เป็นเวลาหลายปีแล้วที่ผู้ที่ใช้ การ์ดกราฟิก AMD Radeon บน Linux พวกเขาพบกับอุปสรรคที่สร้างความไม่สะดวก: ระบบปฏิบัติการไม่สามารถใช้งานมาตรฐาน HDMI 2.1 ได้อย่างเต็มที่ผ่านไดรเวอร์โอเพนซอร์ส แม้ว่าฮาร์ดแวร์และโทรทัศน์จะพร้อมใช้งานแล้วก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้นั้นชัดเจน โดยเฉพาะในห้องนั่งเล่น: คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่เชื่อมต่อกับจอแสดงผล 4K รุ่นใหม่ แต่ถูกจำกัดด้วย HDMI 2.0 ที่ล้าสมัย
สถานการณ์นั้นเริ่มเปลี่ยนแปลงไปในที่สุด AMD ได้ส่ง... ชุดแพทช์อย่างเป็นทางการชุดแรกสำหรับไดรเวอร์ AMDGPU ของเคอร์เนล Linux มาตรฐานนี้รองรับ HDMI FRL (Fixed Rate Link) ซึ่งเป็นโหมดการส่งสัญญาณใหม่ที่ช่วยเพิ่มแบนด์วิดท์ให้กับ HDMI 2.1 ทำให้รองรับความละเอียดและอัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้นได้ แม้ว่าจะยังไม่ใช่มาตรฐานที่สมบูรณ์แบบ แต่ก็เป็นก้าวสำคัญที่ชุมชนรอคอยมานานหลายปีแล้ว
จากปัญหาการปิดกั้นในฟอรัม HDMI สู่ก้าวต่อไปของ AMD
สาเหตุของปัญหาคอขวดนี้ไม่ได้เกิดจากความบกพร่องทางเทคนิคของ AMD แต่เกิดจาก... ข้อจำกัดด้านลิขสิทธิ์ของ HDMI ForumHDMI ซึ่งเป็นองค์กรเอกชนที่ควบคุมมาตรฐาน HDMI และข้อกำหนดการใช้งาน ปฏิเสธที่จะอนุญาตให้มีการเผยแพร่การใช้งาน HDMI 2.1 แบบโอเพนซอร์สอย่างสมบูรณ์สำหรับ Linux มานานหลายปี โดยอ้างว่าการเปิดเผยรายละเอียดบางอย่างจะละเมิดสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาของตน
ในเดือนกุมภาพันธ์ 2024 ฟอรัม HDMI ก็ได้บรรลุเป้าหมายดังกล่าวด้วย ปฏิเสธข้อเสนอของ AMD อย่างเป็นทางการ เพื่อปล่อยไดรเวอร์โอเพนซอร์สที่รองรับ HDMI 2.1 อย่างเต็มรูปแบบ ส่งผลให้ผู้ที่ใช้ GPU ของ AMD กับ Linux ต้องติดอยู่กับแบนด์วิดท์ของ HDMI 2.0 แม้ว่าการ์ดกราฟิกนั้นจะสามารถทำงานร่วมกับ HDMI 2.1 บนระบบอื่นๆ เช่น Windows ได้อย่างสมบูรณ์ก็ตาม
ผลกระทบนั้นชัดเจนมาก: 4K ที่ 120 Hz, 8K ที่ 60 Hz, HDR เต็มรูปแบบ การตั้งค่าสีแบบเต็มประสิทธิภาพทำได้เฉพาะผ่าน DisplayPort หรือติดตั้ง Windows โดยตรงเท่านั้น ในห้องนั่งเล่นหลายแห่งในสเปนและยุโรป ซึ่งมักเชื่อมต่อพีซีกับทีวีผ่าน HDMI การทำเช่นนี้หมายถึงการเสียสละประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องบางส่วน
แพทช์ชุดใหม่ที่ส่งมาจากวิศวกรของ AMD ได้เปลี่ยนแปลงสถานการณ์นั้นไปแล้ว ด้วยการผสานรวม FRL เข้ากับ AMDGPU ภายในเคอร์เนล ลินุกซ์เริ่มก้าวข้ามขีดจำกัดของ HDMI 2.0 แล้ว โดยไม่ละเมิดกฎของ HDMI Forum และค้นหาสูตรที่เคารพทรัพย์สินทางปัญญา ในขณะเดียวกันก็รักษาลักษณะเปิดกว้างของตัวควบคุมไว้ได้
FRL คืออะไร และเหตุใดจึงเป็นส่วนประกอบสำคัญของ HDMI 2.1
หัวใจสำคัญของการอัปเดตครั้งนี้คือ ลิงค์อัตราคงที่ HDMI (FRL)โหมดการส่งข้อมูลใหม่ที่เปิดตัวพร้อมกับ HDMI 2.1 มาแทนที่ลิงก์ TMDS ที่สืบทอดมาจาก HDMI 2.0 ก่อนหน้านี้ การส่งสัญญาณ HDMI ออกไปยัง Linux ด้วยการ์ดจอ AMD นั้นจำกัดอยู่แค่ TMDS ซึ่งมีแบนด์วิดท์ไม่เพียงพอต่อความต้องการในปัจจุบัน
