Мониторы — это, пожалуй, единственный компонент во всей сборке, у которого написанное на коробке может сильно контрастировать с тем, что вы получаете в реальности. Берете вроде панель на 240 Гц, а больше 144 она почему‑то не выдает. Или, скажем, частота заработала, а текст вдруг превратился в мыло. Обидно? Еще как. Вот только сам монитор тут, как правило, ни при чем.
Сколько данных нужно монитору на самом деле
А кто тогда при чем? Да, по сути, все, что уложено между видеокартой и матрицей. Но чаще всего промахиваются именно на разъеме.
Как ни странно, но сам по себе DisplayPort в мониторе еще ничего не гарантирует. Версий‑то у него несколько, и пропускная способность у них отличается в разы. Просто многие об этом обычно не вспоминают. Так что вопрос тут не в том, есть ли разъем как таковой, а в том, сколько данных он через себя пропустит или наоборот не пропустит.
Потому что если не пропустит, никакой ошибки вы не увидите. Ни монитор, ни драйвер не скажут, что им не хватает полосы. Система просто молча срежет либо частоту, либо глубину цвета, либо цветность, а вы об этом при должной невнимательности даже не заметите. В итоге деньги будут уплачены, а на крейсерский режим работы монитор так и не выйдет.
Вот поэтому и нужно считать все самому. А как считать? На самом деле довольно примитивно:
Берем 4K‑разрешение. Это 3840 x 2160 пикселей, которые при умножении превращаются в 8 294 400. Каждый пиксель при 10 битах на канал весит 30 бит (канала‑то три: красный, синий и зеленый). Перемножаем — и получаем около 249 мегабит на кадр. А затем множим еще на 144 (Гц) — и вот уже имеем 35,8 Гбит/с.
Добавляем сюда гасящие интервалы и служебные паузы, которые накидывают сверху еще процентов 5–10, и получаем под 40 гигабит. Считаем мы, конечно, по верхам: точная цифра зависит от конкретных таймингов, и до них мы еще доберемся ближе к концу.
А пока посмотрим, на что способны сами разъемы:
Интерфейс | Сырая полоса | Полезная полоса |
|---|---|---|
DisplayPort 1.4 (HBR3) | 32,4 Гбит/с | 25,92 Гбит/с |
HDMI 2.1 (FRL) | 48 Гбит/с | около 42,6 Гбит/с |
DisplayPort 2.1 UHBR13.5 | 54 Гбит/с | около 52 Гбит/с |
DisplayPort 2.1 UHBR20 | 80 Гбит/с | около 77,4 Гбит/с |
Как видите, колонки с цифрами тут две, и значения в них разные. Сырая полоса — это сколько бит физически проходит по проводу. А полезная — сколько из них реально уходит на картинку.
Куда девается остальное? Да на служебное кодирование, конечно, которое у DisplayPort 1.4 отнимает аж 20%.
Да, в стандартах поновее кодирование сделали экономичнее. Но главное, что DP 1.4 наши 40 Гбит не потянет никак, потому что 4K при 144 герцах и 10 битах туда физически не лезет. Вот только отказаться и честно написать, что не тянет, система не умеет. Поэтому и начинает выкручиваться как только может. А может ровно двумя способами:
Первый — молча срезать лишнее. Сперва глубину цвета, потом цветность, а если и этого мало, то и частоту. А хотите честные 10 бит и полный цвет? Пожалуйста, но уже герцах на шестидесяти.
Второй способ — ужать поток так, чтобы любыми усилиями уместить его в канал. Именно так и работает подавляющее большинство 4K‑мониторов на 144 герца, у которых в характеристиках стоит DisplayPort 1.4. Однако за все в нашей жизни надо платить. Спешу успокоить: не кровью, а возможностями видеокарты.
Что такое DSC и зачем сжимать сигнал
Плата эта — не что иное, как алгоритм DSC. Его предназначение заключается в том, чтобы сжать картинку в 3 раза. Это превращает наши 40 Гбит в 13, и вот их канал уже спокойно тянет. Ну, во всяком случае, так принято считать.
