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DisplayPort Alt Mode(DP Alt Mode — USB-C 物理 層 で DisplayPort を流す VESA 規格)

DisplayPort Alt Mode(DP Alt Mode)は VESA が策定した、USB Type-C コネクタ の高速 差動 ペア(4 レーン)を DisplayPort 信号 へ切り替えて 映像 を伝送する仕様 です。初版 は 2014-09-22 公開 で DisplayPort 1.2a/1.3 を USB-C で運ぶ規格 として登場し、2020-04-29 公開 の DisplayPort Alt Mode 2.0 で DisplayPort 2.0 の UHBR レート(128b/132b コーディング)と USB4 トンネリング に対応 — 4 レーン 全用 で最大 80 Gbps(実 ペイロード 77.37 Gbps)、2 レーン 共有 で 40 Gbps + USB SuperSpeed 同時伝送 が可能 です。USB-C 1 本 で映像 + データ + 給電(USB-PD)を統合する『シングル ケーブル』運用の物理 層 を担います。本記事は VESA 公式 プレスリリース のみを出典とし、本サイト編集部による個別 機種 別 の DP Alt Mode 認証 動作 検証 は含みません。

GLOSSARY

用語の概要

別表記 DP Alt ModeDisplayPort Alt ModeDisplayPort Alternate ModeDisplayPort Alt Mode 2.0DP Alt Mode over USB-C

関連用語
13
出典
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最終更新
DEFINITION

解説

DisplayPort Alt Mode(DP Alt Mode、正式 名称 DisplayPort Alternate Mode)は、VESA(Video Electronics Standards Association)が策定した、USB Type-C コネクタ の 4 本 の高速 差動 ペア(SuperSpeed レーン)を DisplayPort 信号 に切り替えて 映像 を伝送する ための物理 層 規格 です。

本サイトの製品ページ/比較記事 で頻出する 「USB-C × 1(DP Alt Mode + 65W PD + データ)」 という表記の DP Alt Mode がこの規格 に該当 します。USB-PD(給電)DP Alt Mode(映像) を併用 することで、USB-C ケーブル 1 本 で 映像 + データ + 給電 を統合 できる『シングル ケーブル 運用』が成立 します。

本記事は VESA 公式 の DP Alt Mode 関連 プレスリリース 3 本 のみを出典とし、本サイト編集部による個別 機種別 の DP Alt Mode 認証 動作 検証 は実施していません — DP Alt Mode の動作 は ホスト(GPU・USB-C コントローラ)/モニター/ケーブル/ハブ/KVM/変換 アダプタ の組み合わせで成立 する レイヤ のため、機種ごとの保証 動作 範囲 は メーカー 公式 情報 を参照してください。

DisplayPort Alt Mode の役割 — USB-C で DisplayPort を流すための物理 層

USB Type-C コネクタ は表裏 対称 で 24 ピン の接続 を持ち、内部 に 4 本 の高速 差動 ペア(TX/RX × 2 ペア × 2 方向 = 計 4 レーン) を備えます。通常 これは USB 3.x / USB4 の SuperSpeed データ 伝送 に使用 されますが、Alt Mode(代替 モード) の枠組みで他の物理 層 プロトコルへ用途 を切り替えることができ、その代表例 が DisplayPort Alt Mode です。

VESA 公式 アナウンス(2014-09-22 公開)では、USB Type-C コネクタ で DisplayPort を運ぶ枠組み として DP Alt Mode が定義 され、当初 から DisplayPort 1.2a の HBR2(5.4 Gbps/レーン × 4 = 21.6 Gbps)4K(4096×2160)60Hz の出力 が可能 と明示 されています。DisplayPort 1.3 の HBR3 拡張(8.1 Gbps/レーン)まで含めると、4 レーン 全用 で 5K(5120×2880)60Hz クラス の出力 にも対応 します。

レーン 構成 — 4 レーン DP 専用 と 2 レーン DP + USB SuperSpeed 共有

DP Alt Mode は USB-C の 4 本 の高速 差動 ペア を どう振り分けるか で 2 系統 の構成 を持ちます(VESA 2014-09 公式 アナウンス で明示):