ด้วยเทคโนโลยี FRL ทำให้ HDMI 2.1 สามารถเพิ่มแบนด์วิดท์ได้สูงสุดถึง ความเร็ว 48 Gbps เมื่อใช้สายเคเบิลความเร็วสูงพิเศษตัวเลขดังกล่าวทำให้สามารถส่งสัญญาณ 4K ที่ 120 Hz รักษาการทำงานของ HDR โดยไม่ลดทอนสีอย่างรุนแรง และแม้กระทั่งมุ่งเป้าไปที่ความละเอียดสูงกว่า เช่น 5K ที่ 240 Hz ในสถานการณ์เฉพาะบางอย่างได้
แพทช์ของ AMD ได้รวมโหมด FRL นี้เข้ากับไดรเวอร์ AMDGPU ของเคอร์เนล Linux โดยตรง ตามเอกสารที่จัดทำโดยวิศวกร เช่น Harry Wentland และผู้มีส่วนร่วมในการพัฒนาไดรเวอร์รายอื่นๆ ระบบดังกล่าวได้ผ่านการทดสอบความสอดคล้องของ HDMI Forum ในส่วนที่สำคัญไปแล้วและขณะนี้กำลังดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องอย่างเต็มรูปแบบเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างตรงตามข้อกำหนดอย่างเป็นทางการ
อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงให้ชัดเจนว่าอะไรบ้างที่รวมอยู่และอะไรบ้างที่ไม่รวมอยู่ในขั้นตอนแรกนี้ ในช่วงเริ่มต้นนี้ คุณสมบัติบางอย่าง เช่น การบีบอัดสตรีมการแสดงผล (DSC) และอัตราการรีเฟรชแบบแปรผัน (VRR) ยังไม่ได้เปิดใช้งานทั้งสองอย่างยังอยู่ในระหว่างการทดสอบและจะปรากฏในแพทช์ที่จะปล่อยออกมาในภายหลัง ดังนั้นชุดฟังก์ชัน HDMI 2.1 จึงยังไม่สมบูรณ์
ในทางปฏิบัติ สิ่งที่ได้รับไปแล้วคือ การส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่าน HDMI 2.1กล่าวคือ เป็นรากฐานที่จำเป็นในการเริ่มต้นใช้งานจอภาพและโทรทัศน์สมัยใหม่ที่มีความละเอียดสูงและอัตราการรีเฟรชสูงกว่าที่ HDMI 2.0 อนุญาตใน Linux แม้กระทั่งก่อนที่ฟีเจอร์เพิ่มเติมทั้งหมดของมาตรฐานจะพร้อมใช้งาน
Valve, SteamOS และแรงกดดันเงียบๆ เพื่อปลดล็อก HDMI 2.1
ในขณะที่ AMD กำลังพยายามรวบรวมข้อมูลต่างๆ ร่วมกับ HDMI Forum นั้น ก็มีผู้เล่นอีกรายหนึ่งที่กำลังมีบทบาทสำคัญอยู่เบื้องหลัง: วาล์วบริษัทผู้พัฒนา Steam, SteamOS และอุปกรณ์ต่างๆ เช่น Steam Deck หรือ Steam Machine ที่กำลังจะวางจำหน่าย มีความสนใจอย่างชัดเจนที่จะให้ HDMI 2.1 ทำงานได้อย่างราบรื่นบน Linux โดยเฉพาะในห้องนั่งเล่น
จากแหล่งข่าวทางเทคนิคต่างๆ รายงานว่า Valve ได้คงไว้ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าวมาโดยตลอด การเจรจาอย่างลับๆ กับ HDMI Forum และการกดดัน AMD เพื่อหาวิธีแก้ปัญหาที่จะช่วยให้สามารถใช้งาน HDMI 2.1 บน Linux ได้โดยไม่ละเมิดลิขสิทธิ์ สำหรับระบบที่เน้นการใช้งานในห้องนั่งเล่น HDMI 2.1 ใช้ทรัพยากรมากกว่า DisplayPort และการที่ไม่สามารถใช้งานได้อย่างเหมาะสมทำให้ SteamOS เสียเปรียบเมื่อเทียบกับมินิพีซี Windows หรือเครื่องเล่นเกมคอนโซลแบบตั้งโต๊ะ
