Lieu de travail et 4k @ 60Hz

Bonjour, chers lecteurs, sous la coupe, nous parlons de choisir un moyen de connecter un moniteur 4k à un ordinateur portable et des écueils de technologies complètement nouvelles. Une telle expérience utilisateur et de telles conclusions seront peut-être utiles à quelqu'un lors du choix et de l'achat de fer, en particulier compte tenu du fait que son coût augmente régulièrement par rapport au pouvoir d'achat moyen de la population.

Thèses générales

Mon cas d'utilisation: il n'y a pas d'exigences élevées pour le CPU et la RAM (pas un développeur), il n'y a pas d'exigences élevées pour un GPU (pas un joueur), une utilisation normale, parfois vous avez besoin d'un rendu vidéo, travailler avec du son, exécuter des machines virtuelles.

• Le poids de l'ordinateur portable est plus important que la taille de l'écran.
  • La consommation de contenu momentané ne dépend pas de la taille de l'écran. Avec une matrice moderne normale, il n'y aura pas de différence significative entre les ordinateurs portables avec un écran de 12 ou 15 pouces. Des problèmes surviennent avec l'ancienne conception non adaptative des sites et, en particulier, des applications de bureau. La même chose sur les smartphones.
  • Le travail et les jeux nécessitent un écran externe de haute qualité avec une grande matrice. Qui ne peut pas être placé dans la mallette pour ordinateur portable, il mesure 23-27 pouces et plus.
• Le poids d'un ordinateur portable est plus important que les performances.
  • Les cartes vidéo mobiles dans les réalités actuelles ne peuvent même pas comparer les performances avec celles de bureau. Pour le travail et les jeux, vous pouvez utiliser un ordinateur de bureau puissant ou une carte vidéo de bureau dans un boîtier externe ( eGPU ), pour les jeux, soit une console (console), soit des services de jeux en streaming (cloud).
  • Le reste des composants comme le processeur et la mémoire sont placés à peu près les mêmes dans les ultrabooks et les ordinateurs portables de jeu lourds. La différence dans la capacité de mise à niveau.

D'où la conclusion: si vous devez transporter un ordinateur portable avec vous, vous devez le prendre aussi frais que possible, léger (jusqu'à 1,5 kg, vous avez toujours besoin de charge et d'adaptateurs), productif (en termes de processeur et de mémoire, car il est peu probable qu'il soit mis à niveau), sans discret cartes vidéo.
Le plus étrange est que les ports (USB, HDMI, Ethernet, lecteur de carte ...), bien que les gens jurent beaucoup en leur absence (mais plutôt par habitude), sont de moins en moins utilisés dans la masse des utilisateurs, et le plus souvent dans un lieu de travail fixe. Par conséquent, il est particulièrement important d'avoir au moins un port USB-C qui prend en charge les dernières normes (au moment de la rédaction de cet article, USB 3.2 et Thunderbolt 3 ) et une station d'accueil adaptée à la fonctionnalité.

Au cours des 10 à 15 dernières années, la période normale de remplacement du fer était en moyenne de 2 ans, la stratégie dite de tick était celle des processeurs Intel, celle d'Apple avec un modèle d'iPhone ordinaire et S. Apparemment, les entreprises ont réalisé que les gens y étaient habitués et ont décidé de faire un gâchis, surtout au nom des produits.

Comment comprendre 4k @ 60Hz et ne pas vous casser le cerveau

Configuration

J'ai l'occasion de vérifier comment tout fonctionne sur un ordinateur portable Dell XPS 13 9360 Core i5-8250U, une station d'accueil Dell D6000 et un moniteur Dell P2715Q. Pour vérification, le moniteur a été connecté à la station d'accueil avec DisplayPort à mini DisplayPort, câbles HDMI à HDMI, directement à l'ordinateur portable avec un câble USB-C à DisplayPort, mais USB-C à HDMI, malheureusement, n'était pas disponible.

Qu'est-ce que l'USB-C?

