Werkt je 4K 60 Hz-monitor alleen op 30 Hz? Waarom dat gebeurt en hoe je het oplost

Een paar dagen geleden liep ik bij het vervangen van mijn monitor tegen een behoorlijk absurd probleem aan.

Zowel de oude als de nieuwe waren 4K@60Hz-monitoren, alleen is de nieuwe draagbaar (ik wil hem makkelijk kunnen meenemen) en heeft hij alleen een miniHDMI- of USB-C-video-ingang.

En natuurlijk is de grafische kaart die ik in mijn desktop gebruik een professionele Nvidia Quadro P620 met slechts vier mini DisplayPort-uitgangen, wel op 4k@60Hz

Uiteraard heb ik geen miniDP-naar-miniHDMI- of USB-C-kabel, want dat is een behoorlijk vreemde combinatie. Dus deed ik het voor de hand liggende: de verschillende adapters proberen die ik thuis had, en dat zijn er nogal wat.

Na verschillende combinaties te hebben geprobeerd (verderop vertel ik welke), was het resultaat zodra alles was aangesloten 4K op 30 Hz.

Een belachelijke verversingssnelheid om mee te werken. Als je die nooit hebt gebruikt, probeer dan eens je systeem op die 30 Hz te zetten; dan snap je wat ik bedoel.

Ik heb het opgelost. En zonder iets te kopen ook. Ik vertel zo hoe, maar eerst is het de moeite waard te begrijpen waarom je dit probleem kunt tegenkomen, ook al ondersteunt al je hardware ogenschijnlijk 4K@60Hz.

Dat je monitor en pc 4K@60Hz ondersteunen, betekent niet dat je ook 4K@60Hz krijgt. Aandachtspunten

Dat was precies mijn eerste fout.

Ik ging ervan uit dat als de monitor 4K@60Hz ondersteunt en de grafische kaart ook, je ze logisch gezien gewoon zou aansluiten en klaar. Dat zou ook kloppen als we beide apparaten rechtstreeks konden verbinden met een compatibele verbinding, dus met de miniDP-naar-miniHDMI- of USB-C-kabel die ik eerder noemde.

Maar als je die niet hebt, ontstaat het probleem wanneer je kabels en adapters ertussen zet:

Grafische kaart > adapter > converter > kabel > andere adapter > monitor.

In mijn specifieke geval werd de oorspronkelijke keten zelfs:

Grafische kaart > miniDP-naar-DP-adapter > DP-naar-HDMI-adapter > HDMI-kabel > HDMI-naar-miniHDMI-adapter > monitor.

Bijna niets.

Zeker als je bedenkt dat elk van die onderdelen niet alleen een 4K@60Hz-signaal moet kunnen transporteren (in mijn geval konden ze dat allemaal), maar dat er in de hele keten ook niets verloren mag gaan, en precies dat gebeurde wel.

En dat is belangrijk, want waar het hier echt om draait is bandbreedte, zoals toen we over ADSL praatten, en 4K op 24 Hz, 30 Hz, 50 Hz of 60 Hz vraagt niet dezelfde bandbreedte.  

Ook het verzenden van beeld met 8- of 10-bits kleurdiepte, met of zonder HDR, via RGB, YCbCr 4:4:4 of een vorm van chroma-subsampling vraagt niet hetzelfde.

Elk van deze factoren gebruikt meer of minder bandbreedte en is de sleutel om de gewenste resolutie te halen, zoals we later zullen zien.

Voor nu wil ik alleen dat je het algemene idee onthoudt en weet dat de eerste vereiste voor 4K@60Hz is dat de videobron dat signaal kan genereren.

De uitgang van je pc kan 4K@60Hz leveren (of niet)

Het heeft niet te maken met hoe krachtig de grafische kaart is, al zal een zeer krachtige kaart het waarschijnlijk wel kunnen. Ook niet met geïntegreerd of dedicated.

De aansluiting is belangrijker, want DVI, DP, HDMI 1.4 en HDMI 2.0 zijn niet hetzelfde.

DVI ondersteunt geen 4k@60Hz.

DisplayPort 1.2, dat al heel wat jaren meegaat, kon 4K op 60 Hz met 4:4:4-kleur al transporteren. VESA noemt 4K@60Hz expliciet als een van de mogelijkheden van DP 1.2 met HBR2. In mijn geval zijn de vier mini DisplayPort-uitgangen 1.4, dus daar zit geen probleem.

Bij HDMI ligt het iets ingewikkelder.

Heb je per se HDMI 2.0 nodig voor 4K@60Hz?

