HDMI 2.1 / 2.1A: tutte le info

HDMI è ormai giunta alla versione 2.1, la confusione è tanta, e c’è anche la versione hdmi 2.1A in arrivo… ma facendo un passo indietro dal 2019 ci sono le prime tv in grado di supportare lo standard 2.1 o almeno parte di esso, ma vediamo nel dettaglio le sue funzioni come il VRR, eARC, ALLM, QMS, ma sopratutto quali reali vantaggi introduce.

Cos’è HDMI 2.1 ?

Una breve premessa per avvertire che la gestione del nuovo formato è avvenuta nel peggiore dei modi, le specifiche sono “variabili” e anche la certificazioni 2.1 può essere applicata a dispositivi e cavi 2.0…  una scelta discutibile del consorzio che sicuramente contribuisce a creare confusione. A dicembre 2021 sembra inoltre ufficiale anche la versione 2.1A legata a una singola funzione (ma lo vedremo in seguito).

Riassumendo spetta all’utente approfondire le singole funzioni supportare dal prodotto, in una sintesi si può identificare la caratteristica più importante e semplificare che: se supporta 4K/120hz oppure 8K/60hz allora è un dispositivo HDMI 2.1 !

Questa caratteristica di risoluzione/hz la si ottiene solo con una banda passante di almeno 40Gb per secondo, e di conseguenza tutte le altre caratteristiche “potrebbero” essere supportate o inserite con aggiornamento software.

Facendo un passo indietro con hdmi si intende quella connessione fisica di dispositivi multimediali quali: console, decoder, lettori blu-ray, e molto altro alla TV. Nel corso degli anni si è evoluto velocemente: passando per la versione 1.4 che supportava la risoluzione 4K (solo a 24hz), poi è arrivata la 2.0 con una banda passante aumentata, e il supporto al 4k a 60 fps con i metadati per l’HDR, oggi la versione attuale è la 2.1 di cui andremo a vedere specifiche e vantaggi.

Le specifiche ufficiali

La banda passante di HDMI 2.1 arriva a 48 GbpsLa banda passante di HDMI 2.1 arriva a 48 Gbps

Le specifiche ufficiali del nuovo standard HDMI 2.1 sono state decise il 28 novembre 17, e sostanzialmente sono:

le specifiche sono una cosa, molte di queste non sono neanche tecnicamente utilizzabili, per esempio la profondità colore a 16 bit è superflua in quanto non esistono pannelli in commercio che superano i 10 bit, così come non esistono TV con risoluzioni 10k. Quindi alla prova dei fatti cosa cambierà sul nostro display ? vediamo nello specifico i vantaggi reali e ogni singola funzione:

Larghezza di banda

HDMI 2.1 aumenta la larghezza di banda massima non compressa, con un cavo HDMI 2.1 si arriva a 48 Gbps,  la larghezza di banda compressa invece arriva fino ad almeno 128 Gbps. Sebbene questa sia la larghezza di banda massima supportata, ci vorrà un po ‘di tempo prima che i dispositivi abbiano effettivamente bisogno di questa enorme banda, e nei primi anni ogni produttore ha la libertà di supportare solo la larghezza di banda di cui necessita il proprio dispositivo.

Ad esempio, se un produttore desidera supportare 4k @ 120Hz, questo richiede solo 32 Gbps, e questo lo rende comunque un dispositivo HDMI 2.1, in pratica si offre ai produttori una maggiore flessibilità, e un risparmio sui costi, poiché non hanno bisogno di implementare il supporto per una larghezza di banda “completa” superiore al necessario.

Per assurdo un produttore potrebbe scegliere di rilasciare un display che supporti quasi tutte le funzionalità HDMI 2.1, senza alcun aumento della larghezza di banda, questo complica un po’ le cose per i consumatori, ma la larghezza di banda non è il requisito fondamentale per la certificazione, ma lo è solo per raggiungere certe risoluzioni e certe profondità colore.

