勢,為大型拼接屏系統的發展提供了新的動力和方向。

而在家用方向上,海爾在2024年底推出全球首款搭載GPMI技術的智能電視,率先實現通過GPMI接口和USB Type-C線纜,將電視與移動終端(手機、平板等)一線連接,開創手機生態與電視大屏融合的新方式。在大屏刷劇方面,GPMI接口的雙向多流和雙向控制特性輕鬆實現4K高清畫質投屏,用戶只需簡單連接即可享受流暢的影視體驗。此外,星閃指向遙控技術賦予電視更強的操作能力,用戶能夠直接通過電視遙控器控制手機端應用,無需頻繁切換設備,觀影更加專註便捷。對於遊戲玩家而言,GPMI接口帶來的沉浸式大屏遊戲體驗尤為突出。用戶不僅可以將大型手機遊戲投射到電視上,還能同時為手機充電,徹底解決了遊戲過程中因電量不足而中斷的問題。通過這一技術,海爾電視成功打通大小屏生態資源,為消費者帶來了全新的視聽娛樂和高效互動體驗,進一步彰顯了智能電視的領先優勢。

構建廣泛生態系統GPMI展望及總結

由於「突圍」了技術聯盟的壁壘,我國相關產業、技術及產品可以藉助該GPMI生態聯盟企業協同發展,並一起助推產業迭代和升級。GPMI作為一種新興的通用多媒體接口技術,正為超高清音視頻和全屋智能化先進應用發展奠定基礎。GPMI產業聯盟已匯聚了50多家核心產業夥伴,共同構成了一個廣泛的生態系統。

而且GPMI技術將貫穿個人及家庭、多行業和泛工業應用,逐步構建互聯互通的智慧生態體現。GPMI技術以其高帶寬、低延時和多設備協作能力,在個人及家庭、汽車電子及其他行業,以及泛工業領域展現出巨大的應用潛力。

GPMI也可以幫助整個智慧生態建設。比如在硬件層面,GPMI就消除了電源線、信號線、控制線等等一堆線的物理區隔,用一根線實現了「統一」。在協議層面,不僅打通了前面說的控制和數據和視頻的傳輸,還能幫助構建包含音視頻、IoT、能源管理等不同協議的統一傳輸層。在生態和應用層面,或許也會催生更多新的商業模式。