USB-C предлагает новые потрясающие возможности, включая подключение внешних мониторов по USB-порту. Распространены недорогие конвертеры USB-C на DisplayPort и HDMI. Также часто встречаются хабы USB-C с поддержкой внешних мониторов, однако попытки разобраться в их возможностях и ограничениях могут сильно вас запутать. Некоторые из них совместимы с Mac, некоторые – нет. Некоторым нужны драйвера. Очень сильно разнится поддержка разрешений и частоты обновления. Некоторые рекламируются как «не предназначенные для игр». Делаются упоминания об альтернативных режимах, дуальных режимах, и прочем. Цены разнятся от $20 до $300+, причем функции у тех и других очень похожи. Что вообще происходит?
Это инструкция по передаче видео высокого разрешения по USB-C, которую я хотел бы в своё время иметь. Если вы хотите подключить монитор высокого разрешения к своему компьютеру, имеющему выход USB-C, читайте далее.
Забудьте про HDMI
В первую очередь необходимо сконцентрироваться на подключении к разъёму DisplayPort и забыть про HDMI. Вы не найдёте хаба USB-C, возможности которого с использованием порта HDMI превосходят возможности с использованием DisplayPort, однако же можно найти хабы, которые через DisplayPort предлагают большее разрешение и частоту обновления. Подозреваю, что большинство хабов с поддержкой HDMI внутри просто работают через DisplayPort и конвертер DisplayPort – HDMI. Всё оттого, что видео через DisplayPort на USB-C с одной и той же частотой и разрешением можно передавать более эффективно, чем через HDMI.
Коннекторы DualMode DisplayPort++ способны работать как коннекторы HDMI с простым пассивным адаптером (он преобразует 3,3 В в 5 В). Обычные коннекторы DisplayPort такого не умеют, и требуют активного HDMI-адаптера. Других отличий между двумя этими типами DisplayPort я не знаю.
Компромиссы по пропускной способности: всё дело в полосах
USB-C коннектор с 24 контактами является ключом к пониманию.
У коннекторов USB-C есть четыре дифференциальных разных пары, или «полосы», для передачи данных на высокой скорости. Есть и пятая пара, D+ и D-, передающая данные в старом стиле USB 2.0.
Посмотрим, что происходит при добавлении в эту кучу DisplayPort:
USB 3.1 Gen 2 использует только две из четырёх полос, как показано в двух верхних строках таблицы. Две остальные пропадают зря (их будет использовать USB 3.2). Две этих полосы можно переделать на поддержку родного сигнала DisplayPort, используя то, что называют DisplayPort Alternate Mode – это показано в средних строках. В данном случае коннектор USB-C работает как коннектор DisplayPort другой формы и дополнительными проводами для данных USB. Быстродействие USB 3.1 не теряет. Для компьютера и внешнего монитора это выглядит ровно как обычное соединение DisplayPort.
Две полосы DisplayPort обеспечивают достаточную пропускную способность для одного внешнего монитора разрешения до 4К и 30 Гц. Для фильмов сойдёт, но работать с десктопами Windows или MacOS на 30 Гц жестоко. Для поддержки частоты обновления в 60 Гц нужно уменьшить разрешение до 2К.
Если вам нужно 4К 60 Гц, 5К или несколько внешних мониторов, придётся использовать DisplayPort Alternate Mode со всеми четырьмя полосами для передачи данных DisplayPort, как показано в нижних строках таблицы. Для компьютера и внешнего монитора это всё ещё выглядит как обычное соединение DisplayPort. Однако для данных USB 3.1 полос уже не остаётся. Остаётся только старая пара D+/D-, обеспечивающая медленные данные USB 2.0. Это значит, что никакой USB-C хаб, использующий эту технологию для передачи видео 4К 60 Гц не может иметь портов USB 3.1.
Также можно поддерживать внешние мониторы с DisplayPort, не используя выделенных полос для DisplayPort Alternate Mode, и для этого есть два разных подхода. Если в порту USB-C компьютера есть поддержка Thunderbolt 3, тогда данные DisplayPort можно передавать внутри данных Thunderbolt. Тогда видеоданные становятся ещё одним типом макетов данных, уплотнённых вместе со всем остальным. У Thunderbolt 3 достаточно пропускной способности, чтобы таким способом поддерживать несколько соединений на 4К60, и ещё останется место для данных USB 3.1
Это круто, однако хабы для Thunderbolt 3 дороги, а у компьютера должна быть поддержка Thunderbolt 3, чего у многих нет. Также для компьютера это выглядит по-другому – в отличие от DisplayPort Alternate Mode, тут нет никаких родных сигналов DisplayPort и прямой связи с GPU компьютера. Не знаю, есть ли из-за этого задержка обработки видео, или это всё волшебным образом обрабатывается в чипсете без потери скорости. Полагаю, что потери нет.
DisplayLink
Другой способ поддержки внешних мониторов без выделения полос – DisplayLink. Эта технология сжимает видео на стороне хоста, отправляет его по USB 3.1 в виде данных общего назначения, и превращает обратно в видео на другом конце при помощи особого чипа типа DL-6950. Это похоже на доступ к экрану рабочего компьютера из дома по системе удалённого рабочего стола, только всё это происходит на одном вашем же рабочем столе.
