Trong nhiều năm qua, người dùng Linux đã gặp phải một rào cản khá vô lý: Phần cứng GPU của AMD đã sẵn sàng cho HDMI 2.1, nhưng hệ thống vẫn chỉ hỗ trợ HDMI 2.0. Do các lý do về bản quyền và thủ tục hành chính. Hạn chế này đặc biệt dễ nhận thấy khi kết nối PC hoặc các thiết bị như Steam Machine với TV 4K hiện đại, nơi tiêu chuẩn trước đây thiếu băng thông và các tùy chọn.
Tình hình đó đang dần thay đổi. AMD đã gửi một loạt bản vá cho nhân Linux dành cho trình điều khiển AMDGPU, bổ sung hỗ trợ cho HDMI FRL (Fixed Rate Link).Thành phần quan trọng cho phép tốc độ truyền tải cao hơn trong HDMI 2.1. Mặc dù chưa phải là toàn bộ tiêu chuẩn, nhưng đây là bước đột phá thực sự đầu tiên giúp Linux loại bỏ một số hạn chế về mặt kỹ thuật so với Windows.
Diễn đàn HDMI đã từng chặn việc tích hợp HDMI 2.1 trên Linux.
Để hiểu được tầm quan trọng của phong trào này, chúng ta phải nhìn lại quá khứ: Diễn đàn HDMI, cơ quan kiểm soát tiêu chuẩn và giấy phép của nó, đã bác bỏ yêu cầu của AMD vào năm 2024 về việc triển khai HDMI 2.1 trong trình điều khiển mã nguồn mở.Lý lẽ đưa ra là việc triển khai mã nguồn mở sẽ tiết lộ các chi tiết kỹ thuật độc quyền mà diễn đàn không muốn công bố, một lập trường khó dung hòa với thế giới phần mềm tự do.
Quyết định phủ quyết đó dẫn đến một hậu quả rất cụ thể: Hầu hết các máy tính có GPU AMD chạy hệ điều hành Linux đều chỉ hỗ trợ HDMI 2.0.Mặc dù chip đồ họa hỗ trợ đầy đủ các khả năng của HDMI 2.1, điều này có nghĩa là phải từ bỏ các cấu hình như 4K ở 120 Hz hoặc 8K ở 60 Hz thông qua HDMI mà không cần dùng đến các thủ thuật rút gọn hoặc nén mạnh, điều này đặc biệt gây khó chịu cho những người sử dụng tivi tầm trung và cao cấp ở châu Âu.
Sự hạn chế này cũng dễ nhận thấy ở các sản phẩm thương mại. Steam Machine của Valve, dựa trên SteamOS (Linux)Sản phẩm này đã được chính thức công bố là tương thích với HDMI 2.0. Mặc dù sở hữu phần cứng có khả năng vượt trội hơn, tài liệu hướng dẫn và thông số kỹ thuật vẫn giữ nguyên quan điểm bảo thủ, điều này khiến thiết bị gặp bất lợi so với các máy tính Windows hoặc máy chơi game đối thủ khi muốn tận dụng tối đa khả năng của TV HDMI 2.1 trong các phòng khách ở châu Âu.
Trong suốt thời gian này, cộng đồng các nhà phát triển Linux, cùng với các kỹ sư của AMD, đã cố gắng ghép các mảnh ghép lại với nhau trong khi vẫn tôn trọng mã nguồn mở và các yêu cầu bảo mật của Diễn đàn HDMI. Đã có những triển khai thử nghiệm và các bài kiểm tra nội bộ chứng minh rằng việc hỗ trợ này là khả thi về mặt kỹ thuật.Tuy nhiên, rào cản pháp lý và cấp phép vẫn là trở ngại chính.
