關(guān)于UHD｜正確認識HDMI線(xiàn)材和HDMI 2.1規格

HDMI線(xiàn)是家庭影院里面最重要的傳輸線(xiàn)材，既能傳送影像也能傳送音頻。但是HDMI線(xiàn)也是最難懂的一種線(xiàn)材，尤其和傳統的影像線(xiàn)、聲頻線(xiàn)相比，HDMI線(xiàn)的結構和用法更為復雜，許多影音玩家對于HDMI線(xiàn)的認識一知半解，再加上廠(chǎng)商在介紹HDMI線(xiàn)產(chǎn)品時(shí)的說(shuō)法不一、標示各異，更容易加深很多人對HDMI的誤解，本文希望能透過(guò)淺顯的文字，把HDMI線(xiàn)與HDMI 2.1規格的來(lái)龍去脈說(shuō)清楚。

其實(shí)并沒(méi)有HDMI 2.1版本的線(xiàn)材

首先第一個(gè)觀(guān)念，HDMI“線(xiàn)”本身并沒(méi)有2.0版、2.1版這樣的分別，它其實(shí)就是一個(gè)單純的物理性傳輸通道。除非是特殊設計，否則一般的HDMI線(xiàn)接頭里面并沒(méi)有芯片，也沒(méi)有協(xié)定。而在HDMI線(xiàn)身里面共有19條傳輸通道，如果你檢視HDMI的接頭就會(huì )看到有19個(gè)針腳，每一個(gè)針腳就是一個(gè)傳輸通道，這一點(diǎn)從HDMI線(xiàn)推出以來(lái)都是一樣的，并沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)變化。

那所謂的HDMI版本是怎么回事呢？HDMI版本的意義在于：播放信號源（例如藍光播放機）所配置的HDMI傳送芯片，和接收裝置（例如電視機）所配置的HDMI接收/處理芯片是什么版本。舉例來(lái)說(shuō)，HDMI2.1版的規范中支援8K/60Hz影像，想要讓它實(shí)現，就必須是藍光機和電視機都搭載2.1版的HDMI芯片，才有可能實(shí)現8K/60Hz影像的傳送。只要任何一方的版本不足，就不可能傳送8K/60Hz。HDMI線(xiàn)在其中只是扮演信號傳輸通道的角色而已。

更詳細一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，HDMI里面有一個(gè)通道是負責EDID（Extended Display Identification Data），也就是傳送端和接收端的辨識功能，也就玩家所俗稱(chēng)的器材“握手”，握手成功之后，才會(huì )決定傳輸的模式、頻寬、和支援哪些功能。那HDMI線(xiàn)怎么傳送資料呢？在HDMI內部的19條通道當中，有四“組”是負責主要大量影音資訊的傳送，這四組是每3個(gè)通道為一組（例如通道1-3為一組），所以四組就占去了里面的12條通道，而這12條通道也就是所謂的高速傳輸通道。而剩下的7條通道是用來(lái)做其它功能的，例如前述的EDID握手辨識、HDCP版權保護機制、CEC連動(dòng)控制，以及本次要探討的ARC/eARC音頻回傳通道等等。

那如果HDMI線(xiàn)的物理結構（通道數量）都不變，為什么隨著(zhù)HDMI版本的提升，HDMI線(xiàn)可以傳輸更大量的資料呢？這是因為HDMI傳送和接收芯片的版本越高，就會(huì )采用越先進(jìn)的壓縮和傳送技術(shù)。

舉例來(lái)說(shuō)，在HDMI 2.1版之前，它的四組主要傳送通道是采用TMDS最小化傳輸差分信號技術(shù)（Transition Minimized Differential Signaling）。而在HDMI 2.1版之后，改成了新的FRL（Fixed Rate Link）技術(shù)，每一組采用FRL技術(shù)的通道能傳送的資訊量可以是6、8、10和12Gbps，四組相加之后，HDMI 2.1的傳輸速率就可以有24、32、40和48Gbps四種，我們常見(jiàn)的“HDMI 2.1標榜最高傳輸率為48Gbps”就是這樣來(lái)的。

