Trong nhiều năm, Người dùng Linux có card đồ họa AMD Radeon Họ đã có một trải nghiệm khá cay đắng: phần cứng và TV đã sẵn sàng tận dụng HDMI 2.1, nhưng hệ thống lại bị hạn chế bởi HDMI 2.0. Bất cứ ai kết nối máy tính Linux của mình với TV 4K hiện đại qua HDMI đều nhận thấy rằng, trên thực tế, băng thông khả dụng không đủ để xử lý mọi thứ mà thông số kỹ thuật của card đồ họa hứa hẹn.
Tình hình đó đang bắt đầu thay đổi một cách rõ rệt. AMD đã gửi một Bộ bản vá đầu tiên cho trình điều khiển AMDGPU mã nguồn mở. Phiên bản này giới thiệu hỗ trợ cho HDMI FRL (Fixed Rate Link), chế độ truyền dẫn giúp hiện thực hóa bước nhảy vọt về băng thông của HDMI 2.1. Mặc dù chưa phải là gói hoàn chỉnh, nhưng đây là bước ngoặt mà cộng đồng đã chờ đợi trong nhiều năm, với tác động trực tiếp đến thiết bị gia dụng.
Từ việc Diễn đàn HDMI ngăn chặn cho đến việc tiêu chuẩn này được mở trong Linux.
Vấn đề cốt lõi không phải là vấn đề kỹ thuật, mà liên quan đến việc cấp phép. Diễn đàn HDMI đã phủ quyết điều này trong nhiều năm. Một triển khai hoàn toàn mở của HDMI 2.1 trong các trình điều khiển mã nguồn mở. Để một tính năng được đưa vào nhân Linux, mã nguồn phải được công khai, và điều này mâu thuẫn trực tiếp với các yêu cầu bảo mật của tổ chức quản lý tiêu chuẩn HDMI.
AMD đã cố gắng tìm cách khắc phục vấn đề này từ lâu: phát hành một phiên bản cho phép HDMI 2.1 hoạt động mà không tiết lộ các chi tiết mà Diễn đàn HDMI coi là nhạy cảm. Trên thực tế, vào tháng 2 năm 2024, diễn đàn đã đạt được thỏa thuận. Chính thức bác bỏ đề xuất từ AMD. Việc phát hành trình điều khiển hỗ trợ đầy đủ HDMI 2.1 trên Linux đã khiến các card đồ họa Radeon trên hệ thống này chỉ có thể hoạt động ở băng thông HDMI 2.0.
Cuộc phong tỏa đó đã đặt ra những giới hạn rất cụ thể: 4K ở tốc độ 120Hz, 8K ở tốc độ 60Hz, HDR đầy đủ Việc thiết lập màu sắc không bị cắt xén chỉ khả thi khi sử dụng DisplayPort hoặc bằng cách cài đặt Windows trực tiếp. Ở nhiều gia đình, nơi việc kết nối máy tính phòng khách với TV qua HDMI là điều bình thường, hậu quả rất rõ ràng: bạn phải hy sinh một phần chất lượng hình ảnh hoặc tốc độ làm mới cao ngay cả khi TV và card đồ họa hoàn toàn tương thích với HDMI 2.1.
Tình hình bắt đầu thay đổi với sự xuất hiện của các bản vá lỗi mới do các kỹ sư của AMD gửi đến trình điều khiển AMDGPU. Tính năng mới nổi bật là sự tích hợp HDMI FRL. Trong trình điều khiển nhân, một bước mà Diễn đàn HDMI đã có thể tiến hành kiểm tra tuân thủ mà dường như không vi phạm các yêu cầu bảo mật của mình. Đây là động thái chính thức đầu tiên mở ra cánh cửa cho HDMI 2.1 gốc trên Linux mà không cần dựa vào các giải pháp độc quyền.
HDMI FRL mang lại những gì và tại sao nó lại là thành phần quan trọng nhất của HDMI 2.1?
