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Pourquoi le MacBook ne gère pas correctement la 4K ?

Anthony Nelzin-... | | 12:00 |  60

Alors que l’on voit apparaître ordinateurs et adaptateurs capables d’exploiter deux écrans 4K sur un port, le MacBook n’est même pas capable d’en gérer un à ses pleines capacités. À cause de son USB 3.1 Gen 1 ? De sa petite puce graphique intégrée ? Éléments de réponse.

Le port USB-C du MacBook. Image MacGeneration.
Le port USB-C du MacBook. Image MacGeneration.

Avant d’entrer dans le vif du sujet, nous vous recommandons la lecture de deux articles :

Comment fait-on passer de la vidéo dans l’USB-C ?

Le « connecteur USB de type C » a été conçu comme un connecteur universel, capable non seulement de fournir une alimentation électrique et de faire transiter des données, mais aussi de s’ouvrir à de nouvelles normes. Cette dernière fonction est offerte par le biais de « modes alternatifs », qui changent à la volée les fonctions des broches du connecteur.

Une représentation schématique et simplifiée des broches du connecteur USB-C. Quatre « lignes » peuvent être utilisées soit pour transférer des données avec la norme USB 3.1, soit pour prendre en charge des « modes alternatifs ». Chacune de ces lignes correspond à une paire de broches sur le connecteur, par exemple la broche A2 (transmission) et la broche B11 (réception). La ligne SBU (broches A8 et B8) est aussi utilisée pour faire transiter les fonctions « auxiliaires » du DisplayPort. Image MacGeneration.Cliquer pour agrandir

Le mode alternatif le plus employé, et celui qui nous intéresse aujourd’hui, est sans doute le mode DisplayPort. Selon les besoins, il peut exploiter une, deux, ou les quatre lignes ouvertes aux modes alternatifs. Il peut aussi utiliser la ligne SBU pour faire transiter un flux audio, des informations de verrouillage HDCP, ou encore la topographie MST. Enfin, il prend en charge DP 1.2 et DP 1.3, mais pas (encore) le DP 1.4 qui vient à peine d’être finalisé.

En DP 1.2, la bande passante de chaque ligne plafonne à 5,4 Gbps ; en DP 1.3, elle atteint jusqu’à 8,1 Gpbs. En utilisant les quatre lignes et en soustrayant l’overhead, et à condition que la longueur des câbles ne dépasse pas les deux mètres, on obtient donc une bande passante utile de 17,28 Gbps en DP 1.2, et de 25,92 Gbps en DP 1.3. Or pour afficher 60 images par seconde sur un écran 4K UHD, il ne faut « que » 12,74 Gbps.

Comment ça, 25,92 Gbps ? Le port USB-C est limité à 10 Gbps !

Non : vous confondez le connecteur USB-C et la norme USB 3.1. La norme USB 3.1 spécifie bien un débit maximal de 10 Gbps, réduit à 5 Gbps dans la « Gen 1 » utilisée par le MacBook et le Chromebook Pixel. Mais bien qu’ils aient été présentés ensemble, connecteur et norme ne sont pas liés : un connecteur USB-A peut gérer la norme USB 3.1, et la norme Thunderbolt 3 a adopté le connecteur USB-C.

Dans ce dernier cas, un connecteur USB-C peut débiter à 40 Gbps, ce qui montre bien que le problème n’est pas physique. Et même sans parler du Thunderbolt, vous mobilisez près de 6 Gbps lorsque vous branchez un écran 4K UHD au MacBook par l’intermédiaire de l’adaptateur HDMI d’Apple, alors même que l’affichage est limité à 30 Hz. Il faut « oublier » les débits de l’USB 3.1 lorsque l’on parle des modes alternatifs ou du connecteur USB-C.

Mais tout de même, il ne faut pas du DP 1.3 pour la 4K ?

Non plus : on utilise des écrans 4K UHD — et à 60 Hz — avec des ports DP 1.2 depuis plus de deux ans. Mais il est vrai que le DP 1.3 facilite grandement la prise en charge des très hautes résolutions. C’est que le mode DisplayPort ne peut exploiter les quatre lignes dédiées aux modes alternatifs qu’à certaines conditions.