所以說(shuō)，如果有一條HDMI線(xiàn)，是在1.4版時(shí)代生產(chǎn)的，但因為做工良好，在面對HDMI 2.1版的環(huán)境時(shí)，理論上是可以正常工作的。那為什么我們還要在意HDMI線(xiàn)的品質(zhì)呢？因為這是理論上，在實(shí)際狀況中，當HDMI線(xiàn)要傳送越大量的資料，它的抗衰減能力和抗干擾能力就要越好，否則就可能出現掉資訊、或傳輸失敗的情形，換言之，HDMI線(xiàn)設計的越好、用料越好，越能經(jīng)得起新版本、高資料量環(huán)境的傳輸考驗。

所以這樣看下來(lái)，你就知道HDMI線(xiàn)本身是沒(méi)有2.0、2.1這樣的版本分別的，所以嚴格來(lái)講，并沒(méi)有所謂的HDMI 2.1線(xiàn)或HDMI 8K線(xiàn)這樣的類(lèi)別，有的廠(chǎng)商會(huì )這樣標示，純粹是為了方便消費者看懂、容易辨識而已。

而HDMI協(xié)會(huì )對于HDMI線(xiàn)有一套它自己定立的規范，不是用版本，而是用等級，大致有以下等級：

High Speed HDMI Cable：也就是透過(guò)HDMI協(xié)會(huì )實(shí)測，證明可以滿(mǎn)足10.2Gbps頻寬，也就是能對應HDMI 1.4版的環(huán)境。此時(shí)的環(huán)境已經(jīng)能對應4K，不過(guò)只有30Hz畫(huà)面更新率。

Premium High Speed HDMI Cable：也就是透過(guò)實(shí)測，證明可以滿(mǎn)足18Gbps的頻寬，也就是能對應HDMI 2.0版的環(huán)境。

Ultra High Speed HDMI Cable：也就是透過(guò)實(shí)測，證明可以滿(mǎn)足48Gbps的頻寬，也就是可以對應HDMI 2.1版的環(huán)境。

而上述這些線(xiàn)又分成：有沒(méi)有帶“網(wǎng)路通道”（HDMI Ethernet Channel），有網(wǎng)路通道者，就是指在上述的四組主要傳輸通道之外，還有通道可以專(zhuān)責進(jìn)行網(wǎng)路資訊傳輸的任務(wù)。而“網(wǎng)路通道”的功能也是信號源端和接收端的器材都支援，才能夠啟動(dòng)。那HDMI線(xiàn)這么復雜，一般消費者怎么辨識呢？為此，HDMI協(xié)會(huì )開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)的認證機制，以Premium High Speed HDMI Cable和Ultra High Speed HDMI Cable來(lái)說(shuō)，當HDMI線(xiàn)通過(guò)測試、獲得認證之后，產(chǎn)品必須在盒面標示線(xiàn)材的等級名稱(chēng)，同時(shí)必須在線(xiàn)身上打印產(chǎn)品的等級名稱(chēng)。除此之外，還必須在產(chǎn)品上貼上防偽貼紙， Premium High Speed HDMI Cable貼的是橘色仿偽貼紙，而Ultra High Speed HDMI Cable貼的是銀色的防偽貼紙。

HDMI協(xié)會(huì )對于這個(gè)防偽貼紙的做法是相當嚴謹的，只要產(chǎn)品長(cháng)度不同，就必須獨立送測，以獲得個(gè)別的認證和貼紙。而且廠(chǎng)商產(chǎn)品出貨時(shí)，是一個(gè)產(chǎn)品上就貼上一張貼紙。當消費者拿到產(chǎn)品后，可以下載HDMI協(xié)會(huì )開(kāi)發(fā)的應用程式HDMI Cable Certification App，就可以用這個(gè)App掃描貼紙上的二維碼，就能看到這條線(xiàn)獲得認證的資料，包含了：廠(chǎng)商名稱(chēng)、線(xiàn)材等級，以及線(xiàn)材長(cháng)度等等。

