HDMI 2.1 wurde ursprünglich im November 2017 veröffentlicht und ist wohl das bedeutendste Upgrade des HDMI-Standards. Seine Bandbreite steigt auf 48 Gbps, was dem 2,67-Fachen der Bandbreite von HDMI 2.0 (18 Gbps) entspricht.
HDMI 2.0 und sein neuerer Verwandter HDMI 2.0b waren in den letzten fünf Jahren die gängigsten Versionen des HDMI-Standards. Seit 2019 hat die TV-Branche als Erste den Weg für HDMI 2.1 geebnet, das zum Standard bei 8K-Ultra-HD-Fernsehern geworden ist. Auch die besten 4K-Fernseher verfügen in großer Zahl über HDMI 2.1, und die nächste Generation der Spielkonsolen, die PS5 und die Xbox Series X, die Ende 2020 erscheinen, sind ebenfalls mit HDMI 2.1 ausgestattet.
Da HDMI 2.1 noch ein relativ neuer Standard ist, müssen Sie sich keine allzu großen Sorgen machen, dass Ihr 4K-Fernseher, Ihr Streaming-Media-Player oder Ihr 4K-Ultra-HD-Blu-ray-Player veraltet. Wenn Sie jedoch einen High-End-Fernseher kaufen möchten, achten Sie darauf, dass er über einen HDMI-2.1-Anschluss verfügt, insbesondere für Filme und Spiele.
Überblick über die HDMI-2.1-Spezifikation
- Die physischen Spezifikationen des Steckers sind dieselben wie beim heutigen HDMI, mit Abwärtskompatibilität.
- Erfordert eine bessere Abschirmungsleistung und Kabel mit besserer EMI-Beständigkeit.
- Bandbreite auf 48 Gbps erhöht, 2,67-mal höher als bei HDMI 2.0 (18 Gbps).
- Kann Videosignale bis zu 10K@120fps übertragen.
- Neue audiovisuelle Funktionen: dynamisches HDR und Enhanced Audio Return Channel (eARC).
- Neue Gaming-Funktionen: Variable Refresh Rate (VRR), Quick Frame Transport (QFT), Auto Low Latency Mode (ALLM) und Quick Media Switching.
- Neues Videokompressionsformat: VESA DSC 1.2a.
Mehr Bandbreite
Wenn Sie die Auflösung eines Videosignals erhöhen, steigt die Datenmenge in diesem Signal. Die Datenmenge eines per HDMI gesendeten 4K-Ultra-HD-Signals mit 3.840x2.160 ist etwa viermal so hoch wie die eines HD-Signals mit 1.920x1.080. Wenn Sie sich Kabel als Rohre vorstellen, benötigen Sie für 4K-Signale größere Rohre als für 1080p. Dasselbe gilt, wenn Sie die Bildrate erhöhen: Sie benötigen ein größeres Rohr, um Bilder bei gleicher Auflösung mit 60 statt mit 24 Bildern pro Sekunde zu übertragen. Mehr Bilder pro Sekunde bedeuten mehr Daten.
Bandbreitenvergleich von HDMI 2.1, 2.0 und 1.4
Der HDMI-2.1-Standard erhöht die maximale unkomprimierte Bandbreite, die HDMI-Kabel verarbeiten können, auf 48 Gbps und die maximale komprimierte Bandbreite auf mindestens 128 Gbps. Es wird zwar noch einige Zeit dauern, bis Geräte tatsächlich so viel Bandbreite benötigen, doch die 18 Gbps von HDMI 2.0 sind in vielen Fällen bereits zum Engpass geworden. Die Übertragung eines 4K@60Hz-Videosignals mit 4:4:4-Chroma-Unterabtastung und 10-Bit-Farbtiefe erfordert beispielsweise eine Bandbreite von 20,05 Gbps, also mehr, als eine HDMI-2.0-Verbindung allein bereitstellen kann.
Höhere Auflösung und Bildwiederholrate
Die erhöhte Bandbreite von HDMI 2.1 unterstützt die Übertragung von Videosignalen bis zu 10K (10240x4320) und deckt damit die meisten neuen Auflösungen, Chroma-Abtastungen, Farbtiefen und Bildwiederholraten ab, die eine HDMI-2.1-Verbindung mit einem einzelnen Adernpaar zulässt. Für Videosignale über 4K@60Hz ist die erforderliche Bandbreite höher als die 18 Gbps von HDMI 2.0, daher sollten 8K-Fernseher und High-End-4K-Fernseher mit einer HDMI-2.1-Schnittstelle ausgestattet sein; andernfalls ist es erforderlich, mehrere HDMI-2.0-Kabel anzuschließen (sofern der Fernseher dies unterstützt).
Was sind die neuen Funktionen von HDMI 2.1?
Neben der enormen Verbesserung bei Auflösung und Bildwiederholrate bietet HDMI 2.1 weitere nützliche neue Funktionen.
Dynamisches HDR
HDR (High Dynamic Range) ist eine der willkommensten Bildqualitätsverbesserungen seit dem 4K-Zeitalter und verspricht höheren Kontrast und sattere Farben für Videoinhalte. Das heute gängigste HDR-Format ist HDR10, das Metadaten verwendet, die den tatsächlichen Helligkeitspegel der Videoinhalte aufzeichnen, um dem Fernseher mitzuteilen, wie Farbe und Kontrast wiederherzustellen sind. Bei HDR10 gibt es pro Video nur einen Satz dieser Metadaten, doch die tatsächliche Helligkeit variiert von Szene zu Szene, sodass die Kontrastwiedergabe für jede Szene zwangsläufig verfälscht ist. Mit dynamischem HDR können die Metadaten (die tatsächlichen Helligkeitspegel) jeder Szene und jedes Bildes unterschiedlich sein, um besser zu einer bestimmten Szene oder einem bestimmten Bild zu passen, sodass die Wiedergabe des Fernsehers entsprechend den Metadaten variiert. Fortschrittliche HDR-Formate wie Dolby Vision, HDR10+ und Advanced HDR verwenden bereits dynamische Metadaten und können über bestehende HDMI-Verbindungen übertragen werden, benötigen jedoch zusätzliche Bandbreite; HDMI 2.1 fügt einen neuen Kanal für die Übertragung dynamischer Metadaten hinzu, was dieses Problem vollständig löst.