Потому что по факту трехкратное сжатие — это скорее упрощение. Степень‑то сжатия у DSC не фиксированная, и измеряется она в битах на пиксель. Без сжатия пиксель при 10 битах на канал весит свои законные 30 бит, а на выходе алгоритма может быть и 12, и 10, и даже 8. Восемь — это, кстати, потолок стандарта, то есть без малого четырехкратное сжатие.
Только вот какую именно степень выбрал производитель, вам никто не скажет. В спецификациях этого нет, а решает он исходя из того, какой режим надо впихнуть в имеющуюся полосу. Хватает канала на 12 бит — поставит 12. Не хватает — уйдет на 10 или 8, и знать вы об этом не будете.
Впрочем, на глаз разницу все равно не поймать. Разве что на мелком цветном тексте по контрастному фону: субпиксельное сглаживание шрифтов дает как раз те перепады, которые алгоритм предсказывает хуже всего. Красные буквы на синем при 8 битах могут выдать еле заметную окантовку. Правда, чтобы ее разглядеть, придется уткнуться в экран носом. А мы же с вами так не делаем, верно? Нам бы просто качество повыше в играх — и все.
Правда, вместе со сжатием вы все равно получаете полный комплект побочных эффектов:
Из панели NVIDIA пропадают DSR и DLDSR, а заодно и возможность задать свое разрешение. Они просто исчезают, безо всяких объяснений — и все.
Экран уходит в черноту на несколько секунд при каждом запуске игры, альт‑табе и пробуждении из сна. Да, новых карт это не касается, но RTX до 40-го поколения включительно страдают еще как.
Третий монитор к системе уже не подключить. Вообще никакой, даже самый простенький, если два первых работают со сжатием.
Спящий режим и гибернация начинают чудить: система уходит в сон, а монитор об этом не догадывается и продолжает светить черным прямоугольником.
И отказаться от всего этого нельзя. Кнопки «выключить DSC» нет ни в мониторе, ни в драйвере.
Забавно, что ни один из этих пунктов производитель монитора вам не покажет. В характеристиках будет гордое «4K 144 Гц», а про то, что за эти 144 Гц придется расплачиваться половиной настроек в панели видеокарты, узнаете вы уже дома. И то не сразу, а когда полезете искать DSR и обнаружите, что его нет.
Хотя, впрочем, косвенная проверка все‑таки есть: загляните в панель управления NVIDIA и посмотрите, на месте ли DSR с DLDSR. Пропали — значит DSC активен. А чтобы убедиться окончательно, скиньте частоту или глубину цвета на ступень вниз: как только режим перестанет требовать сжатия, все пропавшее вернется на место.
Почему из‑за DSC чернеет экран
Начнем с пропавших настроек, благо причина тут вполне логичная.
Дело в том, что сжатие настраивается ровно один раз — в тот момент, когда вы воткнули кабель. Видеокарта смотрит, какой режим нужен, прикидывает, насколько сильно придется жать, и сообщает эти параметры монитору. Все, дальше они работают именно так и никак иначе.
Поэтому и кнопки отключения нигде нет. Единственный способ обойтись без сжатия — попросить у монитора режим попроще, чтобы картинка влезала в кабель как есть. Скажем, уйти со 144 Гц на 60.
Но размен получается неравноценным. Да, DSR вы возвращаете и, наверное, даже избавляетесь от черных экранов, но при этом теряете ту самую частоту, ради которой монитор и покупали.
С черным экраном все еще хитрее. Ведь режимы‑то у нас меняются постоянно, даже если мы об этом даже не задумываемся. Игра запустилась — переключение. Вышли — переключение. Развернули видео на весь экран — переключение. И каждый раз весь пул параметров пересобирается заново.