A ogni modo una maggiore larghezza di banda si traduce per i produttori di TV con la possibilità di supportare risoluzioni fino a 10k (10420×4320), dal 2019 sono disponibili i primi TV con risoluzione 8K, di seguito una tabella comparativa con tutte le risoluzione supportate e il relativo requisito di banda richiesto:

una tabella con risoluzione, profondità colore e relativa larghezza di banda richiesta ! al di la di tutto per il 4K 40/48 gbps sono sufficienti per ogni funzioneuna tabella con risoluzione, profondità colore e relativa larghezza di banda richiesta ! al di la di tutto per il 4K 40/48 gbps sono sufficienti per ogni funzione

HDR dinamico

Proprio come le altre tecnologie HDR dinamiche già sul mercato (Dolby Vision e HDR 10+), il nuovo supporto consentirà al contenuto di impostare una gamma dinamica ottimizzata addirittura fotogramma per fotogramma, ovviamente al momento non ci sono contenuti per questa futura tecnologia nativa di HDMI, pertanto non si possono fare paragoni con i sistemi già esistenti.

Variable Refresh Rate (VRR)

Si tratta di una modalità gioco con frequenza di aggiornamento variabile, ovvero refresh sincronizzato con il segnale trasmesso dalla GPU della console/PC. In questo modo il singolo frame creato dalla GPU viene istantaneamente riprodotto dal display evitando le attuali interpolazioni e interferenze. La funzione è già usata da molti monitor nell’ambito del pc gaming competitivo tramite l’implementazione FreeSync di AMD o il G-SYNC di NVIDIA.

Il gruppo HDMI ha quindi creato la propria versione del protocollo VESA Adaptive Sync compatibile con FreeSync di AMD, e nel corso del 2019 è arrivato anche il G-Sync di Nvidia.

Nel corso degli anni diversi produttori hanno implementato il VRR (anche su hdmi 2.0) dall’anno 2018, altri dal 2019 hanno già offerto certificazione HDMI 2.1… oggi la certificazione 2.1 ha perso di importanza in quanto può essere applicata anche su dispositivi molto limitati. Quello che è certo è che LG con i suoi Oled prima di tutti ha implementato pienamente la maggiorate delle funzioni 2.1 come il VRR abbinato a 4k/120hz con persino il Dolby Vision dal 2020.

Maggiori informazioni sul Variable Refresh Rate (articolo specifico).

Modalità auto bassa latenza

Un’altra grande caratteristica creata con i giocatori, la modalità Auto Low Latency (ALLM), nota anche come Auto Game Mode, consente ai televisori di abilitare automaticamente la modalità “Game” quando rileva una partita in corso. Questo evita il fastidio di doverlo abilitare manualmente ogni volta che inizi a giocare. Riconosce anche la differenza tra il gioco, o la semplice visione di un gioco su YouTube. Ancora una volta, Samsung è stata la prima a importare questa funzione già in alcuni modelli 2018.

eARC: Enhanced audio return channel

Audio Return Channel, o ARC, fa parte dello standard HDMI dalla versione 1.4. ARC in pratica ti consente di far dialogare tutti i dispositivi connessi alla tv (Blu-ray, console, decoder, ecc.) con un amplificatore audio (come una soundbar) tramite un singolo cavo HDMI che collega appunto TV e ricevitore.

Questo consente una sincronizzazione bidirezionale tra la TV e tutti i dispositivi, nel caso di una soundbar per esempio, questa si accende automaticamente assieme alla tv, il volume si controlla con lo stesso telecomando della tv e cos via.

L’attuale implementazione di ARC ha alcune limitazioni, la larghezza di banda limitata (~ 1 Mbps) limita la qualità dell’audio inviato sul canale di ritorno, rendendo impossibile inviare audio non compresso di alta qualità.

eARC essendo l’evoluzione implementata in HDMI2.1 risolve questo problema, aumentando notevolmente la larghezza di banda utilizzabile, fino a ben 37 Mbps. Questa larghezza di banda aggiuntiva consente di inviare audio 5.1 e 7.1 non compresso, come Dolby TrueHD e DTS-HD MA, Dolby Atmos e DTS: X.