Kort antwoord: nee, maar het is wel aan te raden.

Het lange antwoord is dat het aan te raden is als je 4K@60Hz met volledige kleurkwaliteit wilt, maar het is niet strikt waar dat 4K@60Hz via HDMI 1.4 fysiek onmogelijk is.

De HDMI 1.4-specificatie zelf ondersteunt 3840×2160 op 24, 25 en 30 Hz, maar niet op 60 Hz.

NVIDIA vond jaren geleden echter een behoorlijk merkwaardige manier om die beperking gedeeltelijk te omzeilen.

In 2014 maakte het op sommige Kepler-kaarten en met de R340-drivers mogelijk om 4K@60Hz via HDMI 1.4 met YCbCr 4:2:0. In plaats van alle kleurinformatie van elke pixel te versturen, verlaagde het de resolutie daarvan zodat het signaal binnen de beschikbare bandbreedte paste.

Het werkte, maar er zat een truc aan.

Voor video kon het een prima oplossing zijn, omdat veel audiovisuele inhoud toch al chroma-subsampling gebruikt. Voor games iets vergelijkbaars (al speelde destijds niemand in 4K).

Het probleem zag je vooral bij werken op de pc, omdat tekst en bepaalde interface-elementen minder scherp werden.

Ik heb het zelfs getest met mijn stokoude GTX-650 met HDMI 1.4, en die gaf zonder problemen 4k@60Hz… zolang je geen enorme Excel-sheet gebruikte. Dan zag je waar de truc tekortschiet.

Voor ons is het niet interessant om die oplossing terug te halen, maar om iets te begrijpen:

4K@60Hz is niet één enkel signaal.

Je kunt dezelfde resolutie en dezelfde 60 beelden per seconde versturen met verschillende hoeveelheden informatie.

En dat is cruciaal om ons probleem op te lossen.

Het echte verschil tussen 4K@60Hz en 4K@30Hz

3840×2160 is ongeveer 8,3 miljoen pixels.

Als je die pixels 30 keer per seconde ververst, heb je ongeveer 249 miljoen actieve pixels per seconde. Doe je dat 60 keer, dan zijn het vrijwel 498 miljoen.

En dat is nog zonder de extra intervallen die deel uitmaken van het videosignaal en andere transmissiefactoren.

Daarom kan een verbinding perfect werken op 4K@30Hz en een zwart scherm geven zodra je 4K@60Hz selecteert.

Het kan zelfs werken op 40, 45 of 50 Hz en daarboven uitvallen. Ik kan je alvast vertellen dat dit precies is wat er bij mij gebeurde.

Kabels zijn niet binair

Een ander belangrijk punt is dat we meestal heel simpel over een kabel denken:

Hij werkt of hij werkt niet.

Maar als we dicht bij de grens van een hogesnelheidsverbinding komen, kan het een stuk ingewikkelder worden.

Een bepaalde combinatie van kabels, connectors en adapters kan genoeg marge hebben voor 4K@30Hz, maar niet voor 4K@60Hz. 

Of perfect werken op 4K@50Hz en geen beeld meer geven wanneer je om die tien extra beelden vraagt.

Lengte, kabelkwaliteit, connectors, storing en de elektronica in converters kunnen allemaal de signaalintegriteit beïnvloeden.

Daarom garandeert het label “4K@60Hz” op een adapter ook niet dat jouw specifieke combinatie op 4K@60Hz werkt wanneer je hem met andere onderdelen combineert.

Adapters maken het nog ingewikkelder

Als je DisplayPort op DisplayPort aansluit, hoeft het signaal niet naar een ander protocol te worden omgezet, maar zodra je DisplayPort > HDMI gebruikt, verandert de situatie.

Afhankelijk van de uitgang en adapter kan een dual-mode DisplayPort-uitgang (DP++) worden gebruikt of een actieve omzetting tussen beide protocollen plaatsvinden. En het resultaat verschilt.

Je kunt het nog ingewikkelder maken. Bijvoorbeeld:

miniDP > DP > HDMI > miniHDMI

Elke stap voegt een connector toe en soms extra elektronica. Alles kan afzonderlijk goed werken en toch kan de uiteindelijke combinatie op hoge frequenties gevoeliger zijn.

Maar wacht, er is nog een factor.

De communicatie tussen GPU en monitor bevat meer dan alleen het beeld

Naast alles wat we hebben gezien, speelt ook de informatie mee die de monitor naar de grafische kaart stuurt, voornamelijk via EDID, waarin hij aangeeft welke resoluties, frequenties en modi hij ondersteunt.  

