T420, T520 und W520-DisplayPort an 4K-HDMI-TV anschließen

[think_pad]

Ich habe jeweils ein

• T420 mit der HD3000 (30Hz mit Tonausgabe am TV)
• W520 mit der NVIDIA Quadro 2000M (45Hz ohne Tonausgabe am TV)

an einen

• Philips 43PUS8007/12 Fernseher in der 4K-Auflösung 3840 x 2160

als Monitor angeschlossen.

Das 43"-Bild ist für die Computerarbeit natürlich erstklassig, aber aufgrund der eingeschränkten Bildwiederholfrequenz ist die Videotauglichkeit nicht perfekt. Bis Full-HD-Videostream geht es aber ordentlich zur Sache.

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Da es sich vermutlich beim Anschluss alter ThinkPads an einen 4K-TV um ein reines Exotenthema handelt, lasse ich das einfach so stehen.

 

[hikaru]

Sind das Screenshots aus Windows? Die 45Hz im ersten Bild irritieren mich. Der Fernseher kann sicher 50 und 60Hz, aber 45Hz habe ich in EDID noch nicht gesehen.

Ich hatte mal mein T530 mit HD4000 unter Debian an einen 4k-Fernseher angeschlossen, und bekam ebenfalls nur 30Hz zustande.
Technisch ist das Ganze auch einfach zu erklären: Wir schließen unsere Fernseher protokolltechnisch neuestenfalls per HDMI 1.4 an. Dies hat eine maximale Pixel Clock (pclk) von 340MHz, was schon von 3840x2160@30Hz fast vollständig ausgereizt wird:

$ cvt 3840 2160 30
# 3840x2160 29.98 Hz (CVT) hsync: 65.96 kHz; pclk: 338.75 MHz
Modeline "3840x2160_30.00"  338.75  3840 4080 4488 5136  2160 2163 2168 2200 -hsync +vsync

Für 60Hz bräuchten wir (ich glaube wegen der Blanking-Intervalle) eigentliche mehr als eine Verdoppelung der Pixel Clock, was selbst HDMI 2.0 mit seinen 600MHz nicht schafft:

cvt 3840 2160 60
# 3840x2160 59.98 Hz (CVT 8.29M9) hsync: 134.18 kHz; pclk: 712.75 MHz
Modeline "3840x2160_60.00"  712.75  3840 4160 4576 5312  2160 2163 2168 2237 -hsync +vsync

Dass es unter HDMI 2.0 doch klappt, geht nur dank Reduced Blanking:

$ cvt 3840 2160 60 -r
# 3840x2160 59.97 Hz (CVT 8.29M9-R) hsync: 133.25 kHz; pclk: 533.00 MHz
Modeline "3840x2160R"  533.00  3840 3888 3920 4000  2160 2163 2168 2222 +hsync -vsync

 

[think_pad]

Sind das Screenshots aus Windows? Die 45Hz im ersten Bild irritieren mich. Der Fernseher kann sicher 50 und 60Hz, aber 45Hz habe ich in EDID noch nicht gesehen.

Die 45Hz stammen auch nicht aus dem EDID, die habe ich mit Hilfe der NVIDIA-Systemsteuerung unter WINDOWS 10 künstlich erzeugt, in dem ich eine "untypische Einstellung" aus der 3840x2160@30Hz-Standardeinstellung manuell erstellt habe. Mehr als 45Hz sind auch nicht drin.

Bemerkenswert finde ich, dass man mit einem 200-Euro-ThinkPad wie dem W520 oder dem T420 und einem 450-Euro-TV einen 43"-4K-Monitor-Arbeitsplatz hinbekommt, den man auch noch ganz ordentlich kalibrieren kann und der für normale Arbeiten völlig ausreicht, wenn man auf hochaufgelöste Videos vom Laptop verzichtet.

 

[hikaru]

Die 45Hz stammen auch nicht aus dem EDID, die habe ich mit Hilfe der NVIDIA-Systemsteuerung unter WINDOWS 10 künstlich erzeugt, in dem ich eine "untypische Einstellung" aus der 3840x2160@30Hz-Standardeinstellung manuell erstellt habe. Mehr als 45Hz sind auch nicht drin.

D.h., du betrebst den Monitor tatsächlich mit dieser Frequenz?

Das würde mich aus zwei Gründen überraschen:
1. Dafür brauchst du eine pclk von 523.75 MHz, was eigentlich HDMI 2.0 voraussetzt. HDMI 2.0 wurde 2013 veröffentlicht, also nach deinem Notebook.
Wenn dein Nvidia-Chip das kann, dann wundert es mich, dass er 3840x2160@60Hz mit Reduced Blanking nicht schafft, denn dafür braucht er eine pclk von 533 MHz, was auch noch recht viel Luft zu 600 MHz lässt.

2. Fernseher sind meiner Erfahrung nach recht wählerisch, was Bildwiederholraten angeht. 24, 25 und 30Hz gehen für gewöhnlich, und dann wieder 50 und 60Hz. Aber wie gesagt, 45Hz habe ich noch nicht im EDID gesehen, und meine Versuche, Fernseher mit abweichenden Frequenzen anzusteuern, endeten bisher immer in Fehlermeldungen des Fernsehers.

 

[think_pad]

HDMI 2.0 wurde 2013 veröffentlicht, also nach deinem Notebook.

Zwischen dem DisplayPort des W520 und dem TV sitzt ein Wacom Link Plus Dongle, der das DisplayPort-Signal aufnimmt und per HDMI 2.0 an den TV weiterleitet. Der Dongle wurde eigentlich mal für mobile USB-C-Touch-Monitore entwickelt, die an alten Laptops mit HDMI- oder DisplayPort-Anschluss und mit einem USB-Rückkanal betrieben werden sollen. Wacom hat das Teil dann für seine externen "Zeichenmonitore" Cintiq, die ja auch nur Touch-Monitore mit Rückkanal sind, aufgekauft und weiter entwickelt.