USB Type-C ou USB-C est une spécification USB pour un connecteur 24 broches polyvalent, compact et double face pour les périphériques USB et les câbles USB.
L'utilisation d'un connecteur USB de type C ne signifie pas nécessairement que l'appareil implémente une norme USB 3.1 Gen1 / Gen2 à grande vitesse ou un protocole USB Power Delivery , car les Chinois ont réussi à produire des smartphones avec un connecteur USB-C soudé dans un port USB 2.0.

Remarque: un connecteur est une entité physique (fiche ou prise), un port est un concept plus général qui comprend à la fois un composant physique (connecteur) et électronique (câblage, communication avec les composants électroniques sur la carte) et logique (implémentation logicielle des protocoles). Souvent, les mots signifiant un connecteur, un port, une interface et d'autres sont utilisés de manière interchangeable, mais il y a une mise en garde.

Apple transfère également lentement mais sûrement ses produits à partir de ports propriétaires comme MagSafe (les Chinois, en passant, ont riveté un tas de câbles avec des variations sur les connecteurs magnétiques) et Lightning (ont montré que vous pouvez faire un connecteur équilibré et ne pas tourmenter les utilisateurs) vers USB-C universel .

Pourquoi est-ce si difficile?

Pour l'utilisateur, la douleur et la souffrance avec l'USB-C restent les mêmes qu'avec le reste de la famille USB - vous devez comprendre un tas de normes et de technologies existantes (et l'utilisateur lit les normes un peu plus souvent que jamais), pour comprendre ce qu'il veut obtenir à la sortie, choisissez l'équipement et les câbles qui prendront en charge ces normes.
De plus, les articles du formulaire «Les meilleurs hubs et stations d'accueil USB-C», ainsi que la description des marchandises dans les magasins en ligne, ne donnent pas beaucoup de clarté sur cette question. Il y a beaucoup de critiques en colère sur les câbles et les quais sur la même Amazon, comme les normes prises en charge et la compatibilité des périphériques ne sont pas évidentes. Les amateurs tentent de créer des tables de compatibilité (par exemple, une qui semble être officielle pour Dell ).

Il arrive que certains morceaux de fer aient déjà été achetés, de belles inscriptions sur les boîtes promettent des plaisirs surnaturels et des vitesses cosmiques, en soi, cela ne fonctionne pas très bien et le lavage de cerveau commence, mais comment pouvez-vous collecter des bonbons de cette ordure.
Vous pouvez également remarquer que le concept même de «résolution 4k» peut signifier différentes tailles d'image en pixels , dans ce cas, c'est Ultra HD 4K ou UHDTV1 .

Comment l'image est-elle transférée via USB-C?

Il existe deux façons principales - DisplayLink et mode alternatif (mode Alt).
Lorsque vous connectez un moniteur via une station d'accueil, vous utilisez le plus souvent DisplayLink, lorsque vous connectez un moniteur via un petit adaptateur ou un câble «droit», vous utilisez un mode alternatif.

Les principaux types d'intermédiaires entre un ordinateur portable et un moniteur, juste pour la visualisation.

Displaylink

La technologie et la société DisplayLink du même nom n'ont probablement pas rencontré la plupart des utilisateurs s'ils ne connectaient pas plus de deux moniteurs à un ordinateur. En tout cas, mon nom pour des années d'interaction avec la technologie informatique n'a pas été mis dans ma tête. Néanmoins, l'entreprise existe depuis longtemps, développe du matériel (puces, ce sont des CI, ce sont aussi des puces graphiques USB pour circuits intégrés) et des logiciels.
Pour l'utilisateur, dans la plupart des cas, cela ressemble à ceci : des pilotes spéciaux sont installés sur son PC et une carte vidéo virtuelle apparaît dans le système d'exploitation, une station d'accueil avec une puce DisplayLink est connectée au port USB (2.0 et supérieur). Sur un PC, l'image est compressée par programme et transférée vers la station d'accueil, où elle est restaurée à l'aide de la puce DisplayLink et transférée vers un moniteur, un téléviseur, un projecteur ou un autre périphérique d'affichage.
Avantages technologiques: connexion jusqu'à 6 moniteurs (les modes de fonctionnement sont déterminés par les capacités de la puce et du dispositif d'affichage utilisés), pilotes pour toutes les plates-formes populaires, format «bloqué et volé».
Moins: performances. Comme écrit sur Wikipedia , VGC (Virtual Graphics Card) comprime le changement d'image et le transfère au HRE (Hardware Rendering Engine), c'est-à-dire Il y a une optimisation, mais cela aide à maximiser la résolution, mais pas l'affichage des films et des jeux.
Certains fabricants de stations d'accueil écrivent même dans la description «non recommandé pour les jeux».

