HDMI 2.1b仕様の技術概要

HDMI 2.1b仕様の技術概要

オーディオやビデオ愛好家にとって、最も身近な機器は間違いなくHDMIケーブルとインターフェースでしょう。HDMI規格は2002年にバージョン1.0が発表されてから20年以上が経ち、この20年以上でHDMIはオーディオ・ビデオ機器で最も広く使われているインターフェース規格となりました。公式記録によると、HDMI機器の出荷台数は110億台に達し、これは全世界で一人当たり約2台のHDMI機器を所有している計算になります。HDMIの最大の利点は、その規格の統一性です。過去20年間、標準HDMIインターフェースの物理的サイズは変わっておらず、ソフトウェアプロトコルは完全な下位互換性を実現しています。これは、ハードウェアの更新が遅い大型家電、特にテレビにとって特に便利です。たとえ自宅のテレビが10年以上前の古いモデルであっても、アダプタなしで最新の次世代ゲーム機に直接接続できます。そのため、近年、HDMIはテレビにおける従来のコンポーネントビデオ、AV、オーディオなどのインターフェースを急速に置き換え、最も一般的なインターフェースとなりました。統計によると、2024年には市場に出回るすべてのテレビ製品がHDMI技術を採用しており、HDMIは4K、8K、HDRなどの高解像度フォーマットに最適な伝送媒体となっています。HDMI 2.1a規格はさらにアップグレードされ、ケーブルへの電源供給機能が追加され、ソースデバイスへのチップの搭載が必須となりました。

HDMI®仕様2.1bはHDMI®仕様の最新バージョンであり、8K60や4K120、最大10Kの解像度を含む、より高いビデオ解像度とリフレッシュレートをサポートします。また、ダイナミックHDRフォーマットもサポートし、帯域幅容量は48Gbps HDMIまで増加します。新しいUltra High Speed HDMIケーブルは48Gbpsの帯域幅をサポートします。これらのケーブルは、HDR対応の非圧縮8Kビデオを含む、超高帯域幅に依存しない機能を提供します。超低EMI（電磁干渉）特性を備え、近くのワイヤレスデバイスとの干渉を低減します。ケーブルは下位互換性があり、既存のHDMIデバイスでも使用できます。

HDMI 2.1b の機能は次のとおりです。

より高いビデオ解像度：8K60Hz、4K120Hzを含む幅広い高解像度と高速リフレッシュレートに対応し、没入感のある視聴体験とスムーズな高速モーションのディテールを実現します。最大10Kの解像度をサポートし、商業AV、産業、プロフェッショナルアプリケーションのニーズを満たします。
ダイナミック HDR により、ビデオのあらゆるシーン、さらにはあらゆるフレームで、深度、詳細、明るさ、コントラスト、およびより広い色域の理想的な値が表示されるようになります。
ソースベース・トーン・マッピング（SBTM）は、HDRの新しい機能です。ディスプレイデバイスによるHDRマッピングに加え、ソースデバイス側でもHDRマッピングの一部を実行できます。SBTMは、ピクチャー・イン・ピクチャーやビデオウィンドウを統合した番組ガイドなど、HDRとSDRのビデオやグラフィックを1つの画像に組み合わせる際に特に便利です。また、SBTMにより、PCやゲーム機はソースデバイスを手動で設定することなく、ディスプレイのHDR機能を最大限に活用できるよう、最適化されたHDR信号を自動的に生成できます。

超高速HDMIケーブルは、非圧縮HDMI 2.1b機能と48Gbpsの帯域幅に対応しています。ケーブルから放出されるEMI（電磁干渉）は非常に低く、HDMI規格の以前のバージョンとの下位互換性も備えているため、既存のHDMIデバイスでも使用できます。
HDMI 2.1b仕様はHDMI 2.0bに代わるものです。一方、HDMI 2.1a仕様はHDMI 1.4b仕様を参照し、それに依存し続けます。HDMI®
HDMI 2.1b製品の識別方法
HDMI 2.1b仕様には、新しいケーブル「超高速HDMI®ケーブル」が含まれています。これは、非圧縮8k@60および4K@120を含むすべてのHDMI 2.1b機能のサポートを保証することを目指した、厳格な仕様に準拠した唯一のケーブルです。このケーブルの拡張された帯域幅容量は、最大48Gbpsをサポートします。すべての認証ケーブルは、長さに関わらず、HDMI Forum認定試験センター（Forum ATC）の認証テストに合格する必要があります。認証されると、ケーブルの各パッケージまたは販売ユニットに超高速HDMI認証ラベルが貼付され、消費者が製品の認証ステータスを確認できるようになります。ケーブルを識別するには、上記に示す必要な超高速HDMI認証ラベルがパッケージに表示されていることを確認してください。公式のケーブル名のロゴがラベルに印刷されていることに注意してください。この名称は、ケーブルの外装にも表示されている必要があります。ケーブルがテストおよび認証されており、HDMI 2.1b 仕様に準拠しているかどうかを確認するには、Apple App Store、Google Play Store、その他の Android アプリケーション ストアで入手できる HDMI ケーブル認証アプリケーションを使用して、ラベルの QR コードをスキャンします。