Điểm mấu chốt của bước tiến này là FRL, viết tắt của... Liên kết tốc độ cố định, chế độ liên kết mới HDMI 2.1 được giới thiệu để thay thế chuẩn TMDS cũ kế thừa từ HDMI 2.0. Cho đến nay, các kết nối HDMI với GPU AMD trên Linux buộc phải sử dụng chuẩn cũ đó, với băng thông không đủ đáp ứng nhu cầu hiện tại của chơi game và video cao cấp.
Với FRL, HDMI 2.1 có khả năng Tăng băng thông lên 48 Gbps Nếu sử dụng cáp Ultra High Speed được chứng nhận. Con số này cho phép, trên thực tế, truyền tín hiệu 4K ở tần số 120 Hz trong khi vẫn duy trì HDR, giảm thiểu hiện tượng lấy mẫu màu phụ và mở đường cho độ phân giải và tần số quét cao hơn nữa trên các màn hình chuyên dụng.
Các bản vá do AMD phát hành bổ sung chế độ FRL này vào trình điều khiển AMDGPU được tích hợp trong nhân hệ điều hành. Theo tài liệu được cung cấp, Việc triển khai đã vượt qua một tập hợp con tiêu biểu của các bài kiểm tra. Theo chính Diễn đàn HDMI, mặc dù quá trình xác nhận đầy đủ vẫn đang chờ xử lý để được coi là đã được chứng nhận hoàn toàn.
Tuy nhiên, điều quan trọng là phải làm rõ giai đoạn đầu tiên này bao gồm những gì và không bao gồm những gì. Trong lô hàng ban đầu này Các tính năng như nén luồng hiển thị (DSC) và tốc độ làm mới biến đổi (VRR) hiện chưa được bao gồm.DSC rất cần thiết để kết hợp độ phân giải rất cao với tốc độ làm mới cao mà không làm quá tải đường truyền, và VRR là chìa khóa để đồng bộ hóa tốc độ làm mới của màn hình với khung hình của GPU, giảm hiện tượng xé hình và giật hình. Cả hai tính năng này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và dự kiến sẽ được cập nhật trong các bản vá lỗi tiếp theo.
Tuy nhiên, việc chuyển sang FRL đã có tác động thiết thực. Điều đang được mở khóa hiện nay chính là khả năng truyền tải dữ liệu tốc độ cao. Thông qua HDMI 2.1, đây chính là điểm nghẽn cản trở những người muốn tận dụng tối đa TV 4K 120Hz hoặc màn hình có tần số quét cao trên Linux. Mặc dù một số phần của tiêu chuẩn vẫn còn thiếu, nhưng nền tảng để sử dụng tốt hơn các màn hình này đã có sẵn trong hệ sinh thái mã nguồn mở của AMD.
Valve, SteamOS và áp lực đưa HDMI 2.1 đến phòng khách
Bên cạnh những nỗ lực của AMD, một số nguồn tin cho biết rằng Van đã đóng một vai trò quyết định Trong sự chuyển đổi này, công ty đứng sau Steam, Steam Deck và SteamOS từ lâu đã thúc đẩy hệ sinh thái Linux cạnh tranh trực tiếp với Windows và các máy chơi game console khi nói đến việc kết nối với TV phòng khách.
Theo nhiều nguồn tin khác nhau, Valve đã... âm thầm gây áp lực lên Diễn đàn HDMI và AMD. Để giải quyết tình trạng này, đối với thiết bị phòng khách, HDMI 2.1 phù hợp hơn DisplayPort, và việc không thể hỗ trợ chuẩn này đã khiến SteamOS gặp bất lợi so với các máy tính mini chạy Windows hoặc các máy chơi game thế hệ mới.
Công ty cũng đã thể hiện sự quan tâm đến... một cách triển khai càng mở càng tốt của tiêu chuẩn HDMIĐiều này là do hệ sinh thái của nó dựa trên phần cứng AMD và hệ điều hành dựa trên Linux. Đồng thời, các nhà phát triển cộng đồng đã phát hành các bản triển khai thử nghiệm chứng minh rằng việc cung cấp hỗ trợ HDMI 2.1 nâng cao là khả thi mà không vi phạm các nguyên tắc phần mềm tự do.