DisplayLink Manager, disponible sur le Microsoft Store.

En cas de connexion avec deux câbles, l'écran 2 est en mode alternatif via un câble USB-C vers DisplayPort, l'écran 3 est DisplayLink via un câble DisplayPort vers mini DisplayPort.

Mode alternatif

Le mode alternatif vous permet de réutiliser certains des contacts du câble USB-C 3.1 pour transférer des données entre l'appareil (hôte - ordinateur portable ou smartphone) et le périphérique (appareil - moniteur ou TV) en utilisant un protocole alternatif, y compris à l'heure actuelle:

• DisplayPort 1.4
• MHL (MHL 1.0, 2.0, 3.0 et superMHL 1.0)
• Thunderbolt 3 - peut encapsuler DisplayPort
• HDMI 1.4b
• VitualLink 1.0 - pas encore standardisé, la norme pour connecter des casques de réalité virtuelle via un câble au lieu de trois qui transmettent la puissance, la vidéo et les données.

Parmi les modes alternatifs, nous nous intéressons principalement à DisplayPort et HDMI, car ils sont le plus souvent utilisés dans les moniteurs et ordinateurs portables à budget classique. MHL concerne toujours plus les appareils mobiles et les téléviseurs, bien que le connecteur HDMI de mon moniteur soit étiqueté HDMI (MHL).

Le mode alternatif permet l'apparition de petits pains supplémentaires, par exemple, en mode HDMI Alt, ce sont la vidéo 3D, Ethernet, Dolby 5.1 et d'autres choses, mais le développeur d'une norme spécifique est seul responsable de la fonctionnalité.

Remarque: vous devez garder à l'esprit que contrairement à la norme HDMI, issue du monde de l'électroménager, les normes Thunderbolt et DisplayPort nées dans l'industrie informatique se développent plus rapidement. Leur développement rapide est également facilité par l'absence de redevances (paiement de redevances pour chaque appareil fabriqué ou, comme certains le disent, «pour chaque port»). Il y a une opinion que lorsqu'il s'agit de modes avec une résolution supérieure à 4k et une fréquence de balayage supérieure à 60 Hz (en particulier dans les moniteurs de jeu), il devient clair que HDMI a perdu dans la course aux armements, donc avec un budget raisonnable, il vaut mieux ne pas compter sur lui.

Mode direct alternatif

À mon avis, le résultat le plus prévisible et le plus compréhensible des appareils de couplage est la norme Thunderbolt 3 .

Dans le cas de DisplayPort sur les appareils, vous devez vérifier la version de la norme prise en charge. Si les appareils sont modernes - aucun problème ne devrait survenir.

Avec HDMI , la situation n'est pas très claire, le mode Alt HDMI est pris en charge par la spécification 1.4b (maximum 4k @ 30Hz), et pour le parallèle 2.0b existant, le support officiel du mode alternatif n'a pas encore été annoncé. Dans le même temps, les fabricants de câbles sur le marché affirment que leurs produits prennent en charge 4k @ 60Hz, certains écrivent que cela fonctionnera si votre appareil prend en charge le mode Alt DP. Que cela fonctionne comme le mode HDMI Alt ou toujours au-dessus de DisplayPort est un mystère pour moi. En raison de l'absence d'un câble USB-C vers HDMI, je ne peux pas vérifier cette conception.

