Автор: Редакция ZONG | техническое руководство ZONG
Thunderbolt 3 и DisplayPort: два 4K60 в одном кабеле – схема, не измерение.Два потока 4K60 при 8 битах занимают около 25 Гбит/с, а линия на 20 Гбит/с их уже не несёт. Именно это число, а не надпись на коробке, решает, заработает ли связка из двух панелей на одном порту Thunderbolt 3. Дальше разберём, сколько полосы остаётся после служебных заголовков, какой кабель держит полную скорость и почему вторая панель иногда уходит в 30 Гц без предупреждения.
Короткий ответ
Коротко для закупки. Thunderbolt 3 даёт 40 Гбит/с на канал, под полезную нагрузку остаётся около 32 Гбит/с. Два потока 4K60 при 8 битах укладываются, при 10 битах и цвете 4:4:4 нужен DSC или понижение частоты. Кабель обязан быть рассчитан на 40 Гбит/с: пассивный медный держит около 0,8 м, дальше требуется активная схема. Немаркированный кабель обычно обучается на 20 Гбит/с, и тогда вторая панель переходит на 30 Гц.
Почему два 4K60 не влезают в 20 Гбит/с
Кадр 4K60 при 8 битах и субдискретизации 4:4:4 требует примерно 12,5 Гбит/с после кодирования линии. Два таких потока дают 25 Гбит/с, что выходит за пределы соединения на 20 Гбит/с, но помещается в 40 Гбит/с. Вся конструкция держится на том, что линк обучен на полной скорости, и рассыпается в тот момент, когда контроллер опускается на половину.
Заголовки туннеля забирают часть полосы: из 40 Гбит/с под данные остаётся около 32 Гбит/с. Этого хватает на две панели 4K60, но не хватает на две панели 4K60 при 120 Гц и на связку 5K вместе с 4K. На своём стенде мы видели ровную картину при 8 битах на обеих панелях и переход второй панели на 30 Гц, как только глубину цвета подняли до 10 бит.
Служебные заголовки и реальная пропускная способность
Каждый пакет туннеля несёт заголовок, поэтому заявленные 40 Гбит/с нельзя считать доступными целиком. Под полезную нагрузку остаётся порядка 32 Гбит/с, и расчёт проекта нужно вести именно от этого числа. Если задача стоит ровно на границе, закладывайте резерв: нагрев корпуса и качество разъёмов отнимают ещё несколько процентов, и запас в 10 процентов здесь не роскошь.
Когда выручает DSC
Сжатие DSC снижает поток примерно втрое без заметной потери на офисных и чертёжных задачах, и тогда две панели 4K60 помещаются даже в соединение на 20 Гбит/с. Ограничение в другом: DSC должен поддерживать и источник, и панель. Если панель его не умеет, контроллер предложит понижение частоты, и пользователь увидит 30 Гц вместо 60 без всякого сообщения.
Что должен нести кабель
Кабель в этой связке работает на пределе стандарта, и его тип важнее бренда. Таблица показывает, какие исполнения держат два потока 4K60, а какие подходят только для одного.
| Тип кабеля | Длина | Полные 40 Гбит/с | Ограничение |
|---|
| Пассивный медный | до 0,8 м | да | короткая трасса |
| Активный медный | до 2 м | да | питание от порта |
| Активный оптический | до 50 м | да | питание не передаёт |
| Пассивный USB-C 3.2 | до 1 м | нет | только Alt Mode |
| Без маркировки полосы | любая | нет | падение до 20 Гбит/с |
Маркировка и проверка партии
На корпусе должно быть указано 40 Гбит/с и поколение Thunderbolt, а не общая надпись USB-C. Мы проверяем партию просто: подключаем две панели 4K60 и смотрим журнал контроллера, где видна установленная скорость. Если запись показывает 20 Гбит/с, изделие не подходит для двух потоков, даже когда один монитор работает безупречно.
Питание и нагрев
Активная схема в разъёме потребляет энергию и греется, особенно в металлическом корпусе без вентиляции. При длительной работе на полной полосе температура разъёма заметно выше комнатной, и это нормально, пока контроллер не начинает снижать скорость. Оптический вариант решает вопрос длины, но не передаёт питание, поэтому док на дальнем конце требует отдельного адаптера.
Практические ситуации
Два сценария с разными ограничениями: короткая трасса на столе и длинный прогон до переговорной комнаты.
Ситуация A: док на столе с двумя панелями
Ноутбук, док и две панели 4K60 на расстоянии 0,5 м. Пассивный кабель 0,8 м держал полную скорость, обе панели шли на 60 Гц при 8 битах, накопитель работал на 10 Гбит/с. При замене кабеля на метровый пассивный из другой партии линк обучился на 20 Гбит/с, и вторая панель перешла на 30 Гц. Замена на активный метровый вернула оба потока, нагрев разъёма остался в допустимых пределах.
Ситуация B: длинная трасса до переговорной
Док стоит у стола, панель в переговорной на удалении 14 м. Медный кабель такой длины не держит 40 Гбит/с ни в каком исполнении, поэтому в проекте появился активный оптический кабель до 20 м и отдельное питание для приёмного конца. Проверка показала 40 Гбит/с и стабильные 60 Гц, но при отключении питания приёмника изображение пропало сразу: оптическая линия без активного конца не работает.
Часто задаваемые вопросы
Хватит ли одного кабеля Thunderbolt 3 для двух панелей 4K60?
Хватит, если кабель держит 40 Гбит/с, а док имеет два выхода DisplayPort или MST. При глубине цвета 8 бит оба потока укладываются в бюджет, при 10 битах нужен DSC либо понижение частоты второй панели.
Почему вторая панель работает на 30 Гц?
Причина обычно в понижении скорости линка до 20 Гбит/с или в исчерпании числа потоков, которые поддерживает док. Проверьте журнал контроллера и спецификацию дока по числу одновременных выходов.
Можно ли использовать обычный кабель USB-C?
Только на короткой длине и только в режиме Alt Mode с одним потоком. Для туннеля на 40 Гбит/с нужен кабель с соответствующей маркировкой, иначе контроллер не поднимет полную скорость.
Что даёт активный кабель на 2 м?
Он сохраняет 40 Гбит/с там, где пассивный уже теряет скорость. Плата за это — питание активной схемы от порта и повышенный нагрев разъёма, поэтому в спецификации стоит указывать допустимый ток.
Нужен ли DSC для двух панелей 4K60?
При 8 битах и цвете 4:4:4 обычно не нужен. При 10 битах или при добавлении третьей панели DSC становится обязательным, и поддерживать его должны обе стороны: и источник, и монитор.
Следующий шаг
Пришлите конфигурацию: источник, док, число панелей и разрешение. Мы рассчитаем бюджет полосы, предложим кабель нужного класса и проверим на образце, что линк обучается на 40 Гбит/с. Заявка принимается на https://zh-zong.com/contact/, по почте zongcarrie@zh-zong.com и по телефону +86 13543026126.
Читайте также: кабель USB-C на DisplayPort | выход Thunderbolt на DisplayPort | Alt Mode и Thunderbolt на порту C