Fungerar din 4K 60 Hz-skärm bara i 30 Hz? Varför det händer och hur du löser det

För några dagar sedan, när jag bytte skärm, stötte jag på ett ganska absurt problem.

Både den gamla och den nya var 4K@60Hz-skärmar, men den nya är portabel (jag vill kunna ta med den enkelt) och har bara miniHDMI- eller USB-C-videoingång.

Och naturligtvis är grafikkortet jag använder i min stationära dator ett professionellt Nvidia Quadro P620 som bara har fyra mini DisplayPort-utgångar, visserligen i 4k@60Hz

Jag har förstås ingen miniDP-till-miniHDMI- eller USB-C-kabel, eftersom det är en ganska udda kombination. Så jag gjorde det normala: provade de olika adaptrarna jag hade hemma, och de är inte få.

Efter att ha testat flera kombinationer (jag berättar om dem längre ner) blev resultatet när allt kopplades ihop 4K i 30 Hz.

En löjlig uppdateringsfrekvens att arbeta med. Om du aldrig har använt den, prova att ställa datorn på de där 30 Hz så förstår du vad jag menar.

Jag löste det. Och utan att köpa något dessutom. Jag berättar strax hur, men först är det värt att förstå varför du kan få det här problemet trots att all din hårdvara till synes stöder 4K@60Hz.

Att skärmen och datorn stöder 4K@60Hz betyder inte att du får 4K@60Hz. Att tänka på

Det var precis mitt första misstag.

Jag tog för givet att om skärmen stöder 4K@60Hz och grafikkortet också gör det, borde det bara vara att koppla ihop dem. Och det skulle stämma om vi kunde ansluta enheterna direkt med en kompatibel anslutning, alltså miniDP-till-miniHDMI- eller USB-C-kabeln jag nämnde tidigare.

Men om du inte har den uppstår problemet när du sätter kablar och adaptrar mellan dem:

Grafikkort > adapter > omvandlare > kabel > ytterligare adapter > skärm.

I mitt konkreta fall blev den första kedjan till och med:

Grafikkort > miniDP-till-DP-adapter > DP-till-HDMI-adapter > HDMI-kabel > HDMI-till-miniHDMI-adapter > skärm.

Nästan ingenting.

Särskilt med tanke på att var och en av dessa delar inte bara måste kunna bära en 4K@60Hz-signal (i mitt fall kunde alla det), utan att inget får gå förlorat genom hela kedjan, vilket var precis vad som hände.

Och det är viktigt, eftersom det vi egentligen pratar om här är bandbredd, som när vi pratade om ADSL, och 4K i 24 Hz, 30 Hz, 50 Hz eller 60 Hz kräver inte samma bandbredd.  

Det är inte heller samma sak att överföra bilden med 8 eller 10 bitars färgdjup, med eller utan HDR, eller med RGB, YCbCr 4:4:4 eller någon form av färgsubsampling.

Var och en av dessa saker använder mer eller mindre bandbredd och är nyckeln till att få den upplösning du vill ha, som vi ska se senare.

Just nu räcker det att du behåller grundidén och vet att det första kravet för att få 4K@60Hz är att videokällan kan generera den signalen.

Datorns utgång kan (eller kan inte) ge 4K@60Hz

Det handlar inte om att grafikkortet är mycket kraftfullt, även om ett riktigt kraftfullt kort förmodligen klarar det. Inte heller om det är integrerat eller dedikerat.

Anslutningen är viktigare, eftersom DVI, DP, HDMI 1.4 och HDMI 2.0 inte är samma sak.

DVI stöder inte 4k@60Hz.

DisplayPort 1.2, som har några år på nacken, kunde redan transportera 4K i 60 Hz med 4:4:4-färg. VESA anger uttryckligen 4K@60Hz som en av funktionerna i DP 1.2 med HBR2. I mitt fall är alla fyra mini DisplayPort-utgångarna 1.4, så där finns inget problem.

Med HDMI är det lite mer komplicerat.

Måste du ha HDMI 2.0 för att få 4K@60Hz?

Kort svar: nej, men det rekommenderas.