Idealiter wordt die communicatie altijd direct en correct doorgegeven, maar kabels en adapters ertussen kunnen ervoor zorgen dat bepaalde mogelijkheden niet goed worden aangeboden.

Goed, en wat doen we met dit alles?

De eenvoudigste oplossing zou zijn een directe kabel tussen GPU en monitor te kopen die gecertificeerd is voor 4k@60Hz en ons het probleem te besparen.

Maar als we niet onnodig geld willen uitgeven, zijn er eerst andere dingen die we kunnen proberen.

Zo los je een 4K@60Hz-verbinding op die op 30 Hz blijft hangen

Het idee is dat je verschillende oplossingen probeert voordat je iets koopt.

Ik zet de controles op volgorde van eenvoudig naar ingewikkeld. Zo kun je deze stappen als complete procedure gebruiken en stoppen zodra je een configuratie vindt waar je tevreden mee bent.

Stap 1. Controleer welke resolutie en verversingssnelheid je werkelijk gebruikt

Ga in Windows 11 naar:

Instellingen > Systeem > Beeldscherm > Geavanceerd beeldscherm

Selecteer de monitor (als je er meerdere hebt) en controleer twee dingen:

• Actieve resolutie: 3840×2160.
• Verversingssnelheid: 30, 50, 59,94, 60 Hz of wat je gebruikt.

Ga er niet van uit dat je op 60 Hz zit alleen omdat je een 4K-resolutie hebt geselecteerd. 

Stap 2. Controleer wat de videobron werkelijk kan uitsturen

Zoek de specificaties van je grafische kaart of geïntegreerde graphics op en vooral, van de uitgang die je gebruikt.

GPU’s hebben meestal meerdere soorten aansluitingen en die hebben niet per se allemaal dezelfde mogelijkheden.

Als je DisplayPort gebruikt, controleer dan de versie en maximale resolutie. Gebruik je HDMI, doe dan hetzelfde.

En onthoud wat ik eerder uitlegde: dat een uitgang HDMI 1.4 is, betekent niet automatisch dat hij nooit 4K@60Hz kan genereren, want modi zoals 4:2:0 verlagen de benodigde bandbreedte.

Stap 3. Controleer ook de resolutie en ingang van de monitor

Als je monitor 4k@60Hz ondersteunt, moet je precies hetzelfde controleren als daarnet, maar dan aan de andere kant.

Sommige monitoren hebben meerdere ingangen en die bieden niet allemaal dezelfde prestaties.

Zo kun je bijvoorbeeld hebben:

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

Stap 4. Controleer kabel en adapters

Het eerste is controleren of je kabel 4k@60Hz ondersteunt en niet beperkt blijft tot 1080p of 4k@30Hz.

Dit, wat bijna als een open deur klinkt, gebeurde bij de lancering van PlayStation 3 en X-Box 360 twintig jaar geleden: zelfs als je de console kocht en een monitor had die FullHD (1080p) aankon, was je, als de aangesloten HDMI-kabel 1.2 was (destijds heel gebruikelijk), beperkt tot 720p.

Als je DisplayPort van begin tot eind kunt gebruiken, is het in dat opzicht meestal beter hetzelfde protocol te behouden dan naar HDMI te converteren.

Stap 5. Verwijder zoveel mogelijk adapters

Dit is waarschijnlijk de eenvoudigste aanbeveling van het hele artikel.

Als je miniDP > DP > HDMI > miniHDMI gebruikt en je kunt er miniDP > HDMI > miniHDMI ,van maken, beter.

En als je kunt uitkomen op DisplayPort > DisplayPort, nog beter.

Hetzelfde geldt voor USB-C: een monitor met USB-C-video-ingang kan in werkelijkheid een DisplayPort-signaal ontvangen via DisplayPort Alt Mode. Als je pc al DisplayPort heeft, kan een geschikte DP > USB-C-kabel de hele omzetting naar HDMI vermijden.

Maar let hier op, want veel USB-C > DisplayPort-kabels zijn unidirectioneel. Dat betekent dat ze videosignaal maar in één richting sturen, meestal van USB-C naar DisplayPort (of naar HDMI, als dat het geval is)

Wil je een DisplayPort-uitgang aansluiten op een USB-C-monitor, dan heb je een kabel nodig die die richting expliciet ondersteunt of bidirectioneel is.

Kortom: hoe minder connectors, conversies en apparaten er tussen grafische kaart en monitor zitten, hoe minder punten je hoeft te onderzoeken als iets misgaat.