Quick media switching (QMS)

Attualmente, ogni volta che il dispositivo cambia il segnale di ingresso, lo schermo diventava nero per alcuni secondi permettendo alla televisore si adeguarsi al nuovo segnale, In particolare il cambio di frequenza (hz) necessita di un’interruzione fastidiosa. Il Quick Media Switching è una funzione che risolve questo problema. Quando una sorgente compatibile è connessa a uno schermo compatibile, il display non visualizzerà più una schermata nera e il passaggio sarà istantaneo.

Quick frame transport (QFT)

Quick Frame Transport cambia il modo in cui le immagini vengono trasferite da un dispositivo sorgente al display. I frame vengono trasferiti con una frequenza molto più elevata, al fine di ridurre la latenza. E’ anche questa una funzione in qualche modo legata all’input lag e ai videogiochi. L’input-lag è un valore complessivo legato a molti fattori, incluso il tempo impiegato dal display per elaborare l’immagine e visualizzarla sullo schermo. QFT si occupa proprio di ottimizzare questo trasferimento tra la sorgente e il display.

Display stream compression 1.2

Si tratta della naturale evoluzione del sistema di compressione DSC, rimasto un pò indietro in quanto lavorava solo in RGB. Il gruppo VESA ha aggiornato questo standard alla versione DSC 1.2, che ha aumentato la profondità di colore massima a 16 bit e abilitato la codifica YCbCr 4: 2: 0 e YCbCr 4: 2: 2 nativa. In pratica tramite questa compressione HDMI 2.1 sarà a prova di futuro, il giorno che non basteranno più i 48gbps, tramite questa compressione si potranno utilizzare risoluzioni ancora superiori al 10K, tuttavia passeranno molti anni prima di doverla utilizzare.

4K VS 8K4K VS 8K

Quali TV sono HDMI 2.1 ?

L’HDMI 2.1 non funziona come gli altri aggiornamenti passati, la certificazione 2.1 infatti non necessita che tutte le funzioni siano implementate, c’è una grande confusione a riguardo, ma al momento le tv più “certificate” sono gli Oled TV di LG come LG C1 (recensione) , B1, G1:

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In particolare questi Oled di LG del 2021 e (CX / GX del 2020) sono tra i pochissimi prodotti ottimizzati per le console nextgen a supportare insieme il VRR 4K/120 Hz con Dolby Vision.

Il mercato offre comunque anche TV HDMI2.1 con tecnologia LCD/Qled relativamente economiche come il Samsung Q70A  :

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(attenzione che Q60A è invece hdmi 2.0).  Poi ovviamente ci sono altri LCD di fascia superiore come il Samsung QN90A, o il Sony X90J.

Come avrai sicuramente capito leggendo questo articolo molte di queste funzioni sono legate al mondo del gaming, pertanto puoi leggere un approfondimento sulle migliori TV HDMI 2.1 per PS5 e XboX Serie X.

HDMI 2.1A e il Source-Based Tone Mapping

Dal mese di dicembre 2021 diventa ufficiale anche la nuova versione 2.1A aggiornabile anche via software…, ennesima complicazione per il consumatore, ma almeno pare che la nuova dicitura si limita a identificare una singola funzione: il Source-Based Tone Mapping.

In realtà non è nulla di cosi fondamentale, si limita a sincronizzare il Tone Mapping con le possibilità del pannello, detto in parole più povere è un’autoregolazione in particolare destinata ai contenuti HDR, per esempio se la vostra TV ha una luminosità massima di 500 nits è inutile che un contenuto HDR viene inviato con un massimale di 1000 nits perché le limitazioni del pannello non farebbero altro che farvi perdere dettagli.

l'immagine simulata di destra mostra quello che avverrebbe se la sorgente ha una luminosità più alta di quella riproducibile dalla TV, ci sarebbe solo una perdita di dettaglio. Fortunatamente ogni TV ha una funzione di tone mapping integrata, la versione source based su HDMI aiuterà comunque in contesti di contenuto misto.l’immagine simulata di destra mostra quello che avverrebbe se la sorgente ha una luminosità più alta di quella riproducibile dalla TV, ci sarebbe solo una perdita di dettaglio. Fortunatamente ogni TV ha una funzione di tone mapping integrata, la versione source based su HDMI aiuterà comunque in contesti di contenuto misto.