Det långa svaret är att det rekommenderas om du vill ha 4K@60Hz med full färgkvalitet, men det är inte strikt sant att det är fysiskt omöjligt att få 4K@60Hz via HDMI 1.4.

Själva HDMI 1.4-specifikationen stöder 3840×2160 i 24, 25 och 30 Hz, men inte i 60 Hz.

NVIDIA hittade dock för flera år sedan ett ganska märkligt sätt att delvis kringgå den begränsningen.

År 2014 aktiverade de på vissa Kepler-kort och med drivrutinerna R340 möjligheten att skicka 4K@60Hz via HDMI 1.4 med YCbCr 4:2:0. I stället för att överföra all färginformation för varje pixel minskades dess upplösning så att signalen fick plats inom den tillgängliga bandbredden.

Det fungerade, men med en hake.

För video kunde det vara en helt rimlig lösning, eftersom mycket audiovisuellt innehåll redan använder färgsubsampling. Och för spel ungefär samma sak (även om ingen spelade i 4K på den tiden).

Problemet märktes främst när man arbetade på datorn, eftersom text och vissa gränssnittselement tappade skärpa.

Jag testade faktiskt med min gamla GTX-650 med HDMI 1.4, och den gav 4k@60Hz utan problem… så länge du inte använde ett enormt Excel-ark. Då syntes begränsningarna i lösningen.

Det intressanta för oss är inte att återuppliva den lösningen, utan att förstå en sak:

4K@60Hz är inte en enda signal.

Du kan överföra samma upplösning och samma 60 bilder per sekund med olika mängder information.

Och det blir avgörande för att lösa vårt problem.

Den verkliga skillnaden mellan 4K@60Hz och 4K@30Hz

3840×2160 är ungefär 8,3 miljoner pixlar.

Om du uppdaterar dessa pixlar 30 gånger per sekund har du ungefär 249 miljoner aktiva pixlar per sekund. Gör du det 60 gånger blir det praktiskt taget 498 miljoner.

Och då räknar vi inte ens de extra intervallen som ingår i videosignalen eller andra överföringsfaktorer.

Därför kan en anslutning fungera perfekt i 4K@30Hz och ge svart skärm när du väljer 4K@60Hz.

Den kan till och med fungera i 40, 45 eller 50 Hz och sluta fungera däröver. Jag kan redan avslöja att det var exakt vad som hände i mitt fall.

Kablar är inte binära

En annan viktig sak är att vi brukar tänka på en kabel på ett väldigt enkelt sätt:

Antingen fungerar den eller så fungerar den inte.

Men när vi ligger nära gränsen för en höghastighetsanslutning kan det bli betydligt mer komplicerat.

En viss kombination av kablar, kontakter och adaptrar kan ha tillräcklig marginal för 4K@30Hz men inte för 4K@60Hz. 

Eller fungera perfekt i 4K@50Hz och sluta visa bild när du begär de tio extra bilderna.

Längd, kabelkvalitet, kontakter, störningar och elektroniken i omvandlare kan påverka signalintegriteten.

Därför garanterar inte heller märkningen “4K@60Hz” på en adapter att just din kombination kommer att fungera i 4K@60Hz när den kombineras med andra delar.

Adaptrar gör saken ännu mer komplicerad

Om du ansluter DisplayPort till DisplayPort behöver signalen inte omvandlas till ett annat protokoll, men när du använder DisplayPort > HDMI förändras saken.

Beroende på utgång och adapter kan en dual-mode DisplayPort-utgång (DP++) användas, eller en aktiv konvertering mellan de två protokollen göras. Och resultatet varierar.

Du kan också göra det ännu mer komplicerat. Till exempel:

miniDP > DP > HDMI > miniHDMI

Varje steg lägger till en kontakt och i vissa fall ytterligare elektronik. Alla delar kan fungera korrekt var för sig och ändå kan slutkombinationen vara känsligare vid höga frekvenser.

Men vänta, det finns ytterligare en faktor.

Kommunikationen mellan GPU och skärm omfattar mer än bara bilden

Utöver allt vi har sett spelar även informationen som skärmen skickar till grafikkortet in, främst via EDID, där den anger vilka upplösningar, frekvenser och lägen som stöds.  