DisplayLink хорошо подходит для запихивания видео высокого разрешения в низкоскоростное соединение типа USB, или поддержки нескольких внешних мониторов без использования Thunderbolt. Однако при наличии альтернатив лучше избегать DisplayLink. Вот его недостатки:
- Требуется драйвер на стороне хоста. Доступность и совместимость драйверов для Mac/Linux практически нулевая. Поэтому некоторые хабы USB-C идут с пометкой о несовместимости с Mac.
- Драйвер может замедлить работу компьютера. Он реализует поддержку виртуальной видеокарты, на лету сжимающей данные, что нагружает проц.
- При большой занятости компьютера или изобилии трафика по USB на видео будут появляться артефакты. Пикселизация, задержки, выпадение кадров и другие проблемы. Поэтому некоторые USB-C хабы идут с пометкой «не для игр».
USB-C хабы с поддержкой DisplayLink фундаментально отличны от других, однако вы можете не понять этого из описания продуктов и технических спецификаций в магазинах. Если вы не знаете, что вам нужно, легко купить хаб с DisplayLink, даже не поняв этого, а потом страдать от его недостатков.
Так и какие у нас варианты?
Учитывая всё вышесказанной, можно разбить USB-C хабы на четыре категории на основании того, как они работают с видео. Вот примеры из каждой категории.
4 полосы для видео
Такие хабы поддерживают внешние мониторы вплоть до 4К60, или, возможно, 5К, но данные передают только по USB 2.0. Это не быстро, но достаточно для клавиатуры, мыши и простых принтеров. Должны работать на любом компьютере с поддержкой DisplayPort Alternate Mode, и стоят обычно порядка $30.
Cable Matters 201046 $38 – 1x DisplayPort, power, ethernet, 1x USB2
Cable Matters 201055 $58 – 2x DisplayPort, power, ethernet, 2x USB2
Monoprice 24274 $28 – 1x DisplayPort, power
Cable Matters 201026 $20 – 1x DisplayPort, power
Baseus B07P713FPD $25 – 1x DisplayPort, power
2 полосы для видео
Такие хабы поддерживают внешние мониторы вплоть до 4К30, и данные по USB 3.1. Многие из них рекламируются, как «4К», без указания частоты обновления. Должны работать на любом компьютере с поддержкой DisplayPort Alternate Mode, и стоят обычно порядка $30-$150.
HooToo HT-UC001 $34 – 1x HDMI, 3x USB3, power, card reader
OmniMaster B07KRMRJZD $55 – 1x HDMI, 1x mini DisplayPort, power, ethernet, 2x USB3, card reader, mic
Anker AK-A83310A1 $40 – 1x HDMI, 3x USB3, ethernet
Vava VA-UC006 $45 – 1x HDMI, 3x USB3 Ports, power, ethernet, card reader
StarTech DK30C2DAGPD $114 – 2x DisplayPort (switchable 2 or 4 lanes), power, ethernet, 2x USB2/3
0 полос для видео – DisplayLink
Такие хабы поддерживают внешние мониторы вплоть до 4К60, возможно и 5К, и данные по USB 3.1. Обычно они совместимы только с компьютерами под Windows, а не Mac или Linux, а также у них есть недостатки по быстродействию. Стоят они в районе $150-$200.
Plugable UD-3900 $89 – includes 1x HDMI, 1x DVI
Plugable UD-ULTC4K $193 – includes 2x DisplayPort, 1x HDMI
Plugable UD-6950H $149 – includes 2x DisplayPort, 2x HDMI
SIIG JUDK0811S1 $199 – includes 2x DisplayPort, 2x HDMI
0 полос для видео – Thunderbolt 3
Такие хабы поддерживают внешние мониторы вплоть до 4К60, возможно и 5К, и данные по USB 3.1. Должны работать на любом компьютере с поддержкой Thunderbolt 3. Это самый дорогой вариант, и стоят около $250 — $300.
OWC OWCTB3DK12PSG $249 – includes 1x mini DisplayPort, 1x Thunderbolt display
Plugable TBT3-UDV $249 – includes 1x DisplayPort, 1x Thunderbolt display
Cable Matters 107014 $239 – includes 1x HDMI, 1x Thunderbolt display
Kensington SD5200T $239 – includes 1x DisplayPort, 1x Thunderbolt display
Elgato 10DAA4101 $250 – includes 1x DisplayPort, 1x Thunderbolt display
Belkin F4U095tt $296 – includes 1x DisplayPort, 1x Thunderbolt display
CalDigit TS3 $310 – includes 1x DisplayPort, 1x Thunderbolt display
Врунишки
Наконец, интересная категория хабов USB-C малоизвестных брендов по цене в $30, заявляющих поддержку видео 4К60 и USB 3.1. Поищите на Amazon и найдёте множество таких. На основе полученых нами знаний о USB-C и DisplayPort мы уже знаем, что этого невозможно достичь без использования DisplayLink или Thunderbolt 3. Эти продукты откровенно врут насчёт своих возможностей! Скорее всего, они работают по схеме DisplayPort Alternate Mode и используют четыре полосы. У них могут быть синие порты с маркировкой USB 3.1, однако, как пишут во многих отзывах, реально они обеспечивают скорости USB 2.0.
Koopman B07J4XSSXV $24 – 1x HDMI, power, 1x USB
WBPINE HUB3-1 $20 – 1x HDMI, power, 1x USB
Koopman B07M5DMYKY $32 – 1x HDMI, power, 3x USB
NEWPOWER B07PQ5GZK1 $30 – 1x HDMI, power, 3x USB
А каков ваш опыт подключения внешних мониторов по USB-C?