構成高速 レーン 割当想定 用途
4 レーン 全用 DP モードDP × 4 レーン(USB SuperSpeed なし)高解像度 / 高 リフレッシュレート 出力 を最大化(5K 60Hz・8K 60Hz 級)
2 レーン DP + 2 レーン USB SuperSpeedDP × 2 レーン + USB 3.x × 2 レーン(双方向 各 10 Gbps)映像 と USB ハブ・ストレージ を同時 利用(ドック・モニター 内蔵 USB ハブ)

2 レーン 共有 モード でも USB 2.0(D+ / D−)は別系統 の専用 ピン を使うため、マウス・キーボード・Webカメラ 等 の USB 2.0 デバイス は常時 利用 可能 です(VESA 公式 アナウンス)。

VESA の USB Type-C コネクタ 物理 層 では、上記 の振り分け を Pin Assignment(ピン 割当)と呼び、DP 4 レーン 専用 = Pin Assignment CDP 2 レーン + USB 3.x 2 レーン = Pin Assignment D が現行 主流 の構成 として定義 されています。

DisplayPort Alt Mode 2.0(2020-04-29 公開)— DisplayPort 2.0 の USB-C 展開

VESA は 2020-04-29DisplayPort Alt Mode 2.0 を公開 し、DisplayPort 2.0(2019-06 公開)の UHBR レート 群 と 128b/132b チャネル コーディング(USB4 と共有)を USB-C へ展開 しました(VESA 公式 プレスリリース):

構成レーン 配分最大 帯域想定 用途
DP Alt Mode 2.0 — 4 レーン 全用DP × 4 レーン最大 80 Gbps(最大 ペイロード 77.37 Gbps = 19.34 Gbps/レーン × 4)8K(7680×4320)60Hz HDR 無圧縮 級、または 16K(15360×8640)60Hz DSC 併用
DP Alt Mode 2.0 — 2 レーン DP + USB SuperSpeedDP × 2 レーン + USB SS × 2 レーンDP 側 最大 40 Gbps + USB SuperSpeed 同時 伝送高解像度 + 高速 USB ストレージ 同時 利用

DP Alt Mode 2.0 は USB4 トンネリング 経由 でも DisplayPort 信号 を運べる設計 で、これにより 同じ USB-C コネクタ 上 で「USB4 / Thunderbolt 4・5 / DP Alt Mode」が共存 する形 になっています(→ Thunderbolt 5 vs Thunderbolt 4 も DP Alt Mode を内包)。

VESA は 2020-04 リリース 時 に 「最初 の DP Alt Mode 2.0 対応 製品 は 2021 年 に市場 投入 を見込む」 と公式 に明言 しており、現行 の DisplayPort 2.1 UHBR モード(→ DisplayPort 2.1 UHBR モード)対応 ホスト・モニター は この DP Alt Mode 2.0 の物理 層 を USB-C 経由 で再利用 する形 になっています。

DP Alt Mode と USB-PD の関係 — 同じ USB-C で『映像 + 給電』を両立

DP Alt Mode は VESA が策定 する物理 層 規格USB-PD(USB Power Delivery)は USB-IF が策定 する給電 規格 で、両者 は 同じ USB Type-C コネクタ の異なる ピン 群 を使用 します:

  • DP Alt Mode:4 本 の高速 差動 ペア(SuperSpeed レーン)+ AUX 信号 用 の SBU(Sideband Use)ピン
  • USB-PDCC1 / CC2(Configuration Channel)ピン 経由 で電圧/電流 のネゴシエーション + VBUS で給電
  • USB 2.0:D+ / D− 専用 ピン(DP Alt Mode の振り分け に影響 されない)