Stap 6. Test de onderdelen afzonderlijk

Als je nog een monitor, een andere computer of meerdere kabels thuis hebt, probeer dan steeds maar één ding tegelijk.

te veranderen. Bijvoorbeeld:

• Zelfde monitor en grafische kaart > andere kabel. Zelfde type (twee verschillende HDMI-kabels) of ander type (HDMI vervangen door DP).
• Zelfde grafische kaart en kabelcombinatie > andere monitor.
• Zelfde kabel > andere adapter.

Waarom maar één ding?

Omdat je, als je drie onderdelen tegelijk verandert en het werkt, wel weet dat het is opgelost, maar niet welk onderdeel het probleem veroorzaakte.

En als het nog eens gebeurt -wat waarschijnlijk is als je net als ik graag knutselt-, sta je praktisch weer waar je begon.

Stap 7. Als je DisplayPort naar HDMI omzet, probeer een actieve converter

Als je een DisplayPort > HDMI verbinding moet behouden en je huidige adapter problemen geeft, is het de moeite waard te controleren welk type het is en welke specificaties hij werkelijk biedt.

Een actieve adapter bevat elektronica die het DisplayPort-signaal omzet naar HDMI, in plaats van uitsluitend te vertrouwen op de mogelijkheid van de uitgang zelf om een compatibel HDMI-signaal te produceren.

Dat kan vooral nuttig zijn als je 4K@60Hz wilt, al garandeert ook een actieve adapter niet dat elke combinatie zal werken. Dus als je er nog geen hebt, koop nog niets en bewaar deze oplossing voor na de volgende twee tests.

Stap 8. Verminder tijdelijk wat je verstuurt

Voordat je 60 Hz opgeeft, kun je controleren of het probleem echt met de bandbreedte te maken heeft.

Probeer, als je grafische kaart en monitor deze mogelijkheden bieden:

• HDR uitschakelen.
• 8 bits gebruiken in plaats van 10 bits.
• De beschikbare RGB- en YCbCr-formaten controleren.
• Een kleurmodus met lagere bandbreedte proberen, als die beschikbaar is.

Zoals ik eerder zei, raad ik niet per se aan om het bureaublad permanent met 4:2:0-subsampling te gebruiken, omdat dat de scherpte van tekst behoorlijk kan verminderen. Als test is het wel erg nuttig, vooral als de monitor op 60 Hz begint te werken zodra je minder informatie verstuurt.

Stap 9. Werkt 60 Hz niet, probeer dan 50 of 45 Hz

En daarmee komen we bij de oplossing die ik het interessantst vind.

Want er bestaat een middenweg tussen 4K@60Hz en je neerleggen bij 4K@30Hz.

Je kunt de 3840×2160 pixels behouden en alleen de verversingssnelheid verlagen.

Van 60 naar 50 Hz gaan vermindert het aantal beelden dat per seconde wordt verstuurd met ongeveer 16,7 % . Naar 45 Hz gaan betekent een vermindering van 25 %.

Op een desktop is het verschil tussen 30 en 50 Hz bovendien veel duidelijker dan tussen 50 en 60.

Dus als je verbinding -om welke reden dan ook- gewoon dicht tegen haar limiet zit, kun je iets interessants ontdekken: 4K@50Hz werkt perfect terwijl 4K@60Hz een zwart scherm geeft

En je kunt die resolutie daarna blijven gebruiken (het werkt prima) zonder ook maar iets te kopen.

Een aangepaste 4K@50Hz-resolutie maken met NVIDIA

NVIDIA laat je via het Configuratiescherm weergavemodi maken die de monitor aanvankelijk niet aanbiedt.  

Daarnaast biedt het de standaard CVT Reduced Blanking, die de blanking-intervallen van het signaal verkleint en daarmee de benodigde pixel clock vermindert.

Het proces is als volgt:

1. Open het NVIDIA-configuratiescherm. Dat kan door met de rechtermuisknop op het bureaublad te klikken of ernaar te zoeken in Windows.
2. Ga naar Beeldscherm > Resolutie wijzigen. Selecteer de monitor waarop je het probleem hebt.
3. Klik op Aanpassen. Vanuit dat venster kun je resoluties openen die niet tussen de normale opties staan.
4. Klik op Aangepaste resolutie maken. Laat de horizontale resolutie op 3840 pixels en de verticale op 2160.
5. Zet de verversingssnelheid op 50 Hz. Laat het scantype op progressief staan.
6. Selecteer CVT Reduced Blanking of CVT-RB bij Timing. Deze modus verkleint een deel van de extra intervallen tussen beelden en maakt daardoor een pixel clock mogelijk die lager is dan bij conventionele CVT-timing. Je hoeft de geavanceerde synchronisatiewaarden niet handmatig aan te passen, tenzij je precies weet wat je doet. Voor dit doel is het veel eenvoudiger om CVT-RB de timings te laten berekenen.
7. Klik op Testen. Het scherm kan een paar seconden zwart worden terwijl NVIDIA de nieuwe modus controleert. Komt het beeld terug en ziet alles er goed uit, sla de resolutie dan op. Verschijnt er geen beeld, bevestig de wijziging dan niet en wacht tot de vorige configuratie terugkeert.
8. Werkt 50 Hz niet, herhaal de test dan met een lagere frequentie. Ik zou beginnen met 45 of 40 Hz. Werkt een daarvan, dan kun je daarna stap voor stap verhogen tot je de echte grens van je verbinding vindt.

