เป็นเวลาหลายปีแล้วที่ผู้ใช้ Linux ที่พึ่งพาการ์ดกราฟิก Radeon ต้องเผชิญกับปัญหาเดียวกัน นั่นคือ การขาดแคลน การรองรับ HDMI 2.1 อย่างแท้จริงในไดรเวอร์โอเพนซอร์สฮาร์ดแวร์พร้อมแล้ว ทั้งทีวีและจอภาพ แต่ระบบปฏิบัติการกลับใช้งานไม่ได้เนื่องจากปัญหาทางด้านระบบราชการมากกว่าปัญหาทางเทคนิค
สถานการณ์นั้นเริ่มเปลี่ยนแปลงไปในทางที่เห็นได้ชัดแล้ว AMD ได้ส่ง... ชุดแพทช์อย่างเป็นทางการชุดแรกสำหรับ ไดรเวอร์ AMDGPU ของเคอร์เนล Linux มาตรฐานนี้เพิ่มการรองรับ HDMI FRL (Fixed Rate Link) ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ช่วยให้ HDMI 2.1 เพิ่มแบนด์วิดท์ให้สูงกว่าข้อจำกัดของ HDMI 2.0 รุ่นเก่า แม้ว่าจะยังไม่ใช่การใช้งานมาตรฐานอย่างสมบูรณ์ แต่ก็เป็นก้าวสำคัญที่ชุมชนรอคอยมานานแล้ว
จากเหตุการณ์ปิดกั้น HDMI Forum สู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญครั้งแรกใน Linux
จำเป็นต้องค้นหาต้นตอของปัญหานี้จากที่... HDMI Forum คือองค์กรเอกชนที่ควบคุมมาตรฐาน HDMI และใบอนุญาตต่างๆเป็นเวลาหลายปีที่กฎของพวกเขาขัดขวางไม่ให้ AMD เผยแพร่การใช้งาน HDMI 2.1 แบบเปิดอย่างสมบูรณ์สำหรับ Linux โดยอ้างว่าการเปิดเผยรายละเอียดทางเทคนิคบางอย่างขัดแย้งกับข้อกำหนดการใช้งานของพวกเขา
ในเดือนกุมภาพันธ์ 2024 ฟอรัม HDMI เองก็บรรลุเป้าหมาย ปฏิเสธข้อเสนอของ AMD อย่างเป็นทางการในการปล่อยไดรเวอร์โอเพนซอร์สสำหรับ HDMI 2.1ด้วยเหตุนี้ การ์ดจอ AMD ใดๆ ที่ใช้งาน Linux จึงถูกจำกัดด้วยแบนด์วิดท์ของ HDMI 2.0 แม้ว่าฮาร์ดแวร์ของการ์ดจอจะรองรับคุณสมบัติของ 2.1 มาตั้งแต่แรกก็ตาม
ซึ่งส่งผลให้เกิดข้อจำกัดที่เฉพาะเจาะจงมาก: ความละเอียด 4K ที่ 120 Hz, 8K ที่ 60 Hz, HDR เต็มรูปแบบ หรือการตั้งค่าสีแบบไม่ครอป วิธีแก้ปัญหาเหล่านี้ใช้ได้เฉพาะกับการใช้ DisplayPort หรือการติดตั้ง Windows เท่านั้น ในห้องนั่งเล่นหลายๆ ห้อง โดยเฉพาะในสเปนและยุโรป ซึ่งมักเชื่อมต่อพีซีเข้ากับโทรทัศน์โดยตรง การทำเช่นนี้หมายถึงการเสียสละประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องบางส่วน
ชุดแพทช์ใหม่ที่วิศวกรของ AMD ส่งไปยังเคอร์เนลเริ่มที่จะทำลายอุปสรรคนั้นแล้ว การเปลี่ยนแปลงจะไม่เกิดขึ้นในชั่วข้ามคืนหรือสมบูรณ์แบบ แต่ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญ นี่คือความเคลื่อนไหวอย่างเป็นทางการครั้งแรกในการใช้งาน HDMI 2.1 ในไดรเวอร์ AMDGPU แบบโอเพนซอร์สผสานรวมเข้ากับเคอร์เนลของลินุกซ์โดยตรง
FRL มีส่วนช่วยอะไรบ้าง และเหตุใดจึงมีความสำคัญมากสำหรับ HDMI 2.1
