Fungerer 4K 60 Hz-skjermen din bare på 30 Hz? Hvorfor det skjer og hvordan du løser det

For noen dager siden, da jeg byttet skjerm, støtte jeg på et ganske absurd problem.

Både den gamle og den nye var 4K@60Hz-skjermer, men den nye er bærbar (jeg vil kunne ta den med meg enkelt) og har bare miniHDMI- eller USB-C-videoinngang.

Og selvfølgelig er grafikkortet jeg bruker i den stasjonære PC-en en profesjonell Nvidia Quadro P620 som bare har fire mini DisplayPort-utganger, riktignok på 4k@60Hz

Jeg har selvsagt ikke en miniDP-til-miniHDMI- eller USB-C-kabel, siden det er en ganske merkelig kombinasjon. Så jeg gjorde det naturlige: prøvde de ulike adapterne jeg hadde hjemme, og det er ikke få.

Etter å ha prøvd flere kombinasjoner (jeg forteller om dem lenger ned), ble resultatet da alt var koblet til 4K på 30 Hz.

En latterlig oppdateringsfrekvens å jobbe med. Hvis du aldri har brukt den, prøv å sette maskinen til disse 30 Hz, så skjønner du hva jeg mener.

Jeg løste det. Og uten å kjøpe noe, dessuten. Jeg skal fortelle hvordan, men først er det verdt å forstå hvorfor du kan få dette problemet selv om all maskinvaren din tilsynelatende støtter 4K@60Hz.

At skjermen og PC-en støtter 4K@60Hz betyr ikke at du faktisk får 4K@60Hz. Ting å vurdere

Det var nettopp den første feilen min.

Jeg tok for gitt at hvis skjermen støtter 4K@60Hz og grafikkortet også gjør det, burde det bare være å koble dem sammen. Og det ville stemme hvis vi kunne koble enhetene direkte med en kompatibel forbindelse, altså miniDP-til-miniHDMI- eller USB-C-kabelen jeg nevnte tidligere.

Men hvis du ikke har den, oppstår problemet når du legger kabler og adaptere mellom dem:

Grafikkort > adapter > omformer > kabel > enda en adapter > skjerm.

I mitt konkrete tilfelle ble den første kjeden faktisk:

Grafikkort > miniDP-til-DP-adapter > DP-til-HDMI-adapter > HDMI-kabel > HDMI-til-miniHDMI-adapter > skjerm.

Nesten ingenting.

Særlig når man tenker på at hvert av disse leddene ikke bare må kunne frakte et 4K@60Hz-signal (i mitt tilfelle kunne alle det), men at ingenting kan gå tapt gjennom hele kjeden, og det var nettopp det som skjedde.

Og det er viktig, for det vi egentlig snakker om her er båndbredde, som da vi snakket om ADSL, og 4K på 24 Hz, 30 Hz, 50 Hz eller 60 Hz krever ikke samme båndbredde.  

Det er heller ikke det samme å overføre bildet med 8 eller 10 bits fargedybde, med eller uten HDR, ved hjelp av RGB, YCbCr 4:4:4 eller en form for fargesubsampling.

Hver av disse faktorene bruker mer eller mindre båndbredde og er nøkkelen til å få ønsket oppløsning, som vi skal se senere.

Foreløpig holder det at du sitter igjen med hovedideen og vet at det første kravet for å få 4K@60Hz er at videokilden kan generere dette signalet.

PC-utgangen din kan (eller kan ikke) levere 4K@60Hz

Det handler ikke om at grafikkortet er veldig kraftig, selv om et svært kraftig kort sannsynligvis klarer det. Heller ikke om det er integrert eller dedikert.

Tilkoblingen betyr mer, siden DVI, DP, HDMI 1.4 og HDMI 2.0 ikke er det samme.

DVI støtter ikke 4k@60Hz.

DisplayPort 1.2, som har noen år på baken, kunne allerede overføre 4K på 60 Hz med 4:4:4-farge. VESA oppgir 4K@60Hz som en av egenskapene til DP 1.2 med HBR2. I mitt tilfelle er alle fire mini DisplayPort-utgangene 1.4, så der er det ikke noe problem.

Med HDMI er saken litt mer komplisert.

Må du ha HDMI 2.0 for å få 4K@60Hz?

Kort svar: nei, men det anbefales.

Det lange svaret er at det anbefales hvis du vil ha 4K@60Hz med full fargekvalitet, men det er ikke strengt tatt sant at det er fysisk umulig å få 4K@60Hz via HDMI 1.4.