標準のHDMI 2.1bバージョンのデータケーブルには、ケーブル内部に5対のツイストワイヤがあり、外側の色の順序は黄色、オレンジ、白、赤で、合計6本のワイヤに2組の接続があり、合計21本のワイヤがあります。現在、HDMIケーブルの品質は大きく異なり、大きな違いがあります。その乱雑さは想像をはるかに超えています。一部のメーカーは、EMI基準を満たし、帯域幅が18Gの30AWGワイヤで3メートルの完成品を製造できますが、一部のメーカーの抽出ワイヤの帯域幅はわずか13.5G、他のメーカーの帯域幅はわずか10.2G、さらには帯域幅が5Gしかありません。幸いなことに、HDMI協会は詳細な仕様を公開しており、それらを比較することでケーブルの品質を判断できます。現在のケーブル構造の定義：5Pパッケージのアルミ箔ワイヤはデータ伝送に使用され、1グループのDDC信号は通信プロトコルに使用されます。 7本の銅線の機能は、電源用1本、CEC機能用1本、オーディオリターン（ARC）用2本、通信プロトコル用のDDC信号群（フォーム入り芯線2本とアルミ箔シールド入りアース線1本）です。ケーブルの材質や機能の組み合わせの違いにより、ケーブル材質の構造と性能設計には大きなコスト差が生じ、価格帯も広くなります。もちろん、ケーブルの性能も大きく異なります。以下は、いくつかの認定ケーブル製品の構造分解図です。

HDMI標準バージョン

最外層の銅線は編み込まれており、1対の銅線はマイラー素材とアルミ箔層で作られています。

内部は上から下まで金属製のシールドカバーでしっかりと覆われています。上部の金属カバーを外すと、黄色の耐熱粘着テープが内部を覆っています。コネクタを剥がすと、内部の各配線がデータケーブルで接続されていることがわかります。これは「フルピン」とも呼ばれています。特に、ゴールドフィンガーインターフェースの上部には金メッキが施されており、純正品との価格差はこうした細部に表れています。

現在、市場には、スリム HDMI や OD 3.0mm HDMI ケーブルなど、コンパクトなスペースや隠れた配線に適した、さまざまな使用シナリオに対応するさまざまな HDMI 2.1b ケーブルのバリエーションがあります。
狭い場所にある機器の接続に便利な直角HDMI（90度エルボ）と90 L/T HDMIケーブル。
カメラやタブレットなどのポータブルデバイスに適したMINI HDMIケーブル（Cタイプ）とMICRO HDMIケーブル（Dタイプ）。
8K HDMI、48Gbps Spring HDMI などの高性能ケーブルにより、超高帯域幅伝送の安定性が保証されます。
フレキシブル HDMI およびスプリング HDMI 素材は、曲げに対する耐性と耐久性に優れています。
金属製ケースシェルを備えたスリム 8K HDMI、MINI、MICRO モデルは、インターフェースのシールドと耐久性をさらに強化し、干渉の大きい環境や産業用アプリケーションに特に適しています。
消費者が購入する際に、超高速 HDMI 認証ラベルを認識することに加えて、独自のデバイス インターフェイス タイプ (ミニ HDMI から HDMI が必要か、マイクロ HDMI から HDMI が必要かなど) と使用シナリオ (直角またはスリム デザインが必要かなど) を組み合わせて、最適な HDMI 2.1b ケーブルを選択し、最高のパフォーマンスと互換性を確保する必要があります。