Dans la plupart des cas, il doit se contenter de deux lignes. La bande passante est alors réduite à 8,64 Gbps en DP 1.2 : c’est largement assez pour deux écrans 1080p, encore suffisant pour un écran 4K UHD à 30 Hz, mais pas pour un écran 4K UHD à 60 Hz. Le DP 1.3 permettrait quant à lui de débiter près de 13 Gbps, donc de gérer un écran 4K UHD à 60 Hz.

Les possibilités offertes par les différentes normes DisplayPort. Image VESA. Cliquer pour agrandir

Dans le cas idéal où le mode DisplayPort peut utiliser les quatre lignes, le DP 1.3 permettrait même de relier deux écrans 4K à 60 Hz, ou un gros écran 4K DCI à 60 Hz. On peut aussi imaginer gérer la HDR qui a fait son apparition sur les Blu-ray, ou augmenter la profondeur des couleurs comme Apple semble vouloir le faire.

En poussant un peu, il est même possible de brancher un écran 8K, quoiqu’il faudra attendre que le DP 1.4 se répande pour se passer de compression. En attendant, on pourra toujours se rabattre sur ce monstre d’écran qu’est le Dell UP2715K, qui affiche 5 120 x 2 880 px. Mais aucun Mac n’est compatible DP 1.3 : pas même le Mac Pro ne peut gérer cet écran 5K avec un seul câble.

Donc le MacBook devrait gérer la 4K à 60 Hz ?

Ce n’est pas son port USB-C qui l’en empêche. Ni sa petite puce graphique : Intel dit très clairement qu’elle peut gérer un écran 4K UHD à 60 Hz en plus d’un écran interne. Quoi, alors ? Des considérations thermiques : le MacBook ne possède pas de ventilateur, et sans refroidissement actif, la plateforme Core M bride la 4K à 30 Hz. La 4K à 60 Hz n’était pas un objectif du cahier des charges d’Apple lors de la conception du MacBook.

C’est une note au pied d’un tableau perdu au milieu du premier de deux volumes d’une spécification technique qui révèle le pot aux roses. Image MacGeneration.

Au passage, elle s’épargne des explications alambiquées sur le fonctionnement des modes alternatifs. Si le mode DisplayPort utilise quatre lignes, et il faut qu’il le fasse pour gérer un écran 4K UHD à 60 Hz en DP 1.2, il n’en reste plus aucune pour l’USB SuperSpeed. On imagine mal Apple expliquer que le MacBook possède un port USB 3.1… qui passe en USB 2.0 lorsqu’un écran est branché.

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60 Commentaires Signaler un abus dans les commentaires

avatar Paquito06 02/06/2016 - 12:10 via iGeneration pour iOS

Merci pour l'article détaillé et instructif!

avatar iapx 04/06/2016 - 18:34

Avec une suite: "Pourquoi l'AppleWatch gère mal la HD", ou "Pourquoi le Mac Pro" gère mal la 8K.

Ou peut-être, simplement, on regarde des films à 23.976 images/secondes, mais pour utiliser un client email ou un traitement de texte, ou naviguer sur le web, il nous faut du 144Hz avec du freesync/gsync.

Étrange, à ce demander si ils ont essayé :)

Finalement ça m'en apprends plus sur le coté subjectif de certains articles éditoriaux, et les orientation éditoriales, ou alors sur les lecteurs et leurs a-priori ( sans avoir essayé), que sur les "limites" du MacBook, qui fait mieux qu'un MacBook Pro 17" 2011 avec un écran 4K (et sans surchauffer lui!)

avatar pocketalex 02/06/2016 - 12:15 (edité)

En gros, si l'on utilise le macbook pour ce en quoi il a été prévu, dans un canapé, un avion, un train, en voiture, au lit, en terrasse d'un bar, etc ... on ne pourra pas brancher son écran 4K 60Hz que l'on trimballe tous les jours avec soi, accompagné d'une rallonge 220V de 30 mètres et/ou d'un petit groupe électrogène pour le faire fonctionner.

Mmmmh c'est vraiment de la merde ce Macbook



avatar YARK 02/06/2016 - 12:25

D'ailleurs je me demande s'il n'y a pas comme un pléonasme entre Macbook et m....

avatar melaure 02/06/2016 - 14:27

Il a été prévu pour ramener beaucoup de cash, c'est tout : coût de fabrication faible, c'est juste deux tranches d'alu avec rien entre, prix de vente au septuple, et hop maxi cash !

