6K显示器 & 新一代接口：DP 2.0、HDMI 2.1、雷电4应用解析
目录
- 从UP3218K（8K）和Pro Display XDR（6K）说起
- Dell U3224KB：接口齐全、功能丰富的6K显示器
- mDP 2.0、HDMI 2.1、雷电4这些接口都怎么用？
- DP 1.4 DSC连接实战：6K 10bit色彩+ HDR显示设置
- 6K显示器应用展望：影视制作最多？
从Dell UP3218K（8K）和Pro Display XDR（6K）说起
早在2017年，我就介绍过Dell推出的首款8K显示器UP3218K（参见《玩转专业8K显示器：你需要知道的事》）。
之后的这几年，8K分辨率的好像在大屏电视上曝光的更多一点。毕竟在32寸16:9显示器这个桌面应用合适的距离（更大尺寸的适合远一些距离观看），8K已经超出了视网膜的像素分辨能力。
8K的普及还面临一个问题，就是片源太少。不只是对应的摄像机价格高，还有整个视频制作流程的设备成本、数据量都是个挑战。即使在色彩范围、FPS相同的情况下，8K（7680x4320）的处理量也是4K（3840x2160）的4倍。一套工作站，如果之前能实时编辑12层4K视频，换成8K之后可能最多也就是3层。
在这种背景下，我了解到还是有电视台采购过UP3218K显示器，资深用户表示即使处理4K内容，其画面表现力也比之前用过的4K屏好。从接口技术上来看，当年有点“简单粗暴”——1条DP 1.4连接能支持到8K 30Hz；在没有DSC的情况下，2条DP线同时连接可输出8K 60Hz。
近几年显示器流行的色域标准也有些变化，以前广色域面板大多要支持到100% Adobe RGB（绿色较强，多用于平面出版、印刷行业），而现在则更流行DCI-P3（红色支持更好，主要是影视娱乐行业的标准）。
如果说8K的总像素数是4K的4倍，那么6K容纳的画面细节是4K的2.25倍左右。我听说过的第一款6K显示器是苹果的Pro Display XDR，下图是它背面的照片：
从接口设计上来说，苹果还是有点极简的风格，Pro Display XDR与主机连接是通过TB3雷电Type-C接口，里面实际上是DisplayPort信号。Apple从“垃圾桶”时代的Mac Pro一直到现在的Macbook都不缺雷电接口，但如果这个显示器连接PC台式机/工作站的话，大多数机型是没有标配雷电接口的——当然也可以选配雷电3/4 PCIe卡，并把显卡的DP显示输出转接过去。
Dell U3224KB：接口齐全、功能丰富的6K显示器
近日Dell也发布了自己的第一款6K显示器U3224KB，如上图，在屏幕上方还集成了4K摄像头和音箱（长条形）。
U3224KB的分辨率为6144 x 3456，比Pro Display XDR的6016 x 3384略高。如果按照4K视频规格中较高的4096 x 2304来计算，6144 x 3456的长和宽正好是它的1.5倍。每英寸像素密度（PPI）223，也可以说是视网膜屏幕了。
U3224KB使用了应该是当前黑白对比度最好的IPS Black面板——2000:1是指常规对比度而不是动态那个。这款显示器SDR亮度可达450 cd/m2，并支持VESADisplayHDR 600流明（高动态范围）。
扩展阅读：《BIRTV上的HDR显示对比体验》
U3224KB支持的色彩范围包括100% sRGB, 100% Rec. 709, 99% DCI-P3和99% Display-P3，比最新的UP系列顶级机型要低一些，但作为U系列对绝大多数用户应该是够用的。
作为参考，我引用了一点Pro Display XDR的资料。苹果这款6K显示器SDR最高亮度500 nits，除了支持HDR 1000（全屏）之外，还有一种专门的峰值HDR 1600模式——这种极限亮度只能覆盖到39%的屏幕范围。
回过头来看Dell U3224KB的接口，肯定要比苹果的显示器丰富许多。毕竟它要尽量多地兼容各种PC台式机、笔记本/移动工作站，也包括Mac主机。
前面我们看到Pro Display XDR的3个USB-C下行接口都设计在背面，而Dell U3224KB除了背面的USB Hub之外，正面还有这个可以向下弹出的USB扩展接口——提供2个Type-C和一个Type-A。
上表引用自《Dell UltraSharp 32 6K显示器 - U3224KB用户指南》中的摄像头和扬声器参数。据了解4K摄像头的传感器来自Sony，同时提供接近传感器以实现主机人脸识别自动唤醒。
关于U3224KB显示器概况我先简单介绍到这里，下面重点讨论它的视频接口，以及主机/显卡支持情况。
mDP 2.0、HDMI 2.1、雷电4这些接口都怎么用？
U3224KB的Thunderbolt 4上行接口支持PD 140W，也就是通过Type-C线缆可以对笔记本供电ion 3000和5000系列。
如上表，Dell U3224KB与主机显卡的连接，可以用mini DP 2.0、HDMI 2.1或者TB4雷电接口，并且都能达到6K/10bit/HDR的显示输出。其中在雷电4内含的DP 1.4协议中，提到了DSC（Display Stream Compression）压缩支持。
我来初步计算一下，按照分辨率x刷新率x色深，6144 x 3456 x 60 x (10x3)的原始带宽需求达到38,220,595,200（也就是38Gbps），这已经超过DP 1.4的最大物理带宽——4通道*8.1Gbit/s = 32.4Gbit/s。所以需要引入DSC。
上表有点老，还没有把DP 2.x新规范加进去。我们在这里主要先看RGB 4:4:4的支持能力，YUV 4:2:2和4:2:0色差分量对带宽的需求降低一些。