องค์ประกอบหลักของการอัปเดตนี้คือ ลิงค์อัตราคงที่ HDMI (FRL)โหมดการส่งข้อมูลแบบใหม่ที่เปิดตัวพร้อมกับ HDMI 2.1 ก่อนหน้านี้ การเชื่อมต่อ HDMI บน Linux กับ GPU ของ AMD ถูกจำกัดอยู่ที่ลิงก์ TMDS แบบเดิมจาก HDMI 2.0 ซึ่งมีแบนด์วิดท์สูงสุดที่ต่ำกว่ามาก
ด้วย FRL ทำให้ HDMI 2.1 สามารถ เพิ่มแบนด์วิดท์ได้สูงสุดถึง 48 Gbps เมื่อใช้สายเคเบิลความเร็วสูงพิเศษ (Ultra High Speed )ตัวเลขดังกล่าวเป็นสิ่งที่ทำให้ในทางปฏิบัติสามารถส่งสัญญาณ 4K ที่ 120 Hz รักษา HDR ให้ทำงานอยู่ หลีกเลี่ยงการตัดทอนข้อมูลสีอย่างรุนแรง และโดยทั่วไปแล้ว เปิดโอกาสให้กับการกำหนดค่าภาพที่ทะเยอทะยานมากขึ้นซึ่งออกแบบมาสำหรับเกมที่ต้องการประสิทธิภาพสูง
แพทช์ของ AMD ได้รวมโหมด FRL นั้นเข้ากับไดรเวอร์เคอร์เนล AMDGPU อย่างแม่นยำ ตามเอกสารทางเทคนิคที่ให้มา ระบบดังกล่าวได้ผ่านการทดสอบความสอดคล้องของ HDMI Forum ในส่วนที่สำคัญไปแล้วอย่างไรก็ตาม ยังจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างครบถ้วนเพื่อให้ได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการ
อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงให้ชัดเจนว่าขั้นตอนแรกนี้ประกอบด้วยอะไรบ้าง และไม่ประกอบด้วยอะไรบ้าง การจัดส่งในปัจจุบัน ยังไม่รองรับฟีเจอร์ต่างๆ เช่น Display Stream Compression (DSC) หรือ Variable Refresh Rate (VRR)ทั้งสองฟีเจอร์นี้—ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานความละเอียดสูงให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและลดปัญหาต่างๆ เช่น ภาพฉีกขาด—ยังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบและจะถูกเพิ่มเข้ามาในภายหลัง ผ่านการอัปเดตแพทช์ครั้งต่อไป
ในทางปฏิบัติ สิ่งที่ถูกนำเสนออยู่แล้วคือ การส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่าน HDMI 2.1กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เป็นรากฐานที่จำเป็นในการเริ่มต้นใช้ประโยชน์จากหน้าจอสมัยใหม่ที่มีความละเอียดสูงและอัตราการรีเฟรชสูงกว่าที่ HDMI 2.0 อนุญาตบน Linux แม้กระทั่งก่อนที่จะเปิดใช้งานคุณสมบัติเสริมอื่นๆ ของมาตรฐานนี้
แรงกดดันที่มองไม่เห็น: บทบาทของ Valve และ SteamOS
นอกเหนือจากผลงานของวิศวกรของ AMD แล้ว แหล่งข่าวหลายแห่งระบุว่ายังมีกลุ่มบุคคลที่สนใจและผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้อยู่ด้วย: บริษัท Valve ซึ่งเป็นบริษัทที่อยู่เบื้องหลัง SteamOSดาดฟ้าไอน้ำ และเครื่องจักรไอน้ำในอนาคตเป้าหมายหลักของพวกเขาชัดเจน คือ การทำให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่ใช้ระบบ Linux จะไม่ล้าหลังเครื่องเล่นเกมและพีซีที่ใช้ระบบ Windows เมื่อเชื่อมต่อกับทีวีในห้องนั่งเล่น
