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Vos écrans tiennent-ils sur une seule sortie ?

Sur une chaîne DisplayPort, un hub ou une station d'accueil, les écrans ne reçoivent pas chacun le débit de la sortie : ils se le partagent. Décrivez vos écrans et votre sortie, on additionne.

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Des écrans pour un poste à plusieurs dalles

En bref

C'est la question qui n'a pas de réponse toute faite, et pourtant elle circule sous forme de recettes : « deux 1440p sur un DisplayPort 1.2 », « trois écrans maximum ». Ces recettes tombent à côté dès qu'une seule des définitions change, parce qu'elles ne disent pas d'où vient la limite.

Elle vient d'une addition. Chaque écran de la chaîne réclame un débit, et le premier écran transporte aussi le flux des suivants : c'est la SOMME qui doit tenir dans le débit utile de la sortie. Trois écrans en 1440p à 60 Hz demandent 16,71 Gbit/s, ce qui passe tout juste sur un DisplayPort 1.2 et ses 17,28 Gbit/s utiles. Les deux mêmes écrans poussés à 144 Hz réclament déjà 26,76 Gbit/s : la fréquence fait basculer l'ensemble bien avant le nombre d'écrans.

Comment ce calcul fonctionne

Le besoin de chaque écran est calculé comme pour un seul (pixels, fréquence, trois canaux, profondeur de couleur, plus 5 % de synchronisation), puis les besoins sont ADDITIONNÉS et comparés au débit utile de la sortie, et non au débit annoncé. Deux limites se cumulent : le débit, et le nombre de flux que la sortie sait émettre, qui ne se calcule pas et se lit sur la fiche de la carte graphique. Le calcul pour un écran seul utilise la même formule.

Le débit n'est pas multiplié, il est divisé

C'est le contresens qui fait rater la plupart des installations à plusieurs écrans. Brancher un deuxième écran sur une sortie ne double pas le débit disponible : il n'y a toujours qu'un seul câble entre la carte graphique et le premier écran, et tout passe par là. La technologie qui permet cette mise en chaîne, le Multi-Stream Transport du DisplayPort, transporte plusieurs flux dans la même liaison. Elle les fait coexister, elle ne crée pas de capacité.

Concrètement, sur un DisplayPort 1.2 et ses 17,28 Gbit/s utiles, un écran en 1440p à 60 Hz consomme 5,57 Gbit/s. Il reste 11,71 Gbit/s pour les suivants, soit la place de deux écrans identiques, et plus rien après. Le même budget s'épuise sur un seul écran 4K à 60 Hz en 10 bits, qui réclame 15,68 Gbit/s à lui seul.

Cette arithmétique explique pourquoi deux installations qui se ressemblent se comportent différemment. Trois écrans de bureautique en 1440p à 60 Hz tiennent sur un DisplayPort 1.2 ; les mêmes trois écrans réglés à 144 Hz n'y tiennent plus à deux. Le nombre d'écrans n'est pas la variable décisive, la fréquence l'est.

La chaîne impose une contrainte au matériel, pas seulement au débit

Mettre des écrans en chaîne demande que chaque écran, sauf le dernier, porte une sortie DisplayPort et non une simple entrée. C'est une caractéristique peu mise en avant, souvent notée « DP out » sur la fiche technique, et absente de la grande majorité des écrans grand public. Un écran qui ne la porte pas ne peut être que le dernier de la chaîne.

Quand les écrans ne la portent pas, le hub MST remplace la chaîne : il se branche sur la sortie de la carte et distribue les flux vers deux ou trois écrans en parallèle. L'arithmétique du débit est exactement la même, puisque la liaison partagée reste celle entre la carte et le hub. Ce que le hub apporte, c'est la compatibilité avec des écrans ordinaires, pas de la bande passante.

Les stations d'accueil USB-C et Thunderbolt fonctionnent sur le même principe, avec une subtilité supplémentaire : le signal vidéo partage la liaison avec les données et parfois l'alimentation. Une station annoncée pour deux écrans 4K le fait souvent à 30 Hz, ou à 60 Hz avec compression, et le détail se trouve dans la fiche technique plutôt que sur l'emballage.