Op basis van het resultaat zie je vanzelf of je tevreden bent. Voor het geval het helpt: dit gebeurde er bij mij nadat ik het zo deed:

• 4k@50Hz > Zwart scherm.
• 4k@42Hz > Bruikbaar, maar met merkbaar effect (tijdens het werken merkte je het ontbreken van Hz).
• 4k@44Hz > Onbruikbaar, het beeld flikkerde.
• 4k@50Hz MET EEN ANDERE HDMI-KABEL > Volledig bruikbaar en zonder merkbaar verschil ten opzichte van 60Hz. Hier was ik tevreden mee.

En als je een AMD-grafische kaart hebt?

AMD heeft vrijwel hetzelfde concept binnen AMD Software: Adrenalin Edition.

De optie heet Custom Resolutions. Je kunt een nieuw profiel maken, de gewenste resolutie en frequentie invoeren en de software zelf laten controleren of de monitor die modus accepteert. AMD biedt deze functie nog steeds aan en documenteert de procedure officieel.  

Dus als je AMD hebt, is het idee precies hetzelfde:

3840×2160 > 50 Hz > testen.

En de frequentie verlagen als het niet werkt.

En met een Intel-grafische kaart?

Daar is het momenteel wat omslachtiger.

Intel geeft aan dat de huidige versie van Intel Graphics Command Center de resoluties gebruikt die Windows aanbiedt en geen aangepaste resoluties meer kan maken.  

Met de geïntegreerde grafische chip van mijn systeem kreeg ik het ook niet voor elkaar (ik testte door de Nvidia uit te schakelen).

Als alternatief raadt Intel aan om te installeren Intel Graphics Command Center Beta, waar volgens de documentatie van Intel een knop bestaat om ze toe te voegen, maar dat heb ik zelf niet bevestigd.

De oplossing is dus niet exclusief voor NVIDIA, al is hij bij NVIDIA en AMD directer.

Stap 10. Controleer of alles werkelijk op de nieuwe frequentie werkt

Dat er beeld verschijnt, betekent niet dat het proces klaar is.

Ga terug naar:

Instellingen > Systeem > Beeldscherm > Geavanceerd beeldscherm

en controleer of Windows 3840×2160 op 50 Hz of de door jou gemaakte frequentie toont.

Daarna kun je een bewegingstest gebruiken zoals TestUFO en controleren of de browser ongeveer synchroniseert met de door jou geselecteerde frequentie.

Als Windows, het stuurprogramma en een refreshtest hetzelfde aangeven, kun je de configuratie als goed beschouwen.

Conclusies

De belangrijkste conclusie is niet dat je je monitor op 50 Hz moet zetten. Nee, dat bedoel ik niet.

Belangrijk is dat je begrijpt dat je 30 en 60 Hz niet als de enige twee mogelijkheden moet zien.

Als er precies bij het verhogen van de frequentie een zwart scherm verschijnt, kan er een volledig stabiel tussenpunt bestaan. Soms is dat 50 Hz, soms 45 en, zoals ik bij een van mijn combinaties zag, kan de grens zelfs zo specifiek zijn als 43/44 Hz.

Natuurlijk blijft de ideale oplossing deze:

Compatibele GPU > directe kabelverbinding > compatibele monitor.

Kun je adapters verwijderen of de juiste kabel gebruiken en zo 60 Hz krijgen, doe dat dan.

Maar als je al een installatie hebt die op 4K@30Hz werkt en 60 Hz bereiken betekent dat je kabels of adapters moet kopen zonder zelfs te weten welke het probleem zal oplossen, zou ik eerst een aangepaste resolutie proberen.

Het is stap 9 en kost je vijf minuten.

Misschien vergaat het je onderweg zoals mij en leer je veel meer over resoluties, kleur, kabeltechnologie en adapters.