Selve HDMI 1.4-spesifikasjonen støtter 3840×2160 på 24, 25 og 30 Hz, men ikke på 60 Hz.

NVIDIA fant imidlertid for flere år siden en ganske spesiell måte å omgå begrensningen delvis på.

I 2014 gjorde NVIDIA det mulig på enkelte Kepler-kort og med R340-driverne å sende 4K@60Hz via HDMI 1.4 med YCbCr 4:2:0. I stedet for å overføre all fargeinformasjonen for hver piksel reduserte den oppløsningen på denne informasjonen og fikk signalet innenfor den tilgjengelige båndbredden.

Det fungerte, men med en hake.

For video kunne det være en helt rimelig løsning, siden mye audiovisuelt innhold allerede bruker fargesubsampling. For spill var det lignende (selv om ingen spilte i 4K den gangen).

Problemet viste seg først og fremst når man jobbet på PC-en, fordi tekst og enkelte grensesnittelementer mistet skarphet.

Jeg testet faktisk med min gamle GTX-650 med HDMI 1.4, og den ga 4k@60Hz uten problemer… så lenge du ikke brukte et enormt Excel-ark. Da ble svakhetene ved løsningen synlige.

Det interessante for oss er ikke å hente fram denne løsningen igjen, men å forstå én ting:

4K@60Hz er ikke ett enkelt signal.

Du kan overføre samme oppløsning og de samme 60 bildene per sekund med ulike mengder informasjon.

Og det blir avgjørende for å løse problemet vårt.

Den reelle forskjellen mellom 4K@60Hz og 4K@30Hz

3840×2160 er omtrent 8,3 millioner piksler.

Hvis du oppdaterer disse pikslene 30 ganger per sekund, får du omtrent 249 millioner aktive piksler per sekund. Gjør du det 60 ganger, blir det praktisk talt 498 millioner.

Og det er uten å telle de ekstra intervallene som inngår i videosignalet eller andre overføringsfaktorer.

Derfor kan en tilkobling fungere perfekt på 4K@30Hz og gi svart skjerm når du velger 4K@60Hz.

Den kan til og med fungere på 40, 45 eller 50 Hz og feile over det. Jeg kan allerede røpe at det var akkurat dette som skjedde hos meg.

Kabler er ikke binære

Et annet viktig poeng er at vi gjerne tenker veldig enkelt om en kabel:

Enten fungerer den eller så fungerer den ikke.

Men når vi er nær grensen for en høyhastighetstilkobling, kan ting være langt mer kompliserte.

En bestemt kombinasjon av kabler, kontakter og adaptere kan ha nok margin til 4K@30Hz, men ikke til 4K@60Hz. 

Eller fungere perfekt på 4K@50Hz og slutte å vise bilde når du ber om de ti ekstra bildene.

Lengde, kabelkvalitet, kontakter, forstyrrelser og elektronikken i omformere kan påvirke signalintegriteten.

Derfor garanterer heller ikke merket “4K@60Hz” på en adapter at din konkrete kombinasjon vil fungere på 4K@60Hz når den kobles sammen med andre deler.

Adaptere gjør saken enda mer komplisert

Hvis du kobler DisplayPort til DisplayPort, trenger ikke signalet konverteres til en annen protokoll, men når du bruker DisplayPort > HDMI endrer saken seg.

Avhengig av utgangen og adapteren kan en dual-mode DisplayPort-utgang (DP++) brukes, eller det kan gjøres en aktiv konvertering mellom de to protokollene. Resultatet varierer.

Du kan også komplisere det enda mer. For eksempel:

miniDP > DP > HDMI > miniHDMI

Hvert ledd legger til en kontakt og i noen tilfeller mer mellomliggende elektronikk. Alle delene kan fungere korrekt hver for seg, og likevel kan sluttkombinasjonen være mer følsom ved høye frekvenser.

Men vent, det er enda en faktor.

Kommunikasjonen mellom GPU og skjerm omfatter mer enn bare bildet

I tillegg til alt vi har sett, spiller også informasjonen skjermen sender til grafikkortet inn, hovedsakelig gjennom EDID, der den oppgir hvilke oppløsninger, frekvenser og moduser den støtter.  

Ideelt sett skulle denne kommunikasjonen alltid overføres direkte og korrekt, men kabler og adaptere mellom enhetene kan gjøre at enkelte muligheter ikke tilbys riktig.