Mise à jour: l' adaptateur USB-C vers HDMI d'Ugreen a été acheté et il en a montré un étrange, du côté du système d'exploitation, il est DP4k60, et du côté du moniteur, il s'agit de HDMI 3840x2160, 60 Hz.

Mode Dock alternatif

Les informations sur le soutien du régime alternatif et la manière dont il est mis en œuvre diffèrent ou sont muettes dans la description des quais. Dans la pratique, j'ai trouvé une station d' accueil HyperDrive qui a tiré sur Kickstarter en utilisant deux ports Thunderbolt 3, hélas, compatibles uniquement avec les MacBooks.

La deuxième option se trouve dans la documentation du Dell D6000 et dans la description des stations d'accueil de StarTech.com, elle indique que le mode Alt fonctionne pour HDMI 4k @ 30Hz (3840x2160 @ 30Hz).
J'ai réussi à connecter le moniteur dans ce mode, cela fonctionne très bizarrement. Pour une reproduction garantie du comportement, seuls HDMI et l'alimentation doivent être connectés au moniteur, le mode alternatif peut être activé en branchant (désolé) le câble HDMI entre la station d'accueil et le moniteur. Dans le même temps, sur la station d'accueil, tous les ports sauf HDMI cessent de fonctionner, seule l'alimentation est fournie aux ports USB, l'USB 2.0 promis pour une raison quelconque ne fonctionne pas.
Voir ci-dessous: Le mode alternatif n'utilise pas les voies USB 2.0 et la voie de configuration, de sorte que les protocoles USB 2.0 et USB Power Delivery sont toujours disponibles.
Le retour au mode normal est obtenu en redémarrant la station d'accueil.

En effet, 4k @ 30Hz.

À titre d'exemple, j'ai lu les informations concernant la station de voyage compacte Targus USB-C DisplayPort Alt-Mode (DOCK411USZ) , qui, à en juger par la description, implémente HDMI sur DisplayPort Alt-Mode et promet HDMI2.0 jusqu'à 4096 x 2160 30Hz 24 bpp monitor connexion. Voir ci-dessous: Les adaptateurs pour les modes vidéo Alt peuvent permettre la conversion du flux vidéo natif vers d'autres normes d'interface vidéo (par exemple, DisplayPort, HDMI, VGA ou DVI).
Wikipédia vous y invite et il est tout à fait possible que le Dell D6000 implémente cela exactement de la même manière qu'il réalise cette fonctionnalité DisplayPort Dual-Mode (DP ++) .

Les câbles

Il existe une division en câbles passifs (longueurs admissibles jusqu'à 0,5 m) et actifs (avec puces intégrées). Il est logique d'acheter uniquement des câbles actifs, car seuls ils conviennent aux courants élevés et au mode alternatif.
Sur des plateformes de trading comme AliExpress et Amazon, vous pouvez trouver des câbles actifs abordables fabriqués par Ugreen, QGeeM, uni, etc. Dans les magasins de la Fédération de Russie, les analogues coûtent 1,5 à 2, et même plus, parfois plus cher.

De Wikipédia : Les câbles / adaptateurs actifs contiennent des circuits intégrés alimentés pour amplifier / égaliser le signal pour les câbles de longueur étendue, ou pour effectuer une conversion de protocole active. Les adaptateurs pour les modes vidéo Alt peuvent permettre la conversion du flux vidéo natif vers d'autres normes d'interface vidéo (par exemple, DisplayPort, HDMI, VGA ou DVI).
L'utilisation de câbles USB-C complets pour les connexions en mode alternatif offre certains avantages. Le mode alternatif n'utilise pas de voies USB 2.0 et de voie de configuration, les protocoles USB 2.0 et USB Power Delivery sont donc toujours disponibles . De plus, les modes alternatifs DisplayPort et MHL peuvent transmettre sur une, deux ou quatre voies SuperSpeed, de sorte que deux des voies restantes peuvent être utilisées pour transmettre simultanément des données USB 3.1.