นอกจากนี้ ยังมีการทำงานคู่ขนานของชุมชน นักพัฒนาอิสระบางรายถึงกับเผยแพร่ผลงานออกมาด้วย การทดลองใช้งาน HDMI 2.1 บนระบบ Linux ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ในทางเทคนิคแล้ว การให้การสนับสนุนนั้นเป็นไปได้โดยไม่ละเมิดหลักการของซอฟต์แวร์เสรี แนวทางนี้จะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานให้ AMD และ Valve ปรับใช้โค้ดเวอร์ชันที่เคารพความลับของ HDMI Forum และยังคงทำงานได้ในเคอร์เนล
ผลจากแรงกดดันที่เงียบงันทั้งหมดนี้ก็คือ อุปกรณ์ต่างๆ เช่น SteamOS, Steam Machine หรืออนาคต ดาดฟ้าอบไอน้ำ เชื่อมต่อกับโทรทัศน์ พวกเขาจะสามารถใช้ประโยชน์จาก HDMI 2.1 ได้เป็นหลักผ่านทางซอฟต์แวร์ โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ใดๆ ข้อจำกัดที่แท้จริงจะไม่ใช่ GPU อีกต่อไป แต่จะเป็นความเร็วที่เคอร์เนลและระบบปฏิบัติการ Linux จะผสานรวมและทำให้การปรับปรุงเหล่านี้มีความเสถียรมากขึ้น
อะไรเปลี่ยนแปลงไปบ้างสำหรับเกมเมอร์ที่ใช้ Linux ในสเปนและยุโรป
ในชีวิตประจำวัน ผู้ที่จะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงมากที่สุดก็คือผู้ใช้งาน การ์ดกราฟิก AMD Radeon ในพีซีระบบ Linux ที่เชื่อมต่อกับทีวีและจอภาพรุ่นใหม่ผ่านสาย HDMIจนถึงปัจจุบัน การที่จะใช้งานหน้าจอ 4K ที่มีอัตราการรีเฟรชสูงได้อย่างเต็มประสิทธิภาพนั้น แทบจะจำเป็นต้องใช้ DisplayPort หรือไม่ก็ต้องยอมติดตั้ง Windows ไปเลย
ในหลายบ้านในสเปนและยุโรป เป็นเรื่องปกติที่จะมีพีซีสำหรับเล่นเกมอยู่ในห้องนั่งเล่น โดยเชื่อมต่อโดยตรงกับคอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ 4K พร้อมพอร์ต HDMI 2.1ในการตั้งค่าเหล่านั้น ปัญหาคอขวดอยู่ที่ระบบปฏิบัติการ: ฮาร์ดแวร์มีความสามารถมากกว่านั้นมาก แต่ไดรเวอร์แบบโอเพนซอร์สติดอยู่กับข้อจำกัดของ HDMI 2.0
ด้วยการมาถึงของ FRL ในไดรเวอร์ AMDGPU ข้อจำกัดนั้นเริ่มจะถูกทำลายลงแล้ว โดยมีเงื่อนไขว่าทีวีและสายเคเบิลต้องเป็นไปตามมาตรฐานสมัยใหม่ จะเป็นไปได้ที่จะได้ภาพความละเอียด 4K ที่มีอัตราการรีเฟรชสูงขึ้น เทคโนโลยี HDR แบบแอคทีฟ และคุณภาพของภาพที่ลดทอนลงน้อยลงต่อไปนี้จะไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการต่างๆ เช่น การลดข้อมูลสีหรือลดความถี่เพื่อป้องกันไม่ให้ลิงก์เกิดการอิ่มตัวอีกต่อไป
จากมุมมองของการนำ Linux มาใช้เป็นแพลตฟอร์มสำหรับการเล่นเกม การพัฒนาถือว่ามีนัยสำคัญ: หนึ่งในนั้นคือ เหตุผลที่เกิดขึ้นซ้ำๆ สำหรับการใช้หน้าต่างในการตกแต่งห้องนั่งเล่นหากฮาร์ดแวร์เดียวกันนั้นมอบประสบการณ์ด้านภาพที่เทียบเท่ากับ SteamOS หรือระบบปฏิบัติการยอดนิยมอย่าง Ubuntu, Fedora, Manjaro หรือ Arch การเลือกใช้ก็จะขึ้นอยู่กับแคตตาล็อกเกมและความชอบของผู้ใช้มากกว่าข้อจำกัดทางเทคนิค
ภูมิทัศน์สำหรับผู้ประกอบระบบและร้านจำหน่ายคอมพิวเตอร์ในยุโรปกำลังเปลี่ยนแปลงไปเช่นกัน พวกเขาจะสามารถ เพื่อประกาศให้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่าอุปกรณ์เล่นเกมใดบ้างที่รองรับ HDMI 2.1 บนระบบ Linux โดยไม่ต้องคอยชี้แจงซ้ำๆ ว่า "หากต้องการใช้ประโยชน์สูงสุด คุณต้องใช้ Windows" ซึ่งทำให้การออกแบบการตั้งค่าเฉพาะสำหรับ GNU/Linux ทำได้ง่ายขึ้น ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นสิ่งที่ยังตามหลังฮาร์ดแวร์อยู่