Эта самая перестройка и дает эффект черного экрана. То есть старый‑то режим уже погашен, а новый еще не установлен и показывать монитору попросту нечего — вот он и молчит. Вопрос лишь в том, почему на это уходят целые секунды, а не доли?
А дело в головах. Нет, самогон тут не при чем. Так называют конвейеры вывода внутри видеокарты, каждый из которых обслуживает свой монитор. Всего их четыре, и у каждого свой потолок по пиксельной частоте — примерно 4K при 160 Гц для карт 40-й серии и старше. Но считается он по несжатому потоку, ведь DSC работает уже на выходе, а через голову проходит исходная картинка.
Поэтому на режимах вроде 4K 240 Гц драйвер делит кадр надвое и сажает на каждую половину отдельную голову. А раз так, при каждом переключении режима кадр приходится раскидывать заново, плюс считать тайминги, синхронизировать их между собой и пересчитывать параметры сжатия. Ну и монитор со своей стороны тоже перестраивается. Отсюда и набегают те самые 3–5 секунд.
Хорошая новость тут одна: в 50-й серии NVIDIA лимит подняли, а у AMD такого ограничения никогда и не было. Но если у вас RTX до 40-го поколения включительно и монитор 4K с высокой частотой, черный экран для вас — никакой не брак и не кривые драйверы, а просто конструктивная особенность.
Почему HDMI 2.1 бывает никаким не 2.1
Со сжатием, положим, разобрались. Только вот полосу можно потерять задолго до того, как дело дойдет до переключения режимов. Как? А вот так.
В какой‑то момент контора, которая заведует лицензированием и сертификацией HDMI, взяла и объявила, что версии 2.0 больше не существует и лицензировать ее отдельно больше никто не станет. Вместо нее, дескать, будет только версия 2.1. Казалось бы, ну и что? А то, что все новые возможности версии 2.1 при этом остались необязательными. Вообще все, до единой.
Что мы имеем на выходе? Устройство может носить на корпусе гордую надпись HDMI 2.1 и не поддерживать при этом ничего из перечисленного:
скоростной режим FRL (а, вообще‑то, именно ради него вся эта версия и затевалась);
переменную частоту обновления;
автоматический режим низкой задержки;
4K при 120 герцах.
А принимать при этом HDMI 2.1 будет свои честные 18 Гбит по старому доброму TMDS. То есть ровно столько же, сколько умел покойный HDMI 2.0.
Зачем так сделали? Официально — чтобы не было путаницы с номерами, а какие функции поддержаны, производитель обязан указать отдельно. Короче, хотели как лучше, а получилось как всегда.
Как следствие, для рынка стали нормой мониторы с разрешением 1080p, у которых в характеристиках указаны целых два порта HDMI 2.1. Зачем Full HD‑панели такая полоса — вопрос, конечно, отдельный. Но зато красиво.
Главное — не забыть перечислить поддерживаемые функции. И многие‑таки перечисляют. Только где‑нибудь в сноске. Внизу страницы. Восьмым кеглем.
Так что правило простое: сама надпись про версию не значит ровным счетом ничего, читать надо список функций. Ключевое слово там — FRL. Нет его — перед вами HDMI 2.0 под новым именем.
Кабель, который тихо все портит
Но вот вы проверили спецификацию, нашли заветный FRL, взяли монитор с правильным разъемом. И все равно можете не получить свои герцы, потому что между двумя честными разъемами всегда есть третий участник — кабель.
Штука в том, что кабель либо тянет выбранный режим, либо нет. Не хватило пропускной способности — система откатится на ступень ниже. То есть картинка, конечно, будет, монитор включится, а вот о том, что вы получили не то, за что платили, скорее всего и не узнаете.
Почему вообще кабель на это влияет, спросите? Да потому что по каждой из четырех линий там бегут по 20 Гбит/с. На таких скоростях сигнал успевает ослабнуть по длине провода и вдобавок ловит наводки с соседних пар — это когда одна пара работает как антенна и подмешивает свой сигнал в другую. Отличается хороший кабель от плохого тремя вещами: сечением жил, шагом скрутки пар и качеством экрана. Все это добро стоит денег, а снаружи не проявляется никак.