Tất cả những điều này đã dẫn đến loạt bản vá lỗi hiện tại. Nếu AMD успеет ngừng hỗ trợ đầy đủ—bao gồm cả DSC và VRR—, các thiết bị như Steam Machine hoặc Steam Deck 2 trong tương lai được kết nối với TV Họ có thể tận dụng lợi thế của HDMI 2.1 mà không cần thay đổi phần cứng, chỉ đơn giản thông qua việc cải tiến phần mềm, trình điều khiển và kiểm tra xác thực. Yếu tố hạn chế khi đó sẽ là tốc độ mà nhân hệ điều hành tích hợp và ổn định các tính năng này.
Những hạn chế về mặt lịch sử của card đồ họa Radeon trên Linux thông qua HDMI.
Trước khi những thay đổi này có hiệu lực, trải nghiệm của nhiều người dùng rất rõ ràng: Dù card đồ họa Radeon mạnh đến đâu hay TV hiện đại thế nào cũng không quan trọng.Nếu bạn sử dụng HDMI trên Linux, việc đạt được độ phân giải 4K ở tần số quét 120Hz hoặc thậm chí là 8K gần như là điều không thể. Lựa chọn duy nhất là chấp nhận tần số quét thấp hơn hoặc sử dụng DisplayPort bất cứ khi nào màn hình hỗ trợ.
Đối với những người sử dụng Linux làm hệ điều hành chính, đây là một nhược điểm so với Windows. Kết nối GPU AMD với TV cao cấp trên Windows và việc tối đa hóa khả năng của nó thì đơn giản hơn nhiều; ngược lại, trên Linux, người dùng lại gặp phải rào cản về giấy phép và thiếu hỗ trợ chính thức cho HDMI 2.1 trong các trình điều khiển mã nguồn mở.
Với việc hỗ trợ FRL sắp có trên AMDGPU, Khoảng cách với Windows đang thu hẹp rõ rệt.Việc sử dụng DisplayPort để tận dụng tối đa màn hình sẽ không còn là điều bắt buộc, cũng như không cần phải chấp nhận trải nghiệm hạn chế khi sử dụng HDMI trên Linux, miễn là nhân hệ điều hành và bản phân phối tích hợp các phiên bản trình điều khiển phù hợp.
Tác động đến game thủ Linux
Trong sử dụng hàng ngày, những người đầu tiên nhận thấy sự thay đổi sẽ là những người dùng kết hợp nhiều cách sử dụng khác nhau. Card đồ họa AMD Radeon, hệ điều hành Linux và màn hình hiện đại được kết nối qua HDMI.Cho đến nay, để tận hưởng độ phân giải 4K với tốc độ làm mới cao và chất lượng hình ảnh tốt, hầu như bắt buộc phải sử dụng Windows hoặc màn hình có hỗ trợ đầy đủ DisplayPort.
Trong môi trường gia đình, nơi máy tính để bàn hoặc máy tính mini thường được đặt cạnh tivi, Tận dụng tối đa HDMI 2.1 là yếu tố then chốt để chơi game trong phòng khách.Với FRL chạy trên trình điều khiển mã nguồn mở, các cấu hình này sẽ có thể hướng đến độ phân giải 4K ở tần số quét 120 Hz với HDR chủ động và ít phải hy sinh về màu sắc, với điều kiện cả TV và cáp đều tuân thủ tiêu chuẩn Ultra High Speed.
Từ góc độ ứng dụng Linux trong game, động thái này rất quan trọng. Một trong những lý do phổ biến nhất là bị loại bỏ Tiếp tục sử dụng Windows trên các máy tính được thiết kế cho đa phương tiện và chơi game trong phòng khách. Nếu cùng một máy tính cung cấp trải nghiệm hình ảnh tương tự trên SteamOS hoặc các bản phân phối phổ biến (Ubuntu, Fedora, Manjaro, Arch, v.v.), thì sự lựa chọn hệ thống không còn bị hạn chế bởi nút thắt đầu ra video nữa.