Idealt skulle denna kommunikation alltid överföras direkt och korrekt, men kablar och adaptrar mellan enheterna kan göra att vissa möjligheter inte erbjuds korrekt.

Bra, och vad gör vi med allt detta?

Den enklaste vägen vore att köpa en direkt kabel mellan GPU och skärm, certifierad för 4k@60Hz, och slippa problemet.

Men om vi inte vill lägga pengar i onödan finns det andra saker att prova först.

Så löser du en 4K@60Hz-anslutning som fastnar på 30 Hz

Tanken är att du ska prova olika lösningar innan du köper något.

Jag ordnar kontrollerna från den enklaste till den mest komplicerade. Då kan du använda stegen som en komplett procedur och sluta så snart du hittar en konfiguration du är nöjd med.

Steg 1. Kontrollera vilken upplösning och uppdateringsfrekvens du faktiskt använder

I Windows 11 går du till:

Inställningar > System > Bildskärm > Avancerad bildskärm

Välj skärmen (om du har flera) och kontrollera två saker:

• Aktiv upplösning: 3840×2160.
• Uppdateringsfrekvens: 30, 50, 59,94, 60 Hz eller den du använder.

Utgå inte från att du kör 60 Hz bara för att du har valt en 4K-upplösning. 

Steg 2. Kontrollera vad videokällan faktiskt kan ge ut

Slå upp specifikationerna för ditt grafikkort eller din integrerade grafik och framför allt, för den utgång du använder.

GPU:er har ofta flera typer av anslutningar och alla har inte nödvändigtvis samma kapacitet.

Om du använder DisplayPort, kontrollera version och maximal upplösning. Om du använder HDMI, gör samma sak.

Och kom ihåg det som förklarades tidigare: att en utgång är HDMI 1.4 betyder inte automatiskt att den aldrig kan generera 4K@60Hz, eftersom lägen som 4:2:0 minskar bandbredden.

Steg 3. Kontrollera även skärmens upplösning och ingång

Om vi utgår från att skärmen stöder 4k@60Hz måste du kontrollera exakt samma sak som vi nyss gjorde, men i andra änden.

Vissa skärmar har flera ingångar och alla erbjuder inte samma prestanda.

Du kan till exempel ha:

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

Steg 4. Kontrollera kabel och adaptrar

Det första är att kontrollera att kabeln stöder 4k@60Hz och inte stannar vid 1080p eller 4k@30Hz.

Det här, som nästan låter självklart, var vad som hände när PlayStation 3 och X-Box 360 lanserades för tjugo år sedan: även om du köpte konsolen och hade en skärm som klarade FullHD (1080p), var du, om HDMI-kabeln var 1.2 (många var det då), begränsad till 720p.

I det här avseendet är det oftast bättre att behålla DisplayPort hela vägen om du kan, i stället för att omvandla till HDMI.

Steg 5. Ta bort så många adaptrar du kan

Det här är förmodligen den enklaste rekommendationen i hela artikeln.

Om du använder miniDP > DP > HDMI > miniHDMI och kan göra om det till miniDP > HDMI > miniHDMI ,bättre.

Och om du kan komma ner till DisplayPort > DisplayPort, ännu bättre.

Samma sak gäller USB-C: en skärm med USB-C-videoingång kan i praktiken ta emot en DisplayPort-signal via DisplayPort Alt Mode. Om datorn redan har DisplayPort kan en lämplig DP > USB-C-kabel undvika hela HDMI-konverteringen.

Men var försiktig här, eftersom många USB-C > DisplayPort-kablar är enkelriktade. Det innebär att de bara skickar videosignal i en riktning, vanligtvis från USB-C till DisplayPort (eller till HDMI, om det är fallet)

Om du vill ansluta en DisplayPort-utgång till en USB-C-skärm behöver du en kabel som uttryckligen anger den riktningen eller är dubbelriktad.

Kort sagt: ju färre kontakter, konverteringar och enheter som finns mellan grafikkortet och skärmen, desto färre punkter behöver du undersöka om något går fel.

Steg 6. Testa komponenterna separat

Om du har en annan skärm, en annan dator eller flera kablar hemma, försök att ändra bara en sak åt gången.