AMD giới thiệu HDMI FRL trong AMDGPU: nền tảng thực sự của HDMI 2.1
Sự thay đổi này đến từ loạt bản vá mới mà AMD đã gửi cho nhân hệ điều hành. Điểm mấu chốt của những thay đổi này là việc bổ sung HDMI FRL (Fixed Rate Link) vào bộ điều khiển AMDGPU.Đây là trình điều khiển tham chiếu mã nguồn mở dành cho các card đồ họa Radeon hiện đại trên Linux. FRL là lớp vận chuyển thay thế liên kết TMDS được kế thừa từ HDMI 2.0 và chịu trách nhiệm cho phép tăng băng thông đáng kể của chuẩn 2.1.
Theo các kỹ sư đồ họa của AMD tham gia vào quá trình phát triển, Việc triển khai FRL đã vượt qua một tập hợp con tiêu biểu các bài kiểm tra tuân thủ của Diễn đàn HDMI.Quá trình xác thực toàn diện vẫn đang được tiến hành, nhưng công ty tự tin rằng sẽ không có bất ngờ nào vào phút cuối, vì cùng một mã nguồn đang được thử nghiệm tương tự trên các môi trường và nền tảng khác nhau.
Cần lưu ý rằng Đợt cập nhật đầu tiên này chưa bao gồm các tính năng như DSC (Display Stream Compression) hoặc VRR (Variable Refresh Rate).Đây là những yếu tố quan trọng của hệ sinh thái HDMI 2.1 để nén tín hiệu và đồng bộ hóa tốc độ làm mới với trò chơi. AMD cho biết các thành phần này hiện đang được thử nghiệm và sẽ được cung cấp trong các lô hàng sau, một cách phổ biến để triển khai các thay đổi quan trọng trong nhân hệ điều hành.
Tuy vậy, bước tiến này không hề nhỏ. Khi bật FRL, liên kết HDMI có thể mở rộng băng thông để hỗ trợ độ phân giải 4K ở tần số 120 Hz hoặc cao hơn với đầy đủ cài đặt màu sắc.Đây là điều mà cho đến nay trên Linux thường yêu cầu sử dụng DisplayPort, cài đặt Windows hoặc chấp nhận giảm chất lượng, chẳng hạn như lấy mẫu phụ màu 4:2:2 hoặc 4:2:0 để tránh làm bão hòa kênh.
Trong bối cảnh châu Âu, nơi mà tivi 4K với cổng HDMI 2.1 đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây, Bản cập nhật này mở ra cơ hội tận dụng tốt hơn các bảng điều khiển đó từ máy tính Linux hoặc máy tính để bàn dùng chip AMD.Cho đến nay, nhiều người dùng buộc phải từ bỏ sự kết hợp giữa độ phân giải cao, tốc độ làm mới cao và HDR nếu muốn tiếp tục sử dụng Linux mà không gặp rắc rối.
Áp lực thầm lặng từ Valve và vai trò của SteamOS
Những thay đổi kể từ năm 2024 chưa được ghi chép đầy đủ, nhưng các nguồn tin đều thống nhất về một điểm: Theo các nguồn tin, Valve đã gây áp lực ngầm lên cả AMD và diễn đàn HDMI. Để giải quyết tình huống này. SteamOS phụ thuộc rất nhiều vào GPU Radeon, và kế hoạch của nó dành cho phòng khách là cung cấp trải nghiệm giống như máy chơi game trên các TV đã được trang bị HDMI 2.1.
Valve đã và đang hoàn thiện kế hoạch của mình cho... Máy hơi nướcmột thiết bị được thiết kế đặc biệt để đặt bên dưới tivi. Việc công bố một thiết bị phòng khách mà về mặt chính thức vẫn chỉ hỗ trợ HDMI 2.0, với những hạn chế ở độ phân giải 4K và tần số quét 120 Hz, là một điểm yếu trong đề xuất của nó so với các máy chơi game hoặc máy tính mini chạy Windows khác.Công ty cần SteamOS, và rộng hơn là Linux, để không bị tụt hậu về khả năng xuất video.
