Thunderbolt Dock Kompatibilität MBP M4 Pro

[Ray519]

so habe ich mir das zumindest zusammen gereimt, ob es technisch 100% stimmt, kann ich nicht sagen.

dort müsste ich für den 2. Monitor das Thunderbolt USB-C->DP Kabel am Dock von der TB C-Buchse auf die DP-C Buchse hängen.

Sowas hätte doch sowohl bei Apple als auch bei den Dock-Herstellern irgendwo prominent abgedruckt werden müssen.

Die first-Party Docks kümmern sich zu allererst um die offiziell passenden Geräte aus ihrem eigenen Sortiment. Dafür ist bei Dell die Anleitung zB Top. Zu Apple mit dem TB-Out sagen sie nur was in einem anderen Marketingdokument, wo sie auch erwähnen zu Apple kompatibel zu sein, mit den Ausnahmen. Da ist es halt ein Problem das Apple aus der Reihe tanzt und langjährige Industriestandards boykottiert. Dann past die allgemeine Anleitung an vielen Stellen halt nicht. Aber dafür können die Hersteller eben nur eingeschränkt was. Und quasi keiner erläutert die volle TB Topology, weil das die meisten Kunden nur verwirren würde. Was also wann aus einem TB-Ausgang geht, bei Docks mit MST Hub ist sehr komplex.

Mehrere Monitore gehen an normalen Docks mit PCs über MST - über einen DP Kanal wird das Signal sozusagen in mehrere Displays aufgesplittet.

Beides.
TB3/USB4 können mehrere DP Tunnel. Für die GPU sind das getrennte DP Verbindungen, ob virtuell durch TB3/USB4 oder diskret über separate Kabel.
Intel TB3 Controller konnten maximal 2 DP Tunnel (manche sogar nur einen). Apple hatte damals die maximal-Varianten mit 2 Tunneln verbaut. Ist auch in den meisten TB3 Docks. TB4 hat mind. 2 DP Tunnel zum Minimum gemacht. Mittlerweile gibt es auch Intel TB4 Controller die 3 DP Tunnel können. Aber noch kaum im Markt.

Intel's TB5 Controller können zB alle 3 DP Tunnel (sowohl im Host, also auch in Docks/Hubs).
-> Also ein aktueller TB4 hub (wie CalDigit Element Hub), kann trotz 3 TB Ausgängen nur 2 DP Signale gleichzeitig ausgeben. War damals das verbaute Limit. Weil eben auch kein Host mehr konnte.

Apple hat auch mit den TB5 M4 Macs nur 2 DP Tunnel verbaut (weil die 3 Tunnel die Intel verbaut nicht Minimum sind. Das bleibt weiterhin 2. Gibt auch manche Windows PCs die nur 2 DP Eingänge an die GPU anbinden und den 3. ignorieren. Von Apple wissen wir das nicht aus technischen Daten, sondern weil motivierte Experten die internen Daten der Treiber dumpen, wo ein USB4 Controller beschreibt was er kann. Und Apples M4 TB5 Controller sagen dort 2 DP Tunnel, UHBR10, UHBR20, kein MST.

MST kommt immer on-top zu den DP Tunneln. Man könnte jede DP Verbindung mit MST noch weiter unterteilen, bis man in die Limits der GPU rennt. Und alle TB/USB4 Controller die nicht von Apple sind, erlauben das und können MST transportieren, wenn die Geräte davor und danach das können.

Bei TB3/USB4 ist die Bandbreiten-Aufteilung komplex. Da die DP Verbindungen nichts von TB wissen müssen, wird im Zweifel die maximale Bandbreite per Geschwindigkeit reserviert. Das führt zu sehr diskreten Bandbreiten Limits bei mehreren DP Tunneln. Aber durch die Art wie GPUs DP Verbindungen mit MST Hubs aushandeln, wird dort eigentlich immer die höchste Geschwindigkeit genutzt. Am Bbeispiel vom HP G2: Bei einem TB3/USB4 Host mit 2 DP Tunneln, gehen auch weiterhin der TB-out für Display und einer der "Haupt"-Ausgänge via MST Hub. Nur der MST Hub "reserviert" sich die Mehrheit der Bandbreite (4xHBR3, ~26 Gbit/s) und für den 2. DP Tunnel bleibt nur 4xHBR1 (8.6 GBit/s übrig). Während viele Leute von TB erwarten, dass man bei 2x 4xHBR2 (17.3 Gbit/s pro Verbindung. Das klassische für 2x 4K60 via 2 DP Tunnel) herauskommt.

Im Kompatibilitätsmodus für DP Alt mode, gibt es nur eine einzige DP Verbindung (meist nur eine halbe). Da kann ein TB Controller also nichts mit anfangen, die wird weitergeleitet genau wie sie ist (zu MST Hubs, wenn man hat, wie auch die Tunnel vorher). TB3 Controller wie im HP TB G2 können das nur über den DP Ausgang (zum MST Hub), nicht den TB-out. Neuere TB4 Controller können das zu jedem DP-fähigen Ausgang weiterleiten. Also das HP TB G4 kann auch an einem DP Alt mode Host den TB-out für 1 Monitor nutzen. Anstatt den Hauptausgängen.

Und das Port Limit ist hier nicht das große Problem. Dell WD22TB4 hat zB 2 TB-outs + die "Haupt" MST Outs. Aber es gehen eben immernoch max. 2 DP Tunnel. Also entweder beide TB-outs oder 1 TB-out + Hauptausgänge. Und sobald einer der Hauptausgänge mit MST genutzt wird, wird dafür die große Mehrheit der Bandbreite reserviert und die TB-Ausgänge bezüglich DP entsprechend gedrosselt.

TL;DR; Aufgrund von hartnäckigen Apple-Limits, können selbst die highest-end Macs weiterhin max. 2 DP Tunnel pro TB Ausgang. Während viele nicht-Apple TB5 hosts und alle TB5 Hubs schon bei 3 sind. Aber MST war bisher viel praktischer, auch was die Nutzung von DSC und die Granularität der Bandbreitenaufteilung angeht. Und jede GPU außer von Apple kann MST. Und insbesondere auch für die Rückwärtskompatibilität zu nicht TB/USB4 Hosts, wo die gleichen Ausgänge am Dock dann immer noch gehen, nur für weniger Pixel. Weshalb der TB-out meist nicht groß für Monitore beworben wird.

Und ja, grundsätzlich garantiert jeder TB-out, dass auch DP Alt mode geht. Nur bei TB3 Ära Controllern eben nur, wenn der Controller auch mit TB3 angebunden ist (und der Host entsprechend DP Tunnel bereit stellt). Der Port kann es aber.

Ergänzung (29. März 2025)

an Macs sind die integrierten Docking-Stations mit DP-out von Bildschirmen nicht nutztbar.

Genau genommen sind es nur MST Hubs die nicht nutzbar sind. Weil Apple die nicht ansprechen kann und dann müssen die sich verhalten wie ein einfacher Passthrough zum ersten angeschlossenen Monitor.

Einen Monitor mit TB-Eingang brauchst du eigentlich fast nie. Das ist ja letztendlich auch nicht anderes als ein DP Monitor mit eingebauten TB-Dock (genauer: TB Controller, der 1 oder mehrere DP Tunnel aus der Verbindung holen kann oder DP Alt mode direkt weiterleitet).

Das würde nur einen Unterschied machen, wenn du zB einen Host