Moralité, tu n'as pas vraiment besoin d'un ordi, mais tu es riche et tu veux te la "peter" devant tout le monde : tu achètes un MacBook !

en tout cas, merci pour l'article, et ces détails sur l'exploitation des bandes passantes.

avatar desertea 02/06/2016 - 17:36

Et même dans ce cas tu passes pour un con. Car avoir les moyens c'est une chose, acheter de la merde (même chère) en est une autre ;)

avatar C1rc3@0rc 06/06/2016 - 09:57

@melaure

Bonne définition en effet.

Y a quand meme un problème que l'article n'aborde pas et qu'Intel se garde bien de mettre en avant: le HD graphic 515 utilise exclusivement la RAM disponible a l'inverse des autres unités graphiques qui ont une mémoire cache dédiée, eux.

Ca veux dire que malgré les allégations d'Intel ça pose un très gros problème pour la 4k et pour OpenCL!
Cela contribue a faire exploser la température avec la sur-utilisation de la mémoire: sans cache les aller-retours avec la RAM sont intenses, ça bouffe de la bande passante et ça sur-exploite le processeur et les unités de gestion de la mémoire!

Clairement le Core M a été taillé pour faire tourner un smartphone, mais il chauffe trop pour cet usage et donc il se retrouve dans les tablettes et netbook. Faut pas lui en demander plus que ça, et c'est déjà beaucoup.

Il faut rappeler que le TDP réel du Core M c'est 15 watt, les 4 watt ne sont atteignables que si le processeur tourne très peu, et Intel a tout fait pour optimiser ce mode "fainéant" qui seul permet de faire croire a une amélioration de la puissance par watt, alors que les core x86 n'ont pas vu d'amélioration depuis le passage du 32nm...

Ce qui est très con de la part d'Apple, c'est d'avoir conçu un PC sans refroidissement actif et d'y avoir collé un x86.
La solution était de mettre un ventilo et mettre un Core i3 ou un Core i5, ou alors pas de refroidissement mais passer a l'ARM.

Mais bon Ive a fait des choix dont il a la responsabilité, maintenant c'est le client qui en assume les conséquences et maintenant le client est averti de ça!

Bref le netbook d'Apple c'est une machine a ecrire faite pour l'usage mobile, c'est pas fait pour etre connecté a quoique ce soit, hormis le secteur et le Wifi!

UPDATE: c'est possible de passer de la 4k en 60ghz 9to5mac donne la solution, donc a appliquer sans moderation ;->

avatar charliedeux 03/06/2016 - 13:11

@C1rc3@0rc: Le problème c'est que le client n'est pas forcement averti avant l'achat non. Par contre oui il en assume bien les conséquences...

Au niveau de la chauffe je confirme, mon macbook Retina 12 monte régulièrement à plus de 80 degré (en streaming video). Peut on 'forcer" ce mode "fainéant" pour éviter de faire croitre la puissance par watt ? ca éviterai en théorie la surchauffe ? quelles conséquences pour les usages multimédia du genre streaming ?

avatar FredStrasbourg 02/06/2016 - 12:28 (edité)

Quel rapport ? Ce n'est pas parce que ce MacBook est un portable que tu ne veux pas pouvoir le brancher sur un grand écran lorsque tu rentres chez toi !
Je suis graphiste, et j'utilise au quotidien un MacBook Air dans mes déplacement. Et le soir, je suis content de pouvoir le connecter à un Thunderbolt Display pour bosser confortablement. Ça m'évite d'avoir un deuxième Mac à la maison (un troisième en fait, je fais abstraction de mon Mini médiacenter).
Qui parle de trimballer un écran ?

avatar rolmeyer 02/06/2016 - 13:00 via iGeneration pour iOS

@FredStrasbourg :
Absolument et pour ce genre d'usage Apple a deux lignes de portables Air et Pro. Le MacBook 12 n'est pas fait pour ça c'est un iPad Air avec OS X dessus. Ce n'est pour rien qu'il arrive en 3 couleurs et qu'il n'a qu'un connecteur. Et j'ai dit iPad Air et pas iPad Pro Parce que les pro ont besoin qq fois de faire des choses compliquées, et brancher des accessoires et c'est pour ça qu'Apple rajoute discretos un connecteur à l'iPad pro en plus d'un contrôleur USB 3. Avec le lightning ET le smartconnector on a deux 2 ports, avec au moins un pour la charge et un pour les datas.

avatar C1rc3@0rc 02/06/2016 - 20:17

C'est vrai qu'un iPad pro est plus ouvert et fonctionnel (et puissant) que le netbook d'Apple!

