Ligações: HDMI, DisplayPort, USB-C e Thunderbolt

Uma imagem é um débito de dados

A cada segundo, o computador envia ao monitor a cor de cada píxel de cada imagem. O débito sem compressão é um simples produto:

débito = (píxeis por imagem + blanking) × imagens por segundo × bits por píxel

O blanking é uma pequena pausa entre linhas e entre imagens, herança dos tubos de raios catódicos, reduzida a uns poucos por cento nas temporizações atuais. Os bits por píxel são 24 para cor de 8 bits e 30 para cor de 10 bits.

Uma imagem 4K a 60 Hz em 8 bits exige assim cerca de 12,5 Gbit/s. Subindo a taxa para 144 Hz e a profundidade para 10 bits, a exigência chega aos 39 Gbit/s, três vezes mais.

O que cada ligação transporta

Uma ligação define-se pelo seu débito bruto e pela parte dele que sobra para a imagem depois de descontada a codificação de linha, o débito útil.

HDMI

O HDMI 2.0 (18 Gbit/s, 14,4 úteis) transporta o 4K a 60 Hz ou o 1440p a 144 Hz, em 8 bits. É a porta da maioria dos monitores de escritório, das placas gráficas mais antigas e de muitas estações de ancoragem (docks).

O HDMI 2.1 (até 48 Gbit/s, 42,7 úteis) transporta o 4K a 120 Hz e a 144 Hz em 10 bits sem compressão, e acrescenta a taxa de atualização variável. Atenção: a etiqueta «2.1» não garante o débito completo. A norma admite portas limitadas a 24 ou 40 Gbit/s, e alguns monitores marcados como HDMI 2.1 não aceitam mais do que um sinal HDMI 2.0. Procure o débito em Gbit/s, ou a menção explícita de 4K a 120 Hz.

DisplayPort

O DisplayPort 1.2 (21,6 Gbit/s, 17,3 úteis) transporta o 4K a 60 Hz e o 1440p a 165 Hz.

O DisplayPort 1.4 (32,4 Gbit/s, 25,9 úteis) é o mais difundido nos monitores e nas placas gráficas atuais. Transporta o 4K a 120 Hz em 8 bits, o 1440p a 240 Hz, e muito mais com a compressão DSC.

O DisplayPort 2.1 define três velocidades, UHBR10, UHBR13.5 e UHBR20 (40, 54 e 80 Gbit/s). Na mais alta, o 4K a 240 Hz em 10 bits passa sem compressão. Também aqui, uma porta «2.1» pode estar limitada à velocidade mais baixa: leia o nível UHBR.

O DisplayPort permite ainda encadear vários monitores numa só saída (MST), cada um ligado ao anterior. O Windows e o Linux suportam-no; o macOS não estende o ambiente de trabalho por MST e mostra a mesma imagem em todos os ecrãs encadeados.

DSC: uma compressão que não se vê

O Display Stream Compression reduz o débito de dados num fator que pode chegar a três, com uma perda que a VESA qualifica de visualmente sem perdas e que os testes controlados confirmam: os observadores não distinguem a imagem comprimida da original. É o DSC que permite o 4K a 144 ou 240 Hz em DisplayPort 1.4, ou os ecrãs 5K e 6K com um só cabo.

Exige suporte nas duas pontas, a placa gráfica e o monitor. Os seus únicos efeitos secundários dignos de nota são práticos: algumas combinações de DSC, vários ecrãs e taxa de atualização variável são recusadas por certos controladores gráficos. Com um só monitor, pode usar-se sem pensar duas vezes.

USB-C: um conector, várias realidades

O conector oval USB-C pode transportar dados, vídeo e energia em conjunto, o que permite ligar um portátil ao monitor, ao teclado, à rede e ao carregador com um único cabo. Mas o conector não garante nada: cada função é opcional.