สถานะปัจจุบันของการสนับสนุนและขั้นตอนต่อไปในเคอร์เนล
แม้จะมีท่าทีมองโลกในแง่ดี แต่ AMD ยืนยันว่า ณ วันนี้ เรายังไม่เห็นการใช้งาน HDMI 2.1 อย่างเต็มรูปแบบใน AMDGPUสิ่งที่ถูกส่งไปยังเคอร์เนลคือชุดแพตช์เบื้องต้นที่ครอบคลุมการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงโดยใช้ FRL และผ่านการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดส่วนใหญ่ที่กำหนดโดย HDMI Forum แล้ว
ในบรรดาชิ้นงานที่ยังรอการดำเนินการอยู่ ได้แก่ การบีบอัดสตรีมการแสดงผล (DSC) —กุญแจสำคัญในการผสานความละเอียดสูงมากเข้ากับอัตราการรีเฟรชสูงเช่นกันโดยไม่ทำให้การเชื่อมต่อทำงานหนักเกินไป— และ อัตราการรีเฟรชตัวแปร (VRR)ซึ่งจะซิงโครไนซ์อัตราการรีเฟรชของแผงหน้าจอกับเฟรมที่สร้างโดย GPU เพื่อลดอาการกระตุกและภาพฉีกขาด
โดยทั่วไป กระบวนการพัฒนาเคอร์เนลของลินุกซ์ประกอบด้วยหลายขั้นตอน ได้แก่ การตรวจสอบโค้ด การทดสอบโดยชุมชน การรวมเข้ากับสาขาการพัฒนา และสุดท้ายคือการรวมเข้าในเวอร์ชันเคอร์เนลที่เสถียร กระบวนการนี้อาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่สัปดาห์ไปจนถึงหลายเดือน ขึ้นอยู่กับข้อเสนอแนะจากผู้ดูแลระบบและว่ามีปัญหาเกิดขึ้นกับค่าการกำหนดค่าเฉพาะหรือไม่
สำหรับผู้ใช้งานทั่วไป การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นผ่านทาง การอัปเดตเคอร์เนลและการแจกจ่ายในสภาพแวดล้อมอย่าง SteamOS หรือระบบปฏิบัติการยอดนิยมในตลาดยุโรป การที่ระบบรองรับถูกรวมเข้าไว้อย่างโปร่งใสโดยที่ผู้ใช้ไม่ต้องคอมไพล์อะไรเอง นอกจากการอัปเดตระบบให้ทันสมัยนั้น ถือเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล
ระยะหนึ่ง สถานการณ์ที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นพร้อมกัน: บางระบบปฏิบัติการจะรวมแพทช์อย่างรวดเร็ว ในขณะที่บางระบบปฏิบัติการจะรอเวอร์ชัน LTS ที่พัฒนาแล้วมากกว่า เป็นไปได้ว่าคุณสมบัติขั้นสูงของ HDMI 2.1 จะปรากฏในเคอร์เนลเวอร์ชันล่าสุดเร็วกว่าในเวอร์ชันสนับสนุนระยะยาว แต่ข้อเท็จจริงที่ว่าการใช้งานในปัจจุบันนั้น... ขณะนี้อยู่ระหว่างการทดสอบการปฏิบัติตามกฎระเบียบอย่างเป็นทางการแล้ว นั่นแสดงว่างานหนักส่วนใหญ่เสร็จสิ้นแล้ว
ความเคลื่อนไหวทั้งหมดนี้ทำให้ลินุกซ์อยู่ในสถานะที่แตกต่างไปจากเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไดรเวอร์ AMDGPU แบบโอเพนซอร์สรองรับ HDMI 2.1 มันไม่ใช่แค่คำสัญญาที่อยู่ไกลออกไปอีกต่อไป แต่กลายเป็นความจริงในกระบวนการบูรณาการ แม้ว่าส่วนประกอบอย่าง DSC และ VRR ยังขาดอยู่เพื่อทำให้แพ็กเกจสมบูรณ์ แต่การก้าวไปสู่โหมด FRL และแบนด์วิดท์ใหม่นี้ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญสำหรับผู้ที่ต้องการใช้ประโยชน์สูงสุดจากกราฟิกการ์ด Radeon บนโทรทัศน์และจอภาพรุ่นใหม่ ทั้งในสเปนและส่วนอื่นๆ ของยุโรป