เครื่องจักรไอน้ำ ถูกออกแบบมาอย่างแม่นยำเพื่อจุดประสงค์ดังต่อไปนี้ คอมพิวเตอร์ในห้องนั่งเล่นสำหรับเชื่อมต่อกับโทรทัศน์ 4K ผ่านสาย HDMIข้อมูลจำเพาะอย่างเป็นทางการระบุว่ารองรับ HDMI 2.0 ทั้งๆ ที่ฮาร์ดแวร์นั้นเตรียมพร้อมสำหรับ HDMI 2.1 มาตั้งแต่แรกแล้ว เพื่อโฆษณาว่าสามารถแสดงผล 4K ที่ 120 Hz ผ่าน HDMI ได้ พวกเขาจึงต้องประนีประนอมในเรื่องคุณภาพสี เช่น การลดความละเอียดของสี (4:2:2 หรือ 4:2:0) ซึ่งส่งผลให้คุณภาพสีลดลงไปบ้าง
จากข้อมูลที่รั่วไหลออกมา ระบุว่า วาล์วได้ถูก... เจรจาอย่างรอบคอบกับ HDMI Forum และกดดัน AMD เพื่อแก้ไขสถานการณ์นี้ สำหรับอุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับห้องนั่งเล่น HDMI 2.1 นั้นยุ่งยากกว่า DisplayPort และการที่ไม่สามารถรองรับได้อย่างเหมาะสมทำให้ SteamOS เสียเปรียบเมื่อเทียบกับมินิพีซีที่ใช้ Windows หรือเครื่องเล่นเกมคอนโซลอย่างเช่นของ Microsoft และ Sony
ชุมชนก็มีส่วนร่วมในการพลิกผันของเรื่องราวนี้ด้วยเช่นกัน นักพัฒนาอิสระยังแสดงให้เห็นอีกด้วย การทดลองใช้งาน HDMI 2.1 บนระบบ Linux ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นว่าการสนับสนุนนั้นเป็นไปได้โดยไม่ขัดกับหลักการของซอฟต์แวร์เสรี ทั้งหมดนี้จะเป็นพื้นฐานให้ AMD หาแนวทางที่ยอมรับได้สำหรับ HDMI Forum ซึ่งเคารพต่อระบบนิเวศเคอร์เนลแบบเปิดด้วยเช่นกัน
เมื่อแพทช์เหล่านี้ทยอยออกมา เครื่องจักรไอน้ำและอุปกรณ์ในอนาคต เช่น อุปกรณ์สมมุติฐานอื่นๆ ก็จะสามารถใช้งานได้ Steam Deck 2 เชื่อมต่อกับทีวี พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จาก HDMI 2.1 ได้อย่างเต็มที่ผ่านทางซอฟต์แวร์ โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ ข้อจำกัดจะไม่ใช่การ์ดกราฟิกอีกต่อไป แต่จะเป็นความเร็วที่เคอร์เนลของลินุกซ์จะผสานรวมและทำให้การปรับปรุงเหล่านี้เสถียรขึ้น
ผลกระทบต่อผู้เล่นเกม Linux ในสเปนและยุโรป
ในการดำเนินงานประจำวัน ผู้ที่จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงเป็นกลุ่มแรกคือผู้ใช้งาน การ์ดกราฟิก AMD Radeon ในระบบ Linux ที่เชื่อมต่อกับทีวีหรือจอภาพรุ่นใหม่ ผ่านทาง HDMI จนถึงตอนนี้ เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากหน้าจอ 4K ที่อัตราการรีเฟรชสูง จำเป็นต้องใช้ DisplayPort หรือติดตั้ง Windows ซึ่งเป็นสิ่งที่หลายคนหลีกเลี่ยงในเครื่องเล่นเกมเฉพาะของตนที่ใช้ GNU/Linux