Trois sorties de secours avant de renoncer à un écran

Quand la somme dépasse la capacité, le réflexe est de retirer un écran. C'est rarement nécessaire, car trois réglages libèrent du débit sans changer de matériel.

Le premier, et de loin le plus efficace, est la fréquence des écrans secondaires. Un écran qui affiche du texte ne gagne rien à tourner à 144 Hz : le ramener à 60 Hz divise son besoin par plus de deux. Sur une configuration de trois écrans en 1440p, passer les deux secondaires de 144 à 60 Hz fait tomber le total de 40,14 à 24,52 Gbit/s, ce qui change tout sur un DisplayPort 1.4.

Le deuxième est la profondeur de couleur. Les 10 bits par canal ne servent qu'au HDR, et le HDR n'a de sens que sur l'écran où l'on regarde des films ou où l'on retouche des images. Repasser les écrans secondaires en 8 bits retire un quart de leur besoin.

Le troisième est la compression DSC, disponible à partir du DisplayPort 1.4 et du HDMI 2.1. Elle est conçue pour être visuellement transparente et comble couramment un écart de moitié. Elle a une condition : la carte graphique et les écrans doivent la prendre en charge, faute de quoi le système retombe silencieusement sur une fréquence plus basse sans rien signaler.

Questions fréquentes

Pourquoi mon troisième écran reste-t-il noir alors que le câble fonctionne ?

Deux causes, et la bande passante n'est que la première. Si la somme des besoins dépasse le débit utile de la sortie, le système coupe l'écran de trop ou abaisse les fréquences. Mais il existe une seconde limite, indépendante du débit : le nombre de flux que le processeur graphique sait émettre. Beaucoup de puces intégrées s'arrêtent à trois écrans au total, celui du portable compris, quel que soit le débit disponible. Aucun câble ni hub ne contourne cette limite.

Un hub MST apporte-t-il de la bande passante ?

Non, et c'est le malentendu le plus coûteux de ce rayon. Le hub distribue les flux que la sortie lui envoie, sur une seule liaison partagée entre la carte et lui. Le débit disponible reste exactement celui de cette liaison. Ce qu'un hub apporte, c'est la possibilité d'utiliser des écrans ordinaires, qui ne portent pas de sortie DisplayPort et ne peuvent donc pas être mis en chaîne.

Mes écrans doivent-ils être identiques ?

Non, et c'est même souvent le bon choix. Rien n'impose la même définition ni la même fréquence, et laisser l'écran principal en haute fréquence tout en ramenant les secondaires à 60 Hz libère beaucoup de débit pour un confort inchangé : un écran de texte ne tire aucun bénéfice d'une fréquence élevée. La seule contrainte matérielle concerne la mise en chaîne, où chaque écran sauf le dernier doit porter une sortie DisplayPort.

Le calcul vaut-il pour une station d'accueil USB-C ?

Oui pour la partie vidéo, avec une précaution. Le mode DisplayPort Alternate transporte le signal vidéo sur la liaison USB-C, et l'arithmétique du partage est la même. Mais cette liaison porte aussi les données et parfois l'alimentation, et certaines stations n'affectent à la vidéo que deux des quatre voies disponibles, ce qui divise le débit par deux. Les chiffres à vérifier sur la fiche de la station sont la version de DisplayPort annoncée et le nombre de voies qui lui sont réservées.

Vaut-il mieux une sortie par écran ?

Quand la carte graphique en a assez, oui, sans hésiter : chaque sortie dispose alors de son propre débit, et la question du partage disparaît. La mise en chaîne et les hubs répondent à un autre problème, celui d'un portable qui n'a qu'un connecteur, d'un passage de câble unique vers un bureau, ou d'une station qu'on branche et débranche d'un geste. Ce sont des solutions de confort, pas de performance.

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