En plus si on est un peu honnête, on se rend compte que tous les usages possibles avec le netbook sont possibles et meme plus avec les iPad Pro.

La connerie d'Apple c'est d'avoir des iPad - qui ont achevé les netbook - et d'avoir produit un netbook au lieu de renforcer l'offre sur l'iPad (et maintenir les prix dans le raisonnable, parce que 115% d'augmentation c'est pas justifiable)

Mais bon depuis 2012, la cohérence et Apple sont 2 choses divergentes.

avatar pocketalex 02/06/2016 - 13:17

@FredStrasbourg : mon commentaire était totalement ironique :)

Ce MBr est un formidable laptop, non dénué de défauts, mais il a la possibilité de se connecter à quasiment tous les écrans du marchés sauf certains modèles de très haute résolution type l'écran TB Apple ou les écrans 4K 60Hz

Mais ces écrans sont plus prévus pour être connectés à des stations de travail qu'un un ultra-portable ultra-mobile, c'est donc pour moi un non problème.

@rolmeyer

L'iPad Pro est bien moins pro que le MBr. Le MBr a un connecteur unique car il est pensé pour travailler (donc usage pro) dans le cadre de la mobilité et en exploitant le sans fil
Comparer un iPad et un Laptop est complètement ridicule, une tablette c'est pour consulter des documents, un laptop pour travailler avec des logiciels de productivité. L'un fait l'autre et l'autre fait (un tout petit peu) l'un, mais ça n'a rien à voir
Et le smart connector pour les datas ... hi hi hi. Les datas du clavier, oui, sinon pour le reste...

avatar C1rc3@0rc 02/06/2016 - 20:22 (edité)

Ben ironique, non en fait.
Il y a quand meme un très gros problème: le netbook d'Apple se glorifie d'être Retina...
Comment justifier de ne pouvoir le connecter qu'a des écrans non retina!

Et non le netbook d'Apple est un joujou pour riche qui se la péte, c'est pas du tout une machine pour les pro.
Donnes nous la liste des usages en mobilité qui sont impossibles avec un iPad pro et qu qui sont possibles avec le netbook pommé!

avatar ErGo_404 02/06/2016 - 12:30

Dire que l'on prévoit un ordinateur à 1000 euros ou plus qui est exclusivement réservé à un usage nomade et surtout pas sur un bureau, c'est quand même admettre qu'on fait un jouet pour riches.

C'est un peu ridicule, le Core M est tout à fait apte à faire de la bureautique et on peut très bien l'imaginer en machine principale pour un commercial, qui voudrait le brancher à un écran sur son bureau mais qui profiterait quand même de l'ultra mobilité dans les autres cas. Pour ce cas d'usage comme pour beaucoup d'autres, il n'y aurait aucune raison technique de vouloir un second ordinateur "juste" pour profiter d'un grand écran.

avatar mat 1696 02/06/2016 - 12:41 via iGeneration pour iOS

@ErGo_404 :
Ben on peut le brancher sur un écran via l'adaptateur USB C --> HDMI

L'écran n'a pas besoin d'être 4K.

Mais perso, je pense que l'année prochaine le Macbook gagnera un second port, le thuderbolt et la possibilité de le brancher facilement à un écran 4Ky

avatar Niarlatop 02/06/2016 - 21:28 (edité)

Tu as essayé de brancher un écran non Retina sur un Mac Retina ?
Passer les yeux de l'un à l'autre met en avant le manque de qualité des dalles LowDPI, vu le temps que je passe chaque jour devant un PC, même si le gabarit du MacBook était parfait pour moi en déplacement, je me suis rabattu sur un Retina 13 et un écran externe 4K qui bénéficie de la même finesse de texte que l'écran interne du Mac.