Greit, og hva gjør vi med alt dette?

Den enkleste løsningen ville være å kjøpe en direkte kabel mellom GPU og skjerm, sertifisert for 4k@60Hz, og slippe hele problemet.

Men hvis vi ikke vil bruke penger unødvendig, finnes det andre ting vi kan prøve først.

Slik løser du en 4K@60Hz-tilkobling som sitter fast på 30 Hz

Tanken er at du skal prøve ulike løsninger før du kjøper noe.

Jeg ordner kontrollene fra enklest til mest komplisert. Da kan du bruke trinnene som en komplett prosedyre og stoppe så snart du finner en konfigurasjon du er fornøyd med.

Trinn 1. Kontroller hvilken oppløsning og oppdateringsfrekvens du faktisk bruker

I Windows 11 går du til:

Innstillinger > System > Skjerm > Avansert skjerm

Velg skjermen (hvis du har flere) og kontroller to ting:

• Aktiv oppløsning: 3840×2160.
• Oppdateringsfrekvens: 30, 50, 59,94, 60 Hz eller den du bruker.

Ikke gå ut fra at du bruker 60 Hz bare fordi du har valgt en 4K-oppløsning. 

Trinn 2. Kontroller hva videokilden faktisk kan levere

Finn spesifikasjonene for grafikkortet eller den integrerte grafikken din og, fremfor alt, for utgangen du bruker.

GPU-er har vanligvis flere typer tilkoblinger, og de har ikke nødvendigvis samme kapasitet.

Hvis du bruker DisplayPort, kontroller versjonen og maksimal oppløsning. Hvis du bruker HDMI, gjør det samme.

Og husk det jeg forklarte tidligere: at en utgang er HDMI 1.4 betyr ikke automatisk at den aldri kan generere 4K@60Hz, fordi det finnes moduser som 4:2:0 som reduserer båndbredden.

Trinn 3. Kontroller også oppløsningen og inngangen på skjermen

Hvis vi går ut fra at skjermen støtter 4k@60Hz, må du kontrollere akkurat det samme som vi nettopp gjorde, men i den andre enden.

Noen skjermer har flere innganger, og de tilbyr ikke nødvendigvis samme ytelse.

Du kan for eksempel ha:

• HDMI.
• DisplayPort.
• USB-C med DisplayPort Alt Mode.
• VGA
• DVI

Trinn 4. Kontroller kabel og adaptere

Det første er å kontrollere at kabelen støtter 4k@60Hz og ikke stopper på 1080p eller 4k@30Hz.

Dette, som nesten høres selvinnlysende ut, var det som skjedde da PlayStation 3 og X-Box 360 ble lansert for tjue år siden: selv om du kjøpte konsollen og hadde en skjerm som kunne vise FullHD (1080p), var du, hvis HDMI-kabelen var 1.2 (mange var det den gangen), begrenset til 720p.

I denne sammenhengen er det vanligvis best å beholde DisplayPort hele veien hvis du kan, fremfor å konvertere til HDMI.

Trinn 5. Fjern så mange adaptere som mulig

Dette er sannsynligvis den enkleste anbefalingen i hele artikkelen.

Hvis du bruker miniDP > DP > HDMI > miniHDMI og kan gjøre det om til miniDP > HDMI > miniHDMI ,bedre.

Og hvis du kan komme ned til DisplayPort > DisplayPort, enda bedre.

Det samme gjelder USB-C: en skjerm med USB-C-videoinngang kan i praksis motta et DisplayPort-signal via DisplayPort Alt Mode. Hvis PC-en allerede har DisplayPort, kan en passende DP > USB-C-kabel unngå hele HDMI-konverteringen.

Men vær forsiktig her, for mange USB-C > DisplayPort-kabler er enveis. Det vil si at de bare sender videosignal i én retning, vanligvis fra USB-C til DisplayPort (eller til HDMI, hvis det er tilfellet)

Hvis du vil koble en DisplayPort-utgang til en USB-C-skjerm, trenger du en kabel som uttrykkelig støtter den retningen, eller som er toveis.

Kort sagt: jo færre kontakter, konverteringer og enheter det er mellom grafikkortet og skjermen, desto færre punkter må du undersøke hvis noe går galt.

Trinn 6. Test komponentene hver for seg

Hvis du har en annen skjerm, en annen datamaskin eller flere kabler hjemme, prøv å endre bare én ting om gangen.