Ở dạng song song, Bản thân Valve đã liên tục triển khai các tối ưu hóa trong SteamOS và bộ xử lý đồ họa Linux, chẳng hạn như điều chỉnh quản lý VRAM và các bản vá khác liên quan đến AMDGPU.Điều này một phần là để xem xét đến các thiết bị hiện tại và tương lai (Steam Deck, các phiên bản nâng cấp tiềm năng và hệ thống giải trí phòng khách). Việc trang bị cho hệ sinh thái một cổng HDMI 2.1 hoạt động tốt hoàn toàn phù hợp với chiến lược củng cố vị thế của Linux như một nền tảng chơi game khả thi trong phòng khách ở châu Âu.
Một số báo cáo từ các phương tiện truyền thông chuyên ngành cho thấy rằng Các cuộc đàm phán với Diễn đàn HDMI diễn ra trong thời gian dài, kín đáo và được hỗ trợ bởi công sức của cộng đồng.Điều này đã trình bày các triển khai thử nghiệm chứng minh rằng các thông số kỹ thuật có thể được đáp ứng mà không làm tổn hại đến các nguyên tắc phần mềm mã nguồn mở. Sự kết hợp giữa áp lực thương mại và bằng chứng kỹ thuật đã giúp làm dịu lập trường ban đầu của diễn đàn.
Kết quả thực tiễn là, Lần đầu tiên, nhân Linux bắt đầu tương thích với Windows về khả năng tương thích HDMI 2.1 trên phần cứng AMD.Mọi thứ vẫn chưa hoàn tất, nhưng rào cản chính, đó là tầng vận tải và quyền phủ quyết chính thức, đang bắt đầu được dỡ bỏ.
Tác động đến game thủ Linux và Steam Machine
Nhóm người đầu tiên nhận thấy sự thay đổi sẽ là nhóm người quen thuộc: Người dùng card đồ họa Radeon trên Linux kết nối với TV và màn hình hiện đại qua HDMI.Cho đến nay, ngay cả khi họ sở hữu card đồ họa đời mới và TV 4K với HDMI 2.1, họ vẫn bị giới hạn ở tốc độ HDMI 2.0, với cấu hình thận trọng hơn và trong một số trường hợp, bị nhấp nháy hoặc hạn chế chế độ khi buộc phải kết hợp một số thiết lập nhất định.
Với sự xuất hiện của FRL trong trình điều khiển AMDGPU, Những người dùng này sẽ có thể truy cập các độ phân giải và tốc độ làm mới từ Linux mà trước đây chỉ có thể thực hiện được thông qua DisplayPort hoặc bằng cách cài đặt Windows.Đối với những người đã tự lắp ráp một chiếc PC chơi game trong phòng khách, điều này loại bỏ một trong những lý do thường gặp để duy trì chế độ khởi động kép hoặc từ bỏ hình ảnh chú chim cánh cụt trên TV phòng ăn.
Trong trường hợp cụ thể của Máy hơi nước, tác động còn đi xa hơn một bước. Thiết bị của Valve sẽ có khả năng cập nhật thông số kỹ thuật để phản ánh khả năng tương thích HDMI 2.1 thực tế trên SteamOS.Điều này giúp nó có vị thế tốt hơn so với các đối thủ như máy chơi game thế hệ mới hoặc máy tính mini chạy Windows trong cùng tầm giá. Thông điệp tiếp thị rất đơn giản: cắm vào, bật lên và TV có thể khai thác tối đa khả năng của phần cứng.
Bên cạnh đó, Valve đã thông báo rằng các trò chơi đã được xác minh dành cho Sàn hơi Chúng cũng sẽ có sẵn cho Steam Machine.Với quy trình ít khắt khe hơn, tập trung vào "nó hoạt động trơn tru". Điều này có nghĩa là danh mục sẵn sàng hoạt động tốt trên Linux đã tồn tại, và giờ đây điểm nghẽn chuyển từ hệ điều hành sang chất lượng kết nối và chính chiếc tivi.
Đối với châu Âu và Tây Ban Nha, nơi việc sử dụng tivi 4K với chế độ chơi game 120Hz đang tăng tốc, Khả năng kết hợp Steam Machine hoặc PC với card đồ họa Radeon và Linux có HDMI 2.1 mà không cần bất kỳ giải pháp trung gian nào là điều đặc biệt hấp dẫn.Nhiều người dùng đã sở hữu máy chơi game và muốn dành riêng một cổng HDMI cho máy tính Linux sẽ thấy một trong những hạn chế được bàn luận nhiều nhất biến mất.