如上表，传统的单个DP 1.3和1.4接口在HBR3 25.92Gbit/s模式下，可以支持到5K 60Hz和8K 30Hz；加上DSC压缩技术之后，即可单路支持8K 60Hz——自然也向下满足6K分辨率的需求。
相比之下，HDMI 2.0的带宽有限只能支持到4K 60Hz；HDMI 2.1最高带宽提升到42.6Gbit/s，加上DSC之后也能支持8K 60Hz。
具体到U3224KB显示器，下面我们来看看各视频接口带宽更详细的说明：
1、首先是通过TBT4雷电上行接口，有两种连接模式。如果只是包含DP 1.4的USB-C连接（如笔记本的非雷电口），在DSC启用时可支持1个6K 60Hz显示器；而若是雷电4连接（带宽更大），则可以用雷电下行接口以菊花链形式连接第2台U3224KB显示器。
2、通过mDP 2.0接口，主机端可以是mini DP或者标准DP。在DSC压缩禁用的情况下，只有显卡DP 2.0输出（UHBR 13.5G）才能达到6K 60Hz；而HBR3 8.1G（也就是DP 1.4）只能30Hz。如果DSC启用，则HBR3 8.1G也能支持6K 60Hz传输。
3、再来看HDMI 2.1接口，除了显卡接口支持之外，这里还要注意线缆，如果是HDMI 2.0的线缆则只能支持到4K 60Hz。
关于显卡我也多说两句：尽管最新的Intel集显也能支持8K分辨率及视频解码，但考虑到其功耗限制和性能表现，我还是建议6K显示器的用户搭配独立显卡。除了针对工作站的专业显卡之外，U3224KB用户也可以按需选择中高端的GeForce。
NVIDIA显卡在输出接口方面不算激进，从Ampere系列（包括GeForce RTX 30x0）开始已经支持DP 1.4a（含DSC）和HDMI 2.1。下文中，我会介绍使用RTX A4000显卡的验证情况。
AMD最新的Radeon Pro W7900专业显卡已经支持DP 2.1接口，最高UHBR 20 77.4Gbit/s带宽。用它来配合U3224KB显示器的话，即可实现完全无损6K 60Hz输出。
参考上图，如果是老一点的显卡，可能驱动里没有6K分辨率选项（8K规格出现较早），这时建议升级显卡驱动。
DP 1.4 DSC连接实战：6K 10bit色彩 + HDR显示设置
本次测试我使用NVIDIA RTX A4000显卡，随便拿一条以前手头的mDP to DP线缆连接到U3224KB显示器。看上去挺顺利，除了6K分辨率60Hz之外，有没有还差点什么？
注：这几张照片是我用手机随便拍的，请忽略下效果。谢谢
如上图显示器菜单，当前DP Stream信息为（4x）8.1Gbps DSC，也就是启用压缩的DP 1.4。在分辨率后面的24-bit，代表当前红/绿/蓝的色深是8-bit。
在NVIDIA显卡驱动的控制面板里，可以设置U3224KB使用颜色深度8 bpc还是10 bpc。
当我把前面的修改应用生效后，显示器菜单就显示30-bit（10-bit）了。这时，我发现在Windows显示设置界面里还没看到HDR。回忆下过去的经验，是不是显示器菜单里也要改一下？
如上图，U3224KB的Smart HDR设置默认为关闭，并有多个不同的HDR可选项。这次我先切换为DisplayHDR 600。
打开显示器的HDR之后，在Windows设置和NV显卡控制面板中就可以选择了，如上图中的“HDR（64位）”。
如上图，这下达到“满血”设置了：）当然，也不是所有用户都建议在平时就打开HDR。
我使用的测试主机是Dell新发布的高端塔式工作站（参见《Dell Precision 7960 Tower工作站：模块化的传承与提升》），加上RTX A4000一共安装了4块GPU显卡，就是搭建的一个超高清视频处理Demo。
在Windows设备管理器里，可以看到Dell U3224KB显示器集成的4K摄像头、扬声器、回音消除话筒（麦克风）以及2.5GbE USB网卡。其中需要装驱动的主要是网卡。
6K显示器应用展望：影视制作最多？
在戴尔显示器京东自营旗舰店，我看到对U3224KB推荐的主要应用领域，包括影视制作、游戏设计和专业设计，基本都是工作站的客户群。
虽然我还没有看到过6K的终端播放设备（电视或者投影机），但能拍摄5K、6K格式视频的录像机已经不少了，包括R3D、Prores等编码的。CMOS传感器这东西，如果最大支持8K分辨率，向下兼容不难（这一点可参考相机/摄像头）。
就像现在有的客户用4K显示器播放、处理8K视频，拿6K显示器兼顾到4K、8K视频应用也是可以的。广电视频制作中除了剪辑、特效还有调色等环节，等到需要上监预览（对色彩、亮度较苛刻）的阶段，一台LED的专业4K HDR监视器价格美好，所以也有些客户会用大屏电视来“凑合”下。
先不深入聊了，毕竟我不是视频领域的专业技术人员：）但我还可以给大家推荐一下专家的讲座和观点——《BTV超高清（4K/8K视频）系统建设体会》。
参考资料
https://dl.dell.com/content/manual16665252-dell-ultrasharp-32-6k-monitor-u3224kb-%E7%94%A8%E6%88%B7%E6%8C%87%E5%8D%97.pdf?language=zh-cn
https://www.apple.com/pro-display-xdr/pdf/Pro_Display_White_Paper_Feb_2020.pdf
扩展阅读：《企业存储技术》文章分类索引（微信公众号专辑）》
注：本文只代表作者个人观点，与任何组织机构无关，如有错误和不足之处欢迎在留言中批评指正。如果您想在这个公众号上分享自己的技术干货，也欢迎联系我：）
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