For eksempel:

• Samme skjerm og grafikkort > annen kabel. Samme type (to forskjellige HDMI-kabler) eller annen type (bytt HDMI med DP).
• Samme grafikkort og kabelkombinasjon > annen skjerm.
• Samme kabel > annen adapter.

Hvorfor bare én ting?

Fordi hvis du endrer tre komponenter samtidig og det fungerer, vet du at du har løst problemet, men du aner ikke hvilken komponent som var årsaken.

Og hvis det skjer igjen -noe som er sannsynlig hvis du liker å fikle med utstyr like mye som meg-, er du nesten tilbake der du startet.

Trinn 7. Hvis du konverterer DisplayPort til HDMI, prøv en aktiv omformer

Hvis du må beholde en DisplayPort > HDMI tilkobling og den nåværende adapteren gir problemer, er det verdt å kontrollere hvilken type den er og hvilke spesifikasjoner den faktisk har.

En aktiv adapter inneholder elektronikk som konverterer DisplayPort-signalet til HDMI i stedet for å være helt avhengig av at selve utgangen kan generere et kompatibelt HDMI-signal.

Dette kan være spesielt nyttig når du prøver å få 4K@60Hz, selv om heller ikke en aktiv adapter garanterer at enhver kombinasjon fungerer. Hvis du ikke allerede har en slik, ikke kjøp noe ennå, og spar denne løsningen til etter at du har prøvd de to neste.

Trinn 8. Reduser midlertidig det du sender

Før du gir opp 60 Hz kan du kontrollere om problemet faktisk er knyttet til båndbredde.

Prøv, hvis grafikkortet og skjermen tilbyr disse mulighetene:

• Deaktiver HDR.
• Bruk 8 bits i stedet for 10 bits.
• Kontroller tilgjengelige RGB- og YCbCr-formater.
• Prøv en fargemodus med lavere båndbredde hvis det finnes.

Som jeg sa tidligere, anbefaler jeg ikke nødvendigvis å la skrivebordet bruke 4:2:0-subsampling permanent, fordi det kan redusere tekstskarpheten betydelig. Men som test er det svært nyttig, særlig hvis skjermen begynner å fungere på 60 Hz når du reduserer informasjonsmengden.

Trinn 9. Hvis 60 Hz ikke fungerer, prøv 50 eller 45 Hz

Og nå kommer vi til løsningen jeg synes er mest interessant.

For det finnes et mellompunkt mellom 4K@60Hz og å gi opp og godta 4K@30Hz.

Du kan beholde 3840×2160 piksler og bare redusere frekvensen.

Å gå fra 60 til 50 Hz reduserer antallet bilder som sendes per sekund med omtrent 16,7 % . Å gå ned til 45 Hz betyr en reduksjon på 25 %.

På en skrivebordsflate er dessuten forskjellen mellom 30 og 50 Hz mye tydeligere enn mellom 50 og 60.

Så hvis tilkoblingen din -av en eller annen grunn- ganske enkelt ligger nær grensen, kan du oppdage noe interessant: 4K@50Hz fungerer perfekt, mens 4K@60Hz gir svart skjerm

Og du kan beholde denne oppløsningen videre (det fungerer fint å jobbe slik) uten å kjøpe noe som helst.

Slik lager du en egendefinert 4K@50Hz-oppløsning med NVIDIA

NVIDIA lar deg opprette visningsmoduser som skjermen ikke tilbyr i utgangspunktet, fra Kontrollpanelet.  

I tillegg tilbyr NVIDIA standarden CVT Reduced Blanking, som reduserer blanking-intervallene i signalet og dermed den nødvendige pixel clock verdien.

Prosessen er slik:

1. Åpne NVIDIA Kontrollpanel. Du kan gjøre det ved å høyreklikke på skrivebordet eller søke etter det i Windows.
2. Gå til Skjerm > Endre oppløsning. Velg skjermen der du har problemet.
3. Klikk på Tilpass. I dette vinduet får du tilgang til oppløsninger som ikke vises blant de vanlige alternativene.
4. Klikk på Opprett egendefinert oppløsning. Behold den horisontale oppløsningen på 3840 piksler og den vertikale på 2160.
5. Endre oppdateringsfrekvensen til 50 Hz. Behold skannetypen som progressiv.
6. Velg CVT Reduced Blanking eller CVT-RB under Timing. Denne modusen reduserer deler av de ekstra intervallene mellom bildene og gjør det mulig å få en pixel clock som er lavere enn med vanlig CVT-timing. Du trenger ikke å endre avanserte synkroniseringsverdier manuelt med mindre du vet nøyaktig hva du gjør. For dette formålet er det mye enklere å la CVT-RB beregne timingene.
7. Klikk på Test. Skjermen kan bli svart i noen sekunder mens NVIDIA tester den nye modusen. Hvis bildet kommer tilbake og alt ser riktig ut, lagrer du oppløsningen. Hvis det ikke kommer noe bilde, ikke bekreft endringen, men vent til den forrige konfigurasjonen kommer tilbake.
8. Hvis 50 Hz ikke fungerer, gjenta testen med en lavere frekvens. Jeg ville startet med 45 eller 40 Hz. Hvis en av dem fungerer, kan du deretter øke litt etter litt til du finner den virkelige grensen for tilkoblingen.