ในสภาพแวดล้อมบ้านเรือนของชาวยุโรป ซึ่งเป็นเรื่องปกติที่จะตั้งพีซีไว้ในห้องนั่งเล่นและเชื่อมต่อกับ... โทรทัศน์ 4K พร้อมพอร์ต HDMI 2.1ข้อจำกัดเหล่านี้หมายความว่าฮาร์ดแวร์ต้องมีศักยภาพมากกว่านี้ แต่ถูกจำกัดด้วยมาตรฐาน 2.0 ในระดับระบบปฏิบัติการ การก้าวกระโดดไปสู่ FRL ในลินุกซ์ช่วยลดช่องว่างนั้นลงอย่างมาก โดยมีเงื่อนไขว่าทั้งโทรทัศน์และสายเคเบิลต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่ทันสมัย
สำหรับผู้ที่ใช้คอมพิวเตอร์เป็นศูนย์กลางมัลติมีเดียและเกม นั่นหมายความว่าพวกเขาสามารถตั้งเป้าหมายที่จะ... ความละเอียด 4K พร้อมอัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้น รองรับ HDR และคุณภาพของภาพที่ลดทอนลงน้อยลงไม่จำเป็นต้องใช้วิธีแก้ปัญหาแบบบางส่วน เช่น การลดข้อมูลสีหรือลดอัตราการรีเฟรชเพื่อหลีกเลี่ยงการอิ่มตัวของสัญญาณ HDMI อีกต่อไป
จากมุมมองของการนำ Linux มาใช้ในการเล่นเกม การพัฒนาถือว่ามีนัยสำคัญ: หนึ่งในเหตุผลที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้คนยังคงใช้ Windows ต่อไปนั้นได้ถูกกำจัดไปแล้ว ในการตั้งค่าห้องนั่งเล่น หากฮาร์ดแวร์เดียวกันให้ประสบการณ์ด้านภาพที่คล้ายคลึงกันกับ SteamOS หรือระบบปฏิบัติการยอดนิยมในสเปน (Ubuntu, Fedora, Manjaro และอื่นๆ) การตัดสินใจจะขึ้นอยู่กับแคตตาล็อกเกมและความชอบของผู้ใช้มากกว่าข้อจำกัดทางเทคนิค
นอกจากนี้ ผู้ผลิตและผู้ประกอบพีซีในยุโรปจะสามารถ เพื่อประกาศความเข้ากันได้ของ HDMI 2.1 กับระบบ Linux ให้ชัดเจนยิ่งขึ้นที่ผ่านมาเรื่องนี้สร้างความสับสนเนื่องจากฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานร่วมกันได้หลากหลายและไดรเวอร์ที่มีจำกัด ซึ่งอาจส่งผลให้การกำหนดค่าต่างๆ เหมาะสมกับระบบที่ใช้ GNU/Linux มากกว่า โดยไม่จำเป็นต้องใช้ Windows เพื่อใช้งานเครื่องได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
สถานะปัจจุบันของแพทช์และขั้นตอนต่อไป
แม้จะมีท่าทีมองโลกในแง่ดี แต่ AMD ยืนยันว่าเรายังไม่ได้เผชิญกับสถานการณ์ที่ร้ายแรง รองรับ HDMI 2.1 อย่างสมบูรณ์ในไดรเวอร์ AMDGPUสิ่งที่ถูกส่งไปยังเคอร์เนลคือชุดแพตช์ชุดแรกที่ครอบคลุมการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงโดยใช้ FRL และผ่านการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดส่วนใหญ่ที่กำหนดโดย HDMI Forum แล้ว
รวมถึงการสนับสนุนที่มั่นคงสำหรับ การบีบอัดสตรีมการแสดงผล (DSC)จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการผสานรวมความละเอียดสูงมากเข้ากับอัตราการรีเฟรชที่สูงโดยไม่ทำให้ลิงก์ทำงานหนักเกินไป และ อัตราการรีเฟรชตัวแปร (VRR)ซึ่งช่วยซิงโครไนซ์อัตราการรีเฟรชของแผงหน้าจอให้ตรงกับเฟรมที่สร้างโดย GPU ลดปัญหาภาพกระตุกและฉีกขาด