HDMI 2.1版本器材的能力

那如果是一條能滿(mǎn)足HDMI 2.1版環(huán)境的HDMI線(xiàn)可以做到哪些事呢？按HDMI協(xié)會(huì )最初公告的規范，它應該有最大48Gbps的資料傳輸能力，在這樣的狀況下，它可以傳送8K/60Hz、4K/120Hz的影像。如果傳送/接收的器材有支援DSC顯示器串流壓縮技術(shù)（Display Stream Compression），那么還能將48Gbps的利用率再向上提升，最高可以達到8K/120Hz、10K/120Hz（4:2:2）等超高規格，所以你會(huì )看到有的HDMI線(xiàn)標示可以傳送10K，就是這樣來(lái)的。

而在HDMI 2.1版本發(fā)布時(shí)，也增加了許多新的功能，所以你只要看到與HDMI 2.1有關(guān)的介紹時(shí)，常會(huì )見(jiàn)到這些名詞。例如，支援動(dòng)態(tài)的HDR（Dynamic HDR），也就是HDR+或Dolby Vision。又例如：VRR可變更新率（Variable Refresh Rate）、ALLM自動(dòng)低延遲模式（Auto Low Latency Mode）、QFT快速禎率模式（Quick Frame Transport）、QMS快速媒體切換（Quick Media Switching）等等，后面這四個(gè)功能主要都是在處理畫(huà)面的對應、降低延遲、防止影像的撕裂，或避免轉換時(shí)出現黑畫(huà)面等問(wèn)題，主要都是游戲方面比較會(huì )用到的功能。而最后還是那句老話(huà)，必須傳送端和接收端的硬體都有支援，這些功能才能啟動(dòng)。

ARC與eARC

講了這么多，終于要講到重點(diǎn)了：eARC，而要談eARC，就必須先從ARC講起。ARC是指“音頻回傳通道”（Audio Return Channel），是2009年HDMI協(xié)會(huì )提出HDMI 1.4版時(shí)所增加的附加功能。如果電視與環(huán)繞擴大機（或其它的音響器材）兩方均搭載HDMI 1.4端子（或高于HDMI 1.4版本），就可以讓電視的音效傳送給環(huán)繞擴大機，讓多聲道劇院取代電視的喇叭發(fā)聲。因為在以前，都是由AV功放傳送音效給電視，而ARC的傳送方向是反過(guò)來(lái)，所以稱(chēng)為“回傳”功能。那ARC和eARC功能差在哪里呢？eARC是2017年隨著(zhù)HDMI 2.1版推出時(shí)新增加的功能，它就是“增強版的音頻回傳功能”（Enhanced Audio Return Channel），能傳輸的頻寬大為增加。根據HDMI協(xié)會(huì )所釋出的資料，ARC的頻寬只有1Mbps左右，而eARC則可以達到37Mbps，這讓eARC能傳輸的音頻規格大幅提升。

舉例來(lái)說(shuō)，ARC只能傳輸“有壓縮”的5.1音頻，而eARC則可以傳輸“無(wú)壓縮”的5.1或7.1音頻。再來(lái)，eARC還可以傳送192kHz/24bit的“物件導向音效”，也就是Dolby Atmos和DTS:X。另外在功能面也有部分增強，例如在A(yíng)RC的設計中“影音同步”（或稱(chēng)唇形同步Lip Sync）是一個(gè)選項（Optional），而到了eARC就改成了強制執行（Mandatory），能抑制影音不同步的問(wèn)題。

ARC這個(gè)功能，原意是簡(jiǎn)化接線(xiàn)，因為在它出現之前，如果要從電視傳送音效給其它的音響器材，還必須另外再接一條光纖線(xiàn)，而有了ARC功能就不必了，一條HDMI線(xiàn)就能搞定“正傳”影音與“回傳”音效。后來(lái)因為兩件事情的發(fā)展讓ARC這個(gè)功能越來(lái)越重要，其一是新版本eARC的出現，頻寬增加很多，可以傳送Dolby Atmos這類(lèi)的物件導向音效，這是以往的光纖線(xiàn)辦不到的，讓它成了傳送音效的首選。第二就是串流影片的興起，網(wǎng)路電視成了播放串流影片的主要信號源，如果希望網(wǎng)路電視的音效更好，而且可以播放Dolby Atmos這類(lèi)高規格音效，eARC就成為了必要，所以近年的網(wǎng)路電視、環(huán)繞擴大機、Soundbar，甚至連兩聲道音響器材，都紛紛開(kāi)始支援HDMI eARC功能。