Ut fra resultatet ser du om det er godt nok for deg. Hvis det hjelper, kan jeg fortelle hva som skjedde i mitt tilfelle da jeg gjorde det slik:

• 4k@50Hz > Svart skjerm.
• 4k@42Hz > Brukbart, men med merkbar effekt (du merket de manglende Hz når du jobbet).
• 4k@44Hz > Ubrukelig, bildet flimret.
• 4k@50Hz MED EN ANNEN HDMI-KABEL > Helt brukbart og uten merkbar forskjell sammenlignet med 60Hz. Dette var jeg fornøyd med.

Og hvis du har et AMD-grafikkort?

AMD har praktisk talt det samme konseptet i AMD Software: Adrenalin Edition.

Alternativet heter Custom Resolutions. Du kan opprette en ny profil, angi ønsket oppløsning og frekvens og la programvaren selv kontrollere om skjermen godtar modusen. AMD tilbyr fortsatt denne funksjonen og dokumenterer prosedyren offisielt.  

Hvis du har AMD, er ideen derfor nøyaktig den samme:

3840×2160 > 50 Hz > test.

Og reduser frekvensen hvis det ikke fungerer.

Og med et Intel-grafikkort?

Her er det for tiden litt mer tungvint.

Intel opplyser at den nåværende versjonen av Intel Graphics Command Center bruker oppløsningene som leveres av Windows og ikke lenger tilbyr opprettelse av egendefinerte oppløsninger.  

Jeg klarte det heller ikke med den integrerte grafikken i maskinen min (jeg testet ved å deaktivere Nvidia).

Som et alternativ anbefaler Intel å installere Intel Graphics Command Center Beta, der det ifølge Intels dokumentasjon finnes en knapp for å legge dem til, men jeg har ikke bekreftet dette selv.

Løsningen er altså ikke eksklusiv for NVIDIA, selv om den er mer direkte hos NVIDIA og AMD.

Trinn 10. Kontroller at alt faktisk fungerer på den nye frekvensen

At det vises bilde betyr ikke at prosessen er ferdig.

Gå tilbake til:

Innstillinger > System > Skjerm > Avansert skjerm

og kontroller at Windows viser 3840×2160 på 50 Hz eller frekvensen du opprettet.

Deretter kan du bruke en bevegelsestest som TestUFO og kontrollere at nettleseren synkroniserer omtrent med frekvensen du valgte.

Hvis Windows, driveren og en oppdateringstest viser det samme, kan du regne konfigurasjonen som god.

Konklusjoner

Den viktigste konklusjonen er ikke at du skal sette skjermen til 50 Hz. Nei, det er ikke poenget.

Det viktige er at du forstår at du ikke bør behandle 30 og 60 Hz som de eneste to mulighetene.

Hvis en svart skjerm dukker opp akkurat når du øker frekvensen, kan det finnes et helt stabilt mellompunkt. Noen ganger er det 50 Hz, andre ganger 45, og som jeg fant med en av kombinasjonene mine, kan grensen være så konkret som 43/44 Hz.

Den ideelle løsningen er selvfølgelig fortsatt denne:

Kompatibel GPU > direkte kabeltilkobling > kompatibel skjerm.

Hvis du kan fjerne adaptere eller bruke riktig kabel og få 60 Hz, gjør det.

Men hvis du allerede har et oppsett som fungerer på 4K@30Hz og 60 krever at du kjøper kabler eller adaptere uten engang å vite hvilken som løser problemet, ville jeg prøvd en egendefinert oppløsning først.

Det er trinn 9 og tar fem minutter.

På veien kan det hende du, som meg, lærer mye mer om oppløsninger, farger, kabelteknologi og adaptere.