Conclusions

Dans mon cas, la station d'accueil a été choisie pour connecter un moniteur 4k (Power Delivery a été détecté pendant le fonctionnement et n'était qu'un bon bonus, comme le port Ethernet) et un grand nombre de périphériques USB. En fait, il est plus intéressant de connecter et d'utiliser directement un moniteur, et pour les périphériques USB, il serait possible d'acheter une solution moins chère et plus compacte.

Displaylink

+ En plus des ports supplémentaires dans la station d'accueil, vous bénéficiez de Power Delivery (si cette fonctionnalité est prise en charge à la fois par la station d'accueil et l'ordinateur portable), c'est-à-dire charger l'ordinateur portable avec le même câble et réduire le nombre de fils sur la table;

+ La technologie vous permet d'afficher l'image sur plusieurs moniteurs externes, selon la puce dans le dock et le nombre de sorties, jusqu'à 6 pièces;

- Bien que le moniteur fonctionne en mode 4k @ 60Hz, de lourds décalages vidéo, c.-à-d. n'ont pas le temps de télécharger, et si elle est traitée avec de la vidéo locale en utilisant VLC (qui est obtenue grâce aux performances, les propres codecs, les algorithmes de décodage, le décodage matériel ou la dégradation de la qualité font l'objet de controverses dans le réseau), la vidéo en continu continue de souffrir.

- CPU portable plus utilisé. Lorsque vous regardez des vidéos 4K sur YouTube via DisplayLink, la charge du processeur est d'environ 40 à 50%, tandis que le mode alternatif est d'environ 10 à 20%.

Mode alternatif

+ L'image sur le moniteur affiche la carte vidéo de l'ordinateur portable, donc la vidéo ne traîne pas;

+ Dans ce mode, la fonction "Veilleuse" est prise en charge. Pour qui c'est, et mes yeux avec elle sont beaucoup plus faciles le soir;

- Au lieu d'un câble entre l'ordinateur portable et la station d'accueil, vous devez en connecter trois: à la station d'accueil, au moniteur et à l'alimentation;

- Si l'ordinateur portable dispose d'un port USB-C, la station d'accueil doit être connectée à un autre port, il doit donc y avoir un port libre et le port de connexion de la station d'accueil doit lui correspondre. Dans ma situation, cela est résolu par l'adaptateur USB-C vers USB 3.0 intégré sur le câble de la station d'accueil et la présence de deux ports USB 3.0 supplémentaires sur l'ordinateur portable.

Stations d'accueil

• Consultez la liste des normes et modes pris en charge, il est préférable de le faire sur le site officiel du fabricant;
• Lisez les critiques et les critiques sur Internet, il y a toutes sortes de situations, jusqu'au "faible taux de transfert de données";
• Mettez à jour le logiciel et / ou les pilotes, y compris sur la station d'accueil. De nombreux fabricants ont leur propre logiciel spécial pour les mises à jour logicielles complètes, par exemple Dell a SupportAssist. Il existe également des pilotes pour Linux, mais tout fonctionnera probablement sans eux;
• Si vous utilisez Windows, et surtout si la station d'accueil est immobile, accédez au Gestionnaire de périphériques, ouvrez les propriétés des contrôleurs et des périphériques USB et décochez la case «Autoriser ce périphérique à être éteint pour économiser de l'énergie», car les appareils dotés de cette fonctionnalité peuvent être déconnectés au moment le plus inopportun et le système d'exploitation, pour une raison ridicule, ne peut alors pas les trouver et les reconnecter (il est à nouveau traité, désolé, en jonglant avec le câble, ce qui n'ajoute pas de santé aux appareils connectés).

Utile à partir des commentaires:
Un cauchemar complet: USB-C et Thunderbolt 3
Article sur le sous-échantillonnage Chroma