La funzione permette un dialogo con la TV in modo che il punto più luminoso sia impostato a 500 nits (o quello che può la TV) e di conseguenza tutto il resto scala in modo graduale al fine di visualizzare la resa migliore possibile. Come dicevo non è una grande novità in quanto più o meno tutte le TV hanno il loro sistema integrato per fare la stessa cosa, ma il fatto di averlo direttamente nello standard HDMI potrebbe migliorarne l’utilizzo, in particolare Source-Based Tone Mapping è utile in quelle sorgenti che mischiano contenuti HDR con SDR insieme a menù e testi, che è appunto quello che avviene navigando in un’App di streaming come Netflix o simili.

Il funzionamento è molto simile a quanto previsto nel campo dei videogiochi dalla funzione HGIG che si occupa praticamente di fare la stessa cosa, restando in tema Sony su PS5 sta attuando una sua versione di regolazione del tone mapping legata però ai soli tv Sony dal 2021 a seguire, ma questo non ha nulla a che vedere con le specifiche Hdmi.

HDMI 2.1
Le certificazioni sono un disastro, meglio basarsi sulla presenza delle singole funzioni !

Domande frequenti

Cosa cambia da HDMI 2.0 a 2.1 ?

La differenza principale è che nuova versione HDMI 2.1 supporta una velocità di trasmissione dati dai 40 ai 48 Gbps, contro i 18 Gbps del 2.0, una simile quantità di dati permette la visualizzazione 4K fino a 120hz/120 fps oppure 8K 60Hz/fps cosa che prima non era possibile, inoltre gestisce senza problemi anche i dati relativi all’ HDR, HDR10+ e Dolby Vision.

Un TV a 60Hz può essere HDMI 2.1 ?

No, o meglio la funzionalità principale dell’ HDMI 2.1 è supportare la risoluzione 4K fino a 120fps, questo richiede quindi un pannello a 120hz. Le altre funzionalità minori possono essere implementate, ma non è corretto definire la TV con pannello a 60hz compatibile con Hdmi 2.1

Il mio dispositivo ha una delle funzionalità  hdmi 2.1, significa che supporta hdmi 2.1 ?

Non necessariamente, per la prima volta i produttori possono scegliere di implementare solo alcune funzionalità di HDMI 2.1 in HDMI 2.0, per esempio VRR e ALLM, funzionalità che non richiedono una larghezza di banda aggiuntiva. Per esempio ci sono TV del 2019 che implementano il VRR, e tra i dispositivi ci sono l’Xbox One S / X che sono dispositivi hdmi 2.0 con funzioni 2.1 già dal 2018. Ovviamente non è possibile la funzionalità principale legata al 4K 120fps.

Dovrò aggiornare i miei cavi ?

Dipende… HDMI 2.1 utilizza lo stesso connettore dei cavi ​​esistenti. Ad eccezione di eARC, che richiede un cavo Premium ad alta velocità + Ethernet, la maggior parte delle altre nuove funzionalità possono essere implementate su dispositivi esistenti, con cavi esistenti. Se si desidera invece sfruttare una delle nuove risoluzioni o frequenze di aggiornamento più elevate, sarà necessario aggiornare il cavi con uno in grado di trasferire almeno 40gbps.

La mia TV può essere aggiornata ad HDMI 2.1 ?

La maggiore larghezza di banda di HDMI 2.1 è legata al 4K 120fps, questo richiede maggiore banda e processori più avanzati, quindi è praticamente impossibile che una tv venga aggiornata e certificata passando alla nuova versione hdmi 2.1. Tuttavia ci sono funzionalità aggiuntive che richiedono una larghezza di banda molto ridotta che sarebbe possibile implementare, per esempio eARC o ALLM sono funzioni 2.1 che a volte vengono inserite su modelli di TV 2.0.

Se la TV è HDMI 2.1 può essere aggiornata a 2.1A ?

Si, la larghezza di banda che contraddistingue le principali funzioni 2.1 è adatta a supportare anche la versione 2.1A, basta un semplice aggiornamento software del produttore della TV.

Articolo aggiornato al: 29 Dicembre 2021 | Redatto da: Pixeltv