Till exempel:

• Samma skärm och grafikkort > annan kabel. Samma typ (två olika HDMI-kablar) eller annan typ (byt HDMI mot DP).
• Samma grafikkort och kabelkombination > annan skärm.
• Samma kabel > annan adapter.

Varför bara en sak?

För om du ändrar tre komponenter samtidigt och det fungerar vet du att du har löst problemet, men inte vilken som orsakade det.

Och om det händer igen -vilket är sannolikt om du gillar att meka lika mycket som jag-, är du praktiskt taget tillbaka där du började.

Steg 7. Om du omvandlar DisplayPort till HDMI, prova en aktiv omvandlare

Om du behöver behålla en DisplayPort > HDMI anslutning och din nuvarande adapter ger problem är det värt att kontrollera vilken typ det är och vilka specifikationer den faktiskt har.

En aktiv adapter har elektronik som omvandlar DisplayPort-signalen till HDMI i stället för att enbart förlita sig på att själva utgången kan generera en kompatibel HDMI-signal.

Det kan vara särskilt användbart när du siktar på 4K@60Hz, men inte heller en aktiv adapter garanterar att varje kombination fungerar. Om du inte redan har en sådan ska du därför inte köpa något ännu, utan spara den här lösningen tills du testat de två följande.

Steg 8. Minska tillfälligt mängden du skickar

Innan du ger upp 60 Hz kan du kontrollera om problemet verkligen är kopplat till bandbredd.

Prova, om grafikkortet och skärmen erbjuder dessa möjligheter:

• Stäng av HDR.
• Använd 8 bitar i stället för 10 bitar.
• Kontrollera tillgängliga RGB- och YCbCr-format.
• Prova ett färgläge med lägre bandbredd om det finns.

Som jag sa tidigare rekommenderar jag inte nödvändigtvis att du lämnar skrivbordet med 4:2:0-subsampling, eftersom textens skärpa kan försämras rejält, men som test är det mycket användbart. Särskilt om skärmen börjar fungera i 60 Hz när du minskar den överförda informationen.

Steg 9. Om 60 Hz inte fungerar, prova 50 eller 45 Hz

Och nu kommer vi till lösningen som jag tycker är mest intressant.

För det finns ett mellanting mellan 4K@60Hz och att nöja sig med 4K@30Hz.

Du kan behålla 3840×2160 pixlar och bara sänka frekvensen.

Att gå från 60 till 50 Hz minskar antalet bilder som överförs per sekund med ungefär 16,7 % . Att gå ner till 45 Hz innebär en minskning på 25 %.

På ett skrivbord är dessutom skillnaden mellan 30 och 50 Hz mycket tydligare än mellan 50 och 60.

Så om din anslutning -av någon anledning- helt enkelt ligger nära sin gräns kan du upptäcka något ganska intressant: 4K@50Hz fungerar perfekt medan 4K@60Hz ger svart skärm

Och du kan fortsätta använda den upplösningen (det går bra att arbeta så) utan att köpa någonting alls.

Så skapar du en anpassad 4K@50Hz-upplösning med NVIDIA

NVIDIA låter dig skapa visningslägen som skärmen inte erbjuder från början via Kontrollpanelen.  

Dessutom finns standarden CVT Reduced Blanking, som minskar signalens blanking-intervall och därmed den nödvändiga pixel clock nivån.

Processen är följande:

1. Öppna NVIDIA Kontrollpanel. Det gör du genom att högerklicka på skrivbordet eller söka efter den i Windows.
2. Gå till Bildskärm > Ändra upplösning. Välj skärmen där du har problemet.
3. Klicka på Anpassa. I det fönstret kan du komma åt upplösningar som inte visas bland de vanliga alternativen.
4. Klicka på Skapa anpassad upplösning. Behåll den horisontella upplösningen på 3840 pixlar och den vertikala på 2160.
5. Ändra uppdateringsfrekvensen till 50 Hz. Behåll skanningstypen som progressiv.
6. Välj CVT Reduced Blanking eller CVT-RB under Timing. Det här läget minskar en del av de extra intervallen mellan bilderna och gör det möjligt att få en pixel clock som är lägre än med vanlig CVT-timing. Du behöver inte ändra de avancerade synkroniseringsvärdena manuellt om du inte vet exakt vad du gör. För det här målet är det mycket enklare att låta CVT-RB beräkna timings.
7. Klicka på Testa. Skärmen kan bli svart i några sekunder medan NVIDIA testar det nya läget. Om bilden kommer tillbaka och allt ser rätt ut sparar du upplösningen. Om ingen bild visas ska du inte bekräfta ändringen, utan vänta tills den tidigare konfigurationen återställs.
8. Om 50 Hz inte fungerar, upprepa testet med en lägre frekvens. Jag skulle börja med 45 eller 40 Hz. Om någon av dem fungerar kan du sedan höja lite i taget tills du hittar den verkliga gränsen för anslutningen.