Enhanced Audio Return Channel (eARC)
Seit Version 1.4 ist der Audio Return Channel (ARC) Teil des HDMI-Standards. Mit ARC können Sie alle Quellgeräte (Blu-ray-Player, Spielkonsolen usw.) direkt an Ihren Fernseher anschließen und dann ein HDMI-Kabel verwenden, um den Ton an eine Soundbar, einen Receiver oder ein anderes Soundsystem zu übertragen. Das vereinfacht die Verkabelung erheblich und ermöglicht es Ihnen, die Audiogeräte mit der TV-Fernbedienung zu steuern. Die begrenzte Bandbreite von ARC (~1 Mbps) begrenzt jedoch die Audioqualität und macht es unmöglich, hochwertiges unkomprimiertes Audio zu senden. eARC erhöht die verfügbare Bandbreite drastisch auf 37 Mbps, genug, um verlustfreies 5.1- und 7.1-Audio wie Dolby TrueHD und DTS-HD MA zu senden, die Trägersignale für Dolby Atmos und DTS:X.
VESA DSC 1.2a Display Stream Compression
Mit der Verbreitung moderner Videos mit hoher Bitrate benötigen Videosignale immer mehr Bandbreite, sodass eine neue Kompressionsmethode erforderlich ist. Die gängigste Methode ist Display Stream Compression (DSC). Ursprünglich auf Computerplattformen entwickelt, konnte DSC die meisten Fernsehsignale nicht effizient codieren, da es nur mit RGB-codiertem Video kompatibel war. Die für DSC zuständige VESA-Gruppe veröffentlichte eine aktualisierte Version, DSC 1.2a, die eine maximale Farbtiefe von 16 Bit unterstützt und eine native YCbCr-4:2:0- und YCbCr-4:2:2-Codierung ermöglicht, ohne zuvor in RGB umwandeln zu müssen. HDMI 2.1 unterstützt diese Technologie (wenngleich nicht alle HDMI-2.1-Geräte dies tun), wodurch sich die maximale Bandbreite, die HDMI-2.1-Kabel übertragen können, ohne Qualitätsverlust auf 120 Gbps vervielfacht. Nur Geräte mit sehr hoher Auflösung und hoher Bildwiederholrate benötigen DSC.
Variable Refresh Rate (VRR)
Die Variable Refresh Rate ist die Funktion, die Gamer am meisten interessiert. Sie synchronisiert die Bildwiederholrate des Bildschirms und der Signalquelle (der Ausgabe der Grafikkarte) für ein flüssigeres Spielerlebnis und reduziert oder beseitigt Verzögerungen, Ruckeln und Tearing. Durch weniger gepufferte Bilder müssen Sie sich nicht mehr zwischen Bildartefakten und Eingabeverzögerung entscheiden – im Idealfall werden beide verringert. Es ähnelt Nvidias G-Sync und AMDs FreeSync, die nur über DisplayPort verfügbar sind; VRR ist die VESA-Version.
Quick Frame Transport (QFT)
Quick Frame Transport ändert die Art und Weise, wie Bilder von der Signalquelle an das Display übertragen werden, indem jedes Bild mit einer höheren Rate übertragen wird, um die Latenz zu reduzieren. Die gesamte Eingabeverzögerung resultiert aus vielen Faktoren, einschließlich der Zeit, die der Monitor benötigt, um das Bild zu verarbeiten und anzuzeigen. QFT beseitigt die Eingabeverzögerung nicht vollständig, reduziert aber die durch die Übertragungszeit zwischen Quelle und Display verursachte Verzögerung. Die Eingabeverzögerung ist einer der wichtigsten Indikatoren dafür, wie gut ein Fernseher zum Spielen geeignet ist, was dies zu einer gaming-freundlichen Funktion macht.
Auto Low Latency Mode (ALLM)
Der Auto Low Latency Mode, auch als automatischer Gaming-Modus bekannt, ist eine weitere für Gamer konzipierte Funktion. Ein kompatibler Fernseher aktiviert automatisch seinen Modus mit geringer Latenz (Gaming-Modus), wenn er erkennt, dass ein Spiel gespielt wird, und erspart Ihnen so die Mühe, ihn jedes Mal manuell einzuschalten. Er kann sogar zwischen dem Spielen eines Spiels und dem Ansehen eines Films unterscheiden und bei Bedarf automatisch umschalten. Samsung übernahm bei dieser Funktion eine Vorreiterrolle in der Branche, einige Modelle aus dem Jahr 2018 waren bereits kompatibel.
Quick Media Switching (QMS)
Früher schalteten Anzeigegeräte wie Fernseher und Monitore den Bildschirm für einige Sekunden schwarz, bevor sie ein neues Video anzeigten, sobald sich ein beliebiger Parameter der Quelle änderte. Dies ist besonders bei Konsolenspielen häufig der Fall, bei denen die Ausgabe-Bildwiederholrate und sogar die Auflösung je nach Inhalt variieren können. Quick Media Switching löst dies: Wenn Quelle und Display kompatibel sind, erscheint der schwarze Bildschirm beim Wechsel des Videoformats durch die Quelle nicht mehr – es wird sofort auf die neue Quelle umgeschaltet.