Потому и появились сертификации. Работают они просто: производитель гоняет кабель на стенде, тот держит заявленную скорость — получает маркировку.
У DisplayPort маркировок две. DP54 — это кабель под режим UHBR13.5, то есть 54 Гбит/с. DP80 — под UHBR20, он же 80 Гбит/с, тот самый потолок из нашей таблицы.
У HDMI ступень одна, называется Ultra High Speed и рассчитана на 48 Гбит/с. На этикетке там даже QR‑код есть, чтобы проверить, не подделка ли. Но лучше ее все‑таки отсканировать.
А вот надпись DisplayPort 2.1 на упаковке сама по себе не гарантирует ровным счетом ничего. Версия разъема и реальная пропускная способность конкретного шнурка — и близко не одно и то же.
Причем сертификат выдают не кабелю вообще, а кабелю конкретной длины. Оно и понятно: чем длиннее провод, тем сильнее затухает сигнал. До полутора метров сойдет почти любой, от двух начинаются вопросы, а на трех ноунейм‑шнурок 80 Гбит уже вряд ли вытянет.
Как разогнать монитор и проверить, что он не врет
Несмотря на все ограничения, матрица нередко способна на большее, чем написано в характеристиках. Панель, заявленная на 144 Гц, нередко может спокойно тянуть все 165, и эти лишние герцы можно активировать.
Откуда вообще берется этот запас? Матрицы у одной модели расходятся по качеству, как и любые кристаллы, а производителю нужна цифра, на которой заработают все экземпляры партии без исключений. Вот он и указывает ее с запасом, обычно процентов на 10–20. Правда, гарантий тут никаких: конкретно вашей панели запас может и не достаться.
Но прежде чем разгонять, надо усвоить одну вещь. Цифра в настройках Windows ничего не доказывает. Монитор вполне может принять сигнал на 172 Гц, отчитаться системе, что все отлично, и при этом выбрасывать каждый второй кадр.
Механика тут простая. Приемник в мониторе сигнал разбирает исправно, а вот матрица физически не успевает перестраивать пиксели так часто. И контроллер в этой ситуации ругаться не станет, просто повторит предыдущий кадр. Итого в системе честные 172 Гц, а на экране те же 144, только с рваным фреймтаймом. А вы месяц проходите в полной уверенности, что разгон удался.
Проверяется это фотоаппаратом, и никак иначе. Нужен тест Frame Skipping Checker от Blur Busters — тех самых ребят, что занимаются исследованиями смазывания картинки в движении. По экрану там бежит цепочка квадратов, каждый из которых загорается ровно на один цикл обновления.
Дальше берете смартфон, ставите выдержку в 1/10 секунды и снимаете экран. Арифметика простая: за эту одну десятую монитор на 144 Гц успевает обновиться 14–15 раз, значит и на снимке должно смазаться 14–15 квадратов подряд. Цепочка вышла сплошной? Все кадры доходят. А если в ней дыры, значит, панель их пропускает и разгон придется откатить.
Пара нюансов, без которых тест соврет:
Во‑первых, закройте все вкладки и приложения.
Во‑вторых, отключите аппаратное ускорение в браузере и отсоедините второй монитор, иначе поймаете ложные пропуски из‑за рассинхрона.
В‑третьих,режим камеры нужен ручной, на автомате выдержку вы не выставите.
Ну а разогнать монитор можно двумя путями:
Первый — через панель управления драйвером, где вы создаете свое разрешение руками. Прибавляете по 5 Гц, проверяете, поймали пропуск кадров — откатываетесь на шаг назад. Безопасно, зато и свободы негусто: драйвер сам считает тайминги и лишнего не даст.