Còn thiếu gì nữa để nói về HDMI 2.1 đầy đủ trên Linux?
Mặc dù đã có những tiến bộ, điều quan trọng là không nên đánh giá quá cao tác động tức thời của các bản vá lỗi. Hiện tại, chúng ta đã tích hợp nền tảng vận chuyển FRL vào AMDGPU và đang trong quá trình kiểm định đầy đủ.Đúng vậy, nó là trụ cột cơ bản, nhưng nó vẫn chưa bao gồm đầy đủ các tính năng mà các nhà sản xuất thường gắn liền với HDMI 2.1 trong các chiến dịch tiếp thị của họ.
AMD đã khẳng định rõ điều đó. Các tính năng như nén luồng hiển thị (DSC) và tốc độ làm mới biến đổi (VRR) vẫn đang được thử nghiệm và sẽ có trong các lô hàng sau này.Nếu không có DSC, một số sự kết hợp cực đoan giữa độ phân giải, tốc độ làm mới và độ sâu màu vẫn có thể cần phải có sự thỏa hiệp. Nếu không có VRR, trải nghiệm chơi game trên các TV tương thích sẽ chưa được mượt mà như trên các nền tảng đã sử dụng tính năng này.
Trong thực tế, Điều này có nghĩa là tác động ban đầu sẽ dễ nhận thấy hơn trong các tình huống 4K 120Hz với cài đặt hình ảnh hợp lý.mà không cần phải đẩy giới hạn đến mức cần thiết phải nén dữ liệu. Người dùng đẩy tất cả các thông số đầu ra đến giới hạn sẽ tiếp tục phải chờ đợi các bản vá lỗi tiếp theo.
Thời gian tích hợp cũng cần được tính đến. Các thay đổi phải được thực hiện trong cây mã nguồn chính của nhân Linux rồi mới đến được các bản phân phối.Quá trình này có thể mất vài tuần hoặc vài tháng tùy thuộc vào lịch phát hành của từng dự án. Các bản phân phối máy tính để bàn và chơi game lớn ở châu Âu thường tích hợp các phiên bản kernel mới một cách nhanh chóng, nhưng không phải tất cả đều làm điều đó cùng một lúc.
Tuy vậy, thực tế là Việc triển khai đã vượt qua một số bài kiểm tra tuân thủ của Diễn đàn HDMI giúp giảm thiểu rủi ro gặp trở ngại vào phút cuối.Nhiều khả năng, chúng ta sẽ thấy hỗ trợ FRL xuất hiện trong các phiên bản kernel ổn định trong một khoảng thời gian hợp lý, tiếp theo là các bản cập nhật sẽ hoàn thiện tiêu chuẩn này.
Xét về trung hạn, Nếu AMD thành công trong việc hoàn thiện DSC, VRR và các tính năng tùy chọn khác, các GPU Radeon hiện đại trên Linux sẽ có thể cung cấp hỗ trợ HDMI 2.1 gốc gần như tương đương với Windows.Đối với những game thủ đã chọn phần mềm miễn phí, điều này có nghĩa là họ không cần phải lựa chọn giữa việc tận dụng tối đa khả năng của TV hay giữ lại hệ điều hành ưa thích của mình.
Tóm lại, tất cả sự vận động này đặt ra Linux, AMD và SteamOS đang ở vị thế cạnh tranh mạnh mẽ hơn nhiều trong lĩnh vực chơi game tại nhà.Vẫn còn một số mảnh ghép cần hoàn thiện, nhưng bức tường cao nhất, bức tường từng ngăn cản việc kích hoạt chế độ tốc độ cao của chuẩn, đang bắt đầu sụp đổ, và điều đó sẽ mang lại nhiều lựa chọn thực tế hơn cho những người kết nối PC hoặc Steam Machine của họ với TV phòng khách.