Mit dem Wacom Link Plus verbindest du das Wacom Cintiq Pro 13 oder Wacom Cintiq Pro 16 mit deinem PC oder Mac. Mit diesem intelligenten Zubehör kannst du dein Wacom Display als zweiten Bildschirm einrichten, um deine Produktivität zu steigern. Für eine Auflösung von 3.840 x 2.160 (UHD) kannst du die Verbindung entweder über USB‑C alleine oder aber über Mini DisplayPort und USB–A zusammen herstellen. Bei Displays mit einer Auflösung von 2.650 x 1.440 (QHD) verwendest du für die Verbindung zu deinen HDMI- und USB-A-Anschlüssen ein HDMI-Hochgeschwindigkeitskabel. Alternativ kannst du das Netzkabel deines Wacom Cintiq Pro direkt an den Wacom Link Plus Adapter anschließen, um nur ein Kabel verwenden zu müssen.

Insofern ist die Verbindung Dongel-TV tatsächlich HDMI 2.0 oder 2.1, aber der DisplayPort- und HDMI-Eingang am Dongle kann über die NIVIDIA-Grafikkarte oder die HD3000 frei angesteuert werden. Man kann die Grafikkarten so voll ausreizen...

 

[hikaru]

Für das Thinkpad sieht das dann wie eine Displayport-Verbindung aus. Das dürfte DP 1.2 sein, mit 5,4Gbit pro Lane. Zwei Lanes braucht man, um 3840x2160@30Hz auszugeben, aber für 45Hz reicht das trotzdem nicht. Das würde für vier Lanes sprechen, aber dann sollten eigentlich auch 60Hz gehen.

 

[think_pad]

Für das Thinkpad sieht das dann wie eine Displayport-Verbindung aus. Das dürfte DP 1.2 sein, mit 5,4Gbit pro Lane. Zwei Lanes braucht man, um 3840x2160@30Hz auszugeben, aber für 45Hz reicht das trotzdem nicht. Das würde für vier Lanes sprechen, aber dann sollten eigentlich auch 60Hz gehen.

Das probiere ich noch einmal aus.

P.S. Vielleicht ist es auch das alte DP-Kabel oder der kleine Mini-DP-auf DP-Adapter, der die zwei Lanes schluckt....

P.P.S. Habe neu bestellt...

 

[think_pad]

Fazit: Auch mit einem kompletten 4K-Equipment...

• 4K-Displayport-Kabel
• 4K-DP auf Mini-DP-Adapter
• Wacom Link Plus Dongle
• 4K-USB-C auf HDMI-Adapter

kommt man mit der

• nVidia Quadro 2000M des vierkernigen W520 nicht über 45Hz bei fehlender Tonausgabe
• Intel HD Graphics 3000 des vierkernigen T420 nicht über 30Hz mit Tonausgabe

an einem 4k-Monitor/TV mit HDMI-Eingang.

Der Grund ist, dass die Grafikkarte einfach nicht mehr hergibt, ihr also die Leistung für 4K fehlt, während sie aber 1K = FullHD und 2K-Auflösung gnadenlos gut bedient.

Man kann also am kalibrierten 4K-Monitor oder 4K-TV durchaus Dokumente lesen oder Websites ohne Einschränkungen betrachten. Bei Videos allerdings ist die Qualität sehr eingeschränkt, so dass man zu einer 4K-Grafikkarte oder zu einem der preiswerten 4K-Stand-Alone-Blu-ray-Player greifen sollte, die u.a. auch alle möglichen Videos vom USB-Stick abspielen.

 

[hikaru]

Der Grund ist, dass die Grafikkarte einfach nicht mehr hergibt, ihr also die Leistung für 4K fehlt,

Nur zur Klarstellung:
Dass du kein 2160p60 an den Fernseher schicken kannst, liegt nicht daran, dass deiner GPU die (Rechen-)Leistung fehlt, sondern an der zu "schmalen" Anbindung.
(Dir fehlen nicht die PS um schneller zu fahren, sondern es gibt Stau.)

Die Rechenleistung für sinnvolle 4k-Wiedergabe könnte dir darüber hinaus fehlen. h264 können deine beiden GPUs in Hardware decodieren, im Prinzip auch in 4k, aber die HD3000 hat da in bewegten Szenen schon zu kämpfen.
4k-Material liegt aber für gewöhnlich in h265 oder vp9 vor. Das können deine GPUs nicht. Diese Codecs müsste also die CPU in Software decodieren. Ich hatte vor einigen Jahren Tests mit h265 auf einem i7-2700k, also einer Desktop-CPU aus der Generation gemacht, und der schaffte es bei Weitem nicht, h265 in 4k@60Hz in Echtzeit zu decodieren.
Für h265-Decodierung in Hardware brauchst du mindestens eine Skylake-GPU (Main-Profil, z.B. T460), besser wäre Kaby Lake (Main10-Profil, z.B. T470).

 

[think_pad]

Nur zur Klarstellung: Dass du kein 2160p60 an den Fernseher schicken kannst, liegt nicht daran, dass deiner GPU die (Rechen-)Leistung fehlt, sondern an der zu "schmalen" Anbindung.

Mag sein, aber es läuft ja letztlich auf dasselbe hinaus: Was ich nicht anbinden kann, kann ich auch nicht sehen. Und die Grafikkarte läuft mit 45 Hz tatsächlich bei 90 Grad...