Второй способ — утилита правки EDID. Это та самая таблица, в которой монитор сообщает системе о своих возможностях, и тут уже можно менять тайминги напрямую, а не только итоговую цифру. Здесь‑то и всплывает прием, который частенько оказывается решающим.
Помните гасящие интервалы, которые накидывали сверху те самые 5–10%? Так вот, их можно и сократить. Только сперва разберемся, что мы вообще режем.
Кадр в сигнале описывается не только видимыми пикселями, но и служебными полями по краям. Front Porch — пауза после последней видимой строки, Sync Width — сам импульс синхронизации, Back Porch — пауза перед началом следующей. Все вместе это зовется бланкингом, и по классическому стандарту на него уходит процентов 5 по горизонтали и еще столько же по вертикали.
А нагрузка на канал считается через пиксельклок: берем полное количество точек в строке (видимые плюс бланкинг), умножаем на полное количество строк и на частоту. Для 1440p при 172 Гц с обычными таймингами выходит около 600 МГц, а это впритык к потолку DisplayPort 1.4.
Теперь берем стандарт с сокращенным бланкингом, CVT‑RBv2. Он режет служебные поля до минимума, который еще переваривает контроллер матрицы: вместо 160 точек горизонтального бланкинга оставляет 80, вместо 30 строк вертикального — 6. И тот же самый режим требует уже около 533 МГц.
То есть режим, который «не работает», иногда заводится просто от смены таймингов, безо всякого разгона. Правда, резать бланкинг в ноль не выйдет: контроллеру нужно время на обратный ход развертки и на служебные пакеты. Урежете сверх меры — картинка поедет, а то и вовсе не синхронизируется.
Ну и пара предостережений напоследок. Если после экспериментов монитор начал чудить даже на штатной частоте, в комплекте с утилитой идет файл reset‑all.exe — он стирает правки из реестра и возвращает исходный EDID. Ах да, и глюки, вылезшие при разгоне, гарантией не покрываются. Хотя сжечь панель таким способом не выйдет: контроллер либо принимает сигнал, либо нет.
Что из всего этого следует
Ну а если собрать все вместе, картина выходит примерно такая.
Полосу надо считать до покупки, а не после. Разрешение, частота и глубина цвета перемножаются друг на друга, и результат запросто оказывается вдвое больше того, что тянет разъем. Почти все истории про монитор, который «не выдает заявленное», растут именно отсюда.
Сжатие потока при этом вещь хорошая, и картинку оно не портит. Портит оно совсем другое. Забирает часть функций видеокарты, не выключается из меню, а на картах прошлых поколений заставляет драйвер занимать под один монитор две внутренние головы. Отсюда и черные экраны при каждой смене режима.
Надпись HDMI 2.1 сама по себе не означает вообще ничего, раз уж все возможности этой версии объявлены необязательными. Смотреть надо на перечень функций, и первым делом на поддержку FRL.
Кабель не бывает «почти подходящим». Не хватит полосы, система молча срежет режим, и вы об этом даже не узнаете. Спасают тут только сертификации, DP80 у DisplayPort и Ultra High Speed у HDMI.
Разгон панели проверяется фотоаппаратом, а не глазами и уж тем более не настройками системы. Да и прежде чем разгонять, попробуйте сокращенные гасящие интервалы: иногда нужный режим включается просто от этого.
Ну и общий вывод напрашивается сам собой. Между видеокартой и матрицей стоит длинная цепочка, и слабое звено может оказаться в любом ее месте: в разъеме, в кабеле, в прошивке монитора, в дисплейном движке видеокарты. Причем ни одно из этих звеньев не сообщит вам, что оно сдалось. Все просто молча ухудшат картинку и продолжат работать как ни в чем не бывало. За что, собственно, мы им отдельное спасибо и говорим.
А у вас как? Ловили пропуск кадров, разгоняли панель, считали полосу перед покупкой? Расскажите, что получилось — особенно интересны случаи, где виноватым в итоге оказался кабель.