而在這樣的發(fā)展之下，HDMI線(xiàn)的角色有了改變。在過(guò)往大部分3C領(lǐng)域中，HDMI線(xiàn)是影像線(xiàn)的角色，例如連接電腦屏幕、或傳統投影機。而在家庭影院的場(chǎng)合中，HDMI線(xiàn)如果是連接于播放機和環(huán)繞擴大機之間，它是同時(shí)傳送影像與聲音的角色。而現在，如果要透過(guò)網(wǎng)路電視播放串流影片，HDMI線(xiàn)就成了負責傳送聲音頻號給Soundbar或環(huán)繞擴大機的“聲頻線(xiàn)”。

這里要值得留意的是，eARC傳送聲音時(shí)并不是用HDMI線(xiàn)里面的四組主要傳送通道（這四組只做正向傳送，而且內含高資料量影像信號），eARC是采用第14和第19接腳的通道。這就造成了一個(gè)現象，如果廠(chǎng)商在制作線(xiàn)材時(shí)，只注重四組主要傳輸通道，其它通道采用較差的導體，就會(huì )影響到eARC的聲音表現，所以廠(chǎng)商在線(xiàn)材制作上嚴不嚴謹，有沒(méi)有偷工減料，從eARC的表現就能看出端倪。也因此，現在已經(jīng)有些Hi-End名廠(chǎng)推出的HDMI線(xiàn)會(huì )特別強調：“HDMI線(xiàn)內的所有通道都是采用一致的良好導體，包含eARC部分”，這就是廠(chǎng)商有注重到這個(gè)環(huán)節。而透過(guò)我們的實(shí)測，在eARC通道上設計嚴謹、采用優(yōu)良導體的HDMI線(xiàn)，確實(shí)在表現串流影片音效時(shí)，能提供更為高級的效果，如果你重視串流影片的聲音品質(zhì)，可以多留意標榜如此設計的線(xiàn)材。

光纖HDMI線(xiàn)材 

最后淺談一下光纖HDMI線(xiàn)。早期的HDMI線(xiàn)大多是采用銅線(xiàn)作為導體，前面說(shuō)過(guò)，如果傳輸的資料量越大，HDMI線(xiàn)的抗衰減能力、抗干擾能力就要越強。而面對HDMI 2.1版的嚴苛環(huán)境，傳輸距離如果超過(guò)5米以上對傳統HDMI線(xiàn)就是很大的考驗。所以近年來(lái)，有越來(lái)越多HDMI線(xiàn)是采用光纖作為導體，因為光纖信號的衰減率極低，讓HDMI線(xiàn)的耐受長(cháng)度可以大幅增長(cháng)，10米、20米都沒(méi)問(wèn)題，有些產(chǎn)品甚至標榜可以達到100米。

這種產(chǎn)品的設計就跟傳統的HDMI線(xiàn)不一樣，在HDMI線(xiàn)的端子頭里面配置了光電信號轉換芯片，發(fā)射端是電轉光，接收端是光轉電，也因為如此，這種HDMI線(xiàn)的連接有方向性，其中一端為發(fā)射端，一端為接收端，不能接反。值得留意的是，光纖HDMI線(xiàn)并不是把所有的導體都光纖化，多半的作法，是把傳輸龐大資料的主要四組通道光纖化，也就是把1~12個(gè)接腳的導體改成由4條光纖來(lái)傳送，這樣就可以跑很長(cháng)的距離。而除了這12個(gè)導體之外，其它導體仍然是采用傳統的銅導體居多，如果是這類(lèi)設計，你就會(huì )發(fā)現HDMI線(xiàn)的正向傳送距離比較長(cháng)，而eARC音頻回傳的距離比較短，就是這個(gè)原因。