กระบวนการปกติใน การพัฒนาเคอร์เนลลินุกซ์ หมายความว่าแผ่นปะเหล่านี้จะต้องผ่านกระบวนการ วงจรการตรวจสอบ การทดสอบโดยชุมชน และการบูรณาการ ก่อนที่จะได้เวอร์ชันเคอร์เนลที่เสถียรและทุกคนสามารถเข้าถึงได้ กระบวนการนี้อาจใช้เวลาตั้งแต่หลายสัปดาห์ไปจนถึงหลายเดือน ขึ้นอยู่กับข้อเสนอแนะจากผู้ดูแลระบบและว่ามีปัญหาเกิดขึ้นกับการกำหนดค่าเฉพาะหรือไม่
สำหรับผู้ใช้งานขั้นสุดท้าย การนำไปใช้งานจริงจะเกิดขึ้นผ่านทาง... การอัปเดตเคอร์เนลและการแจกจ่ายในกรณีของ SteamOS หรือระบบปฏิบัติการ Linux ที่ได้รับความนิยมในตลาดยุโรป ควรมีการบูรณาการการสนับสนุนอย่างโปร่งใส โดยที่ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องคอมไพล์อะไรด้วยตนเอง นอกเหนือจากการอัปเดตระบบให้เป็นเวอร์ชันล่าสุด
จนกว่าการสนับสนุนจะได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์ คาดว่า ฟีเจอร์ขั้นสูงบางอย่างอาจใช้เวลานานกว่าจะพร้อมใช้งาน หรืออาจปรากฏครั้งแรกในเคอร์เนลเวอร์ชันใหม่กว่า แทนที่จะเป็นเวอร์ชัน LTS ที่ใช้โดยดิสทริบิวชันจำนวนมาก ถึงกระนั้น ข้อเท็จจริงที่ว่าการใช้งานในปัจจุบันผ่านการทดสอบความสอดคล้องอย่างเป็นทางการแล้ว แสดงให้เห็นว่างานทางเทคนิคที่ยากส่วนใหญ่ได้เสร็จสิ้นลงแล้ว
การพัฒนาแพทช์เหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดว่า Linux จะวางตำแหน่งตัวเองในฐานะแพลตฟอร์มเกมในร่มอย่างไรในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ตอนนี้ ปัญหาคอขวดของ HDMI 2.0 เริ่มหายไปในระบบนิเวศของ AMD แล้วการผสมผสานระหว่างฮาร์ดแวร์ที่เข้ากันได้ โทรทัศน์ 4K รุ่นใหม่ และเคอร์เนลที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น จะช่วยให้ผู้ใช้จำนวนมากได้สัมผัสประสบการณ์ที่ปัจจุบันแทบจะเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปใน Windows และเครื่องเล่นเกมคอนโซล
ด้วยความเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้ ลินุกซ์จึงพบว่าตัวเองอยู่ในสถานการณ์ที่แตกต่างไปจากเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาอย่างมาก นั่นคือ การสนับสนุนสำหรับ HDMI 2.1 ในไดรเวอร์ AMDGPU แบบโอเพนซอร์ส ไม่ใช่เพียงแค่คำสัญญาที่ไกลเกินเอื้อมอีกต่อไป เพื่อให้กลายเป็นความจริงในกระบวนการบูรณาการ แม้ว่าส่วนประกอบอย่าง DSC และ VRR ยังขาดอยู่เพื่อทำให้แพ็คเกจสมบูรณ์ แต่การก้าวไปสู่โหมด FRL และแบนด์วิดธ์ใหม่นี้ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญสำหรับผู้ที่ต้องการใช้ประโยชน์สูงสุดจากกราฟิกการ์ด Radeon บนทีวีและจอภาพรุ่นใหม่ ทั้งในสเปนและส่วนอื่นๆ ของยุโรป