Au moins j'ai un ensemble homogène, ce qui est impossible (sauf la bidouille expliquée en fin d'article à priori) avec le MacBook 12…

avatar iapx 02/06/2016 - 13:08

Ceci dit moi j'ai un écran 4K (Asus PB287Q) dans mon bureau chez moi, que j'utilise donc à 30Hz, et c'est très agréable (aux limitations en terme de contraste et de colorimétrie de la chose). Le 30Hz ne me gêne pas vraiment, moi, et notamment les scrolling sont fluides visuellement.

Il m'est même arrivé d'utiliser les deux écrans (interne et 4K externe) simultanément, en voyant un légère différence de réactivité, mais vraiment, là on est dans l'extrême vu la machine.

Mon vieux MacBook Pro 17" 2011 avec sa Radeon dédiée est beaucoup beaucoup moins à l'aise avec l'écran 4K (toujours en 30Hz avec adaptateur actif): affichage saccadé et surchauffe rapide de la GPU!!!

avatar jb18v 02/06/2016 - 12:18 via iGeneration pour iOS

Justement pour les câbles il n'y a pas un gars qui a entrepris de tous les tester ?

avatar françois bayrou 02/06/2016 - 13:14

"Si le mode DisplayPort utilise quatre lignes, et il faut qu’il le fasse pour gérer un écran 4K UHD à 60 Hz en DP 1.2, il n’en reste plus aucune pour l’USB SuperSpeed."

Pu.... ca devient compliqué l'informatique.
Avant on avait ( au moins ) un port VGA capable d'encaisser _toutes_ les résolutions* et 4 ports USB

Maintenant on a un port qui fait tout, mais pas forcément, du coup il y a des articles de 2 pages qu'on peut lire pour essayer de s'y retrouver et comprendre pourquoi ca marche pô

Après c'est clair que c'est joli : on n'a qu'un trou dans le portable, à peine plus gros qu'un kensington.
Génial.

* ( la limite était celle du DAC utilisé. Le 4k en VGA est tout à fait possible, merci de ne pas confondre avec la résolution VGA : je parle du PORT )

avatar C1rc3@0rc 02/06/2016 - 20:32 (edité)

Faut comprendre un truc avec l'USB => c'est un port serie conçu pour les peripheriques lents!

Ça veut dire que ce port est prévu pour connecter des clavier/souris, petites cles USB,... et c'est tout.

Deja lui connecter un disque dur c'est inhumain, mais en plus ce port n'est pas autonome et c'est le processeur qui doit tout gerer (a l'inverse du Firewire et du Thunderbolt qui sont autonomes et déchargent le processeur)!

La norme 3 a rajouté des fonctions pour éviter le drame avec les disques d'aujourd'hui et aussi un voie pour la video, mais c'est du bidouillage sur un vieux machin pas prévu pour ça.

Donc le principe d'un port USB c'est qu'on y connecte un seul peripherique, et pas trop exigeant.
Donc l'idiotie totale c'est de mettre 1 seul port USB sur une machine qui n'a strictement rien d'autre. Certes ça permet de monter les marges mais pour l'utilisateur c'est la galere.

Donc en fait on a pas un port qui fait tout, on a un port qui fait rien.
Autant prendre un iPad a ce compte.

avatar Stardustxxx 02/06/2016 - 21:46

@C1rc3@0rc
USB : Universal Serial Bus.

Universel, donc on peut brancher des peripheriques lents et rapide. Ca a ete concu pour etre universel pas pour etre lent.

Une camera pro haute def en USB 3 ca demande pas mal de bande passante, et je parle de cameras utlisees en computer vision, pas du camescope du grand pere. L'USB 3.0 le gere tres bien.

De meme la derniere Kinect utilise l'USB 3 car pas assez de bande passante avec USB 2.0.

Certains peripheriques ont toujours poussez au max chaque version d'USB.

avatar diegue 02/06/2016 - 13:22

Apple a besoin de se remuer le "cul" pour se mettre au niveau des demandes des clients !

avatar Penible 02/06/2016 - 15:00

pas vraiment : ils encore suffisamment de clients qui se mettent au niveau de leurs machines ...

avatar R1x_Fr1x 02/06/2016 - 13:30

C'est surement parce-qu'il faudra acheter celui d'après. Puis encore celui d'après pour la 5K des futurs écrans. Puis la 8K etc etc

avatar pocketalex 02/06/2016 - 14:03

ça ... c'est l'histoire de l'informatique :)

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