CC ピン 経由 で DP Alt Mode への切替 ネゴシエーションUSB-PD の電力 ネゴシエーション が同時 並行 で進む設計 のため、「USB-C ケーブル 1 本 で 4K HDR 映像 + 65W 給電 + USB 3.x データ」 という シングル ケーブル 構成 が成立 します(→ USB-C PD と DP Alt Mode の併用 も参照)。

DP Alt Mode CTS — VESA 認証 試験 仕様(2016-12 / 2017-01)

VESA は 2016-12-13DisplayPort Alt Mode Compliance Test Specification(CTS) の公開 を発表 し、2017-01 から正式 リリース しました(VESA 公式 プレスリリース)。CTS は VESA Authorized Test Centers(ATC) での認証 または 自己 認証 + VESA データベース 登録 の 2 経路 で取得 でき、対象 範囲 は次 の通り:

  • DisplayPort 映像 音声 全機能(DP Alt Mode の中核)
  • USB SuperSpeed データ 伝送(2 レーン 共有 モード)
  • 最大 100W の USB-PD 給電
  • MST(Multi-Stream Transport — マルチ ストリーム デイジー チェーン → MST DisplayPort デイジー チェーン
  • HDMI / VGA / DVI 変換 アダプタ サポート
  • VESA Adaptive-Sync(VRR → Adaptive-Sync

CTS の存在 により、USB-C コネクタ 上 で DP Alt Mode を名乗る製品 は VESA の認証 試験 範囲 内 で互換性 が担保 され、本サイトでも メーカー 公式 仕様 に「DP Alt Mode 対応」と明記 された製品 のみを 該当 機種 として扱います。

DP Alt Mode と他の VESA / USB-IF 標準 の連携

DP Alt Mode が前提 とする 周辺 標準:

購入時の判断軸(本サイトの扱い)

DP Alt Mode 周りで購入 判断 に影響 するポイント:

  1. メーカー 公式 仕様 に「DP Alt Mode 対応」「USB-C(映像 入力)」が明記 されているか — USB-C コネクタ が物理 的 に存在 しても DP Alt Mode 非対応 の機種 は ある(USB データ + 充電 専用 の USB-C ポート 等)
  2. USB-PD 給電 W 数(→ USB-C PD)— シングル ケーブル 運用 の主目的 が「ノート PC への給電」なら 65W 以上 が一般的 な目安
  3. DP Alt Mode 1.x(DP 1.4 ベース)か DP Alt Mode 2.0(DP 2.0 ベース)か — 4K 240Hz HDR 級 を USB-C 経由 で出すには 後者 + DSC 併用 が必要
  4. 2 レーン 共有 モード(USB SS 同時)の有無 — ドック 兼用 モニター(KVM・USB ハブ 内蔵)では 2 レーン 共有 構成 の対応 範囲 が重要
  5. ケーブル 仕様 — USB-C ケーブル 自体 が DP Alt Mode の高速 レーン に対応 していない場合(USB 2.0 充電 専用 ケーブル 等)映像 伝送 は成立 しない

本サイトでの DP Alt Mode の扱い方

  • 個別 製品ページ / ランキング / 比較記事 では、メーカー 公式 仕様 に明記 された「DP Alt Mode 対応 USB-C」「映像 入力 USB-C」 のみ 該当 機種 として記載 します
  • DP Alt Mode のバージョン(1.x / 2.0) はメーカー 公式 が明示 しない場合 が多いため、本サイトでは 接続 可能 な最大 解像度・リフレッシュレート・HDR メタデータ から逆算 した記述 は行いません(不明 は不明 と扱う)
  • 同梱 USB-C ケーブル の規格(USB 2.0 充電 専用 / USB 3.x SS / Thunderbolt 認証)が DP Alt Mode の伝送 帯域 を律速 することがあるため、ケーブル 仕様 はメーカー 公式 記載 のみ参照 します
  • 本サイト編集部 による DP Alt Mode 認証 動作 検証(CTS 試験 機材 による pixel 級 確認)は実施していません
  • 「世界最速 USB-C」「最高 性能 シングル ケーブル」等 の最上級 表現 は使用 しません(景品 表示 法 優良 誤認 回避)

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