Utifrån resultatet ser du om det räcker för dig. Om det hjälper kan jag berätta vad som hände i mitt fall när jag gjorde så här:

• 4k@50Hz > Svart skärm.
• 4k@42Hz > Användbart, men med märkbar effekt (man kände av de saknade Hz när man arbetade).
• 4k@44Hz > Oanvändbart, bilden flimrade.
• 4k@50Hz MED EN ANNAN HDMI-KABEL > Helt användbart och utan märkbar skillnad mot 60Hz. Med det var jag nöjd.

Och om du har ett AMD-grafikkort?

AMD har i princip samma koncept i AMD Software: Adrenalin Edition.

Alternativet heter Custom Resolutions. Du kan skapa en ny profil, ange önskad upplösning och frekvens och låta programvaran själv kontrollera om skärmen accepterar läget. AMD har fortfarande funktionen och dokumenterar proceduren officiellt.  

Så om du har AMD är idén exakt densamma:

3840×2160 > 50 Hz > testa.

Och sänk frekvensen om det inte fungerar.

Och med ett Intel-grafikkort?

Här är det för närvarande lite krångligare.

Intel uppger att den aktuella versionen av Intel Graphics Command Center använder upplösningarna som Windows tillhandahåller och inte längre erbjuder skapande av anpassade upplösningar.  

Jag lyckades inte heller med den integrerade grafiken i min dator (jag testade genom att inaktivera Nvidia).

Som alternativ rekommenderar Intel att installera Intel Graphics Command Center Beta, där det enligt Intels dokumentation finns en knapp för att lägga till dem, men jag har inte bekräftat det själv.

Lösningen är alltså inte exklusiv för NVIDIA, även om den är mer direkt hos NVIDIA och AMD.

Steg 10. Kontrollera att allt verkligen fungerar med den nya frekvensen

Att en bild visas innebär inte att processen är klar.

Gå tillbaka till:

Inställningar > System > Bildskärm > Avancerad bildskärm

och kontrollera att Windows visar 3840×2160 i 50 Hz eller den frekvens du har skapat.

Därefter kan du använda ett rörelsetest som TestUFO och kontrollera att webbläsaren synkroniserar ungefär med den frekvens du valde.

Om Windows, drivrutinen och ett uppdateringstest visar samma sak kan du betrakta konfigurationen som godkänd.

Slutsatser

Den viktigaste slutsatsen är inte att du ska ställa skärmen på 50 Hz. Nej, det är inte poängen.

Det viktiga är att du förstår att du inte bör se 30 och 60 Hz som de enda två möjligheterna.

Om en svart skärm dyker upp precis när du höjer frekvensen kan det finnas ett helt stabilt mellanläge. Ibland är det 50 Hz, ibland 45 och, som jag kunde konstatera med en av mina kombinationer, kan gränsen vara så exakt som 43/44 Hz.

Den ideala lösningen är förstås fortfarande denna:

Kompatibel GPU > direkt kabelanslutning > kompatibel skärm.

Om du kan ta bort adaptrar eller använda rätt kabel och få 60 Hz, gör det.

Men om du redan har en installation som fungerar i 4K@30Hz och 60 kräver att du köper kablar eller adaptrar utan att ens veta vilken som löser problemet, skulle jag först prova en anpassad upplösning.

Det är steg 9 och tar dig fem minuter.

På köpet kanske du, precis som jag, lär dig mycket mer om upplösningar, färg, kabelteknik och adaptrar.