O vídeo passa pelo DisplayPort Alt Mode: a porta USB-C empresta os seus fios de alta velocidade a um sinal DisplayPort. Com os quatro pares atribuídos ao vídeo, a ligação tem a capacidade total do DisplayPort; os dados USB recuam então para a velha velocidade do USB 2.0. Com dois pares para vídeo e dois para USB rápido, a configuração habitual dos monitores com hub integrado, a capacidade de vídeo fica reduzida a metade: suficiente para o 4K a 60 Hz com DisplayPort 1.4, limitada ao 4K a 30 Hz com DisplayPort 1.2. Um monitor 4K preso a 30 Hz por USB-C vem quase sempre daqui; uma definição no menu do monitor («prioridade USB-C», «alta resolução») alterna entre os dois modos.

A energia segue a norma Power Delivery. Um monitor anuncia a potência que consegue fornecer ao portátil: 65 W convêm aos portáteis finos, 90 a 100 W à maioria das máquinas de 14 a 16 polegadas, e alguns monitores recentes chegam aos 140 W. Um portátil que peça mais do que o monitor fornece carrega devagar, ou descarrega sob esforço.

O Thunderbolt 3 e 4, e o USB4, usam o mesmo conector com uma capacidade garantida de 40 Gbit/s, partilhada entre vídeo e dados: dois ecrãs 4K a 60 Hz, ou um ecrã 5K ou 6K, mais periféricos rápidos. O Thunderbolt 5 duplica o débito para 80 Gbit/s e pode ir até 120 para os ecrãs. Um monitor Thunderbolt funciona numa simples porta USB-C com funções reduzidas; o inverso é sempre verdade.

Antes de contar com um único cabo, verifique três coisas: que a porta USB-C do computador tem saída de vídeo (um logótipo DisplayPort, um raio, ou a ficha técnica), que o monitor fornece potência suficiente e que o cabo está certificado para vídeo e para essa potência. O cabo fornecido com o monitor está sempre.

Cabos

Um cabo também tem um teto, e é o culpado habitual quando um ecrã pisca, fica preto durante um segundo ou recusa uma taxa de atualização.

• HDMI: «Premium High Speed» para 18 Gbit/s, «Ultra High Speed» para 48 Gbit/s. A etiqueta de certificação traz um holograma e um código QR.
• DisplayPort: os cabos certificados «DP8K» transportam o DisplayPort 1.4 com o débito completo; «DP40» e «DP80» correspondem às velocidades do DisplayPort 2.1.
• USB-C: o vídeo a longas distâncias exige cabos ativos ou com certificação Thunderbolt. Um cabo passivo para vídeo com o débito completo raramente passa de 1 m a 40 Gbit/s, ou de 2 m a débitos inferiores. Os cabos de carregamento fornecidos com os telefones não transportam, muitas vezes, nem vídeo nem dados rápidos.

Use cabos tão curtos quanto a instalação permitir: 2 m são seguros para tudo, 3 m já pedem qualidade certificada com débitos elevados.

Extras úteis no monitor

• Um hub USB para teclado, rato e webcam, para que um só cabo até ao portátil ligue tudo.
• Um comutador KVM, que passa esses periféricos de um computador para outro juntamente com a entrada de vídeo: precioso quando um portátil de trabalho e uma máquina pessoal partilham o ecrã.
• Uma porta Ethernet, que faz do monitor uma estação de ancoragem completa.
• O picture-by-picture, que mostra duas entradas lado a lado, sobretudo nos ecrãs ultrawide.

Verificar a cadeia

A imagem obtida é a melhor que todos os elos permitem: a saída do computador, qualquer dock ou adaptador, o cabo, a entrada do monitor. Para diagnosticar uma limitação, abra as definições de ecrã do sistema e leia o sinal ativo: resolução, taxa de atualização, profundidade de bits. Se a taxa proposta parar nos 60 Hz num monitor de 144 Hz, ou nos 30 Hz num ecrã 4K, há um elo abaixo dos outros. Teste com o cabo fornecido, ligado diretamente ao computador, na entrada DisplayPort: é a configuração com menos incógnitas.

O seletor indica, para cada recomendação, a ligação menos capaz que a transporta sem compressão à taxa de atualização sugerida.