Các nhà sản xuất và lắp ráp máy tính cá nhân cũng được hưởng lợi. Với sự tiến bộ này, họ sẽ có thể Thông báo về khả năng tương thích thực sự với HDMI 2.1 trên hệ điều hành Linux. Trên các hệ thống sử dụng GPU của AMD, việc sử dụng Windows là điều cần thiết để tận dụng tối đa hiệu năng của nó. Điều này có thể khuyến khích việc cung cấp nhiều cấu hình cài đặt sẵn hơn với các bản phân phối GNU/Linux hướng đến game thủ.
Tình trạng hỗ trợ hiện tại và các bước tiếp theo trong nhân hệ điều hành.
Mặc dù mang giọng điệu lạc quan, AMD vẫn khẳng định rằng họ vẫn... Đây không phải là một bộ HDMI 2.1 hoàn chỉnh. Trong trình điều khiển AMDGPU. Những gì đã được đưa vào nhân hệ điều hành là một tập hợp các bản vá đầu tiên cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao thông qua FRL và đã vượt qua phần lớn các bài kiểm tra tuân thủ của Diễn đàn HDMI.
Sự tích hợp của Nén luồng hiển thị (DSC)Điều này rất cần thiết để kết hợp độ phân giải cực cao với tốc độ rất cao mà không làm bão hòa đường truyền, cũng như hỗ trợ ổn định cho... Tốc độ làm mới biến (VRR)Điều này giúp đồng bộ hóa màn hình với khung hình GPU để làm mượt mà trải nghiệm trong các trò chơi đòi hỏi cấu hình cao.
Quy trình thông thường trong phát triển nhân hệ điều hành bao gồm việc các bản vá này trải qua một số giai đoạn: Đánh giá bởi các nhà cung cấp dịch vụ bảo trì, thử nghiệm cộng đồng Và cuối cùng là tích hợp vào một phiên bản kernel ổn định. Quá trình này có thể mất từ vài tuần đến vài tháng, tùy thuộc vào phản hồi nhận được và bất kỳ vấn đề nào phát sinh với cấu hình phần cứng cụ thể.
Đối với người dùng cuối, sự thay đổi sẽ được thực hiện thông qua bản cập nhật hệ thống. Các bản phân phối như Ubuntu, Fedora hoặc Arch LinuxCũng giống như SteamOS, các bản vá này sẽ được tích hợp dần vào nhân hệ điều hành của chúng. Trong hầu hết các trường hợp, người dùng chỉ cần cập nhật hệ thống thường xuyên; không cần thiết phải biên dịch trình điều khiển thủ công trừ khi bạn muốn sử dụng phiên bản cũ hơn phiên bản chính thức.
Dự kiến các tính năng tiên tiến hơn của HDMI 2.1 sẽ sớm ra mắt trong thời gian tới. các nhân gần đây hoặc các nhánh ít bảo thủ hơn Không giống như các phiên bản LTS, thường ưu tiên tính ổn định. Tuy nhiên, việc mã nguồn hiện tại đang được thử nghiệm chính thức cho thấy phần phức tạp nhất của công việc kỹ thuật đang đi đúng hướng.
Với động thái này, việc hỗ trợ HDMI 2.1 trên Linux không còn là lời hứa xa vời mà đã trở thành hiện thực trong giai đoạn triển khai. Việc tích hợp FRL vào trình điều khiển AMDGPU mã nguồn mở cuối cùng đã phá vỡ giới hạn băng thông của HDMI 2.0. Điều này mở ra một chương mới, trong đó người dùng Radeon sẽ có thể tận dụng tốt hơn khả năng của TV và màn hình hiện đại, trong khi chờ đợi các tính năng như DSC và VRR hoàn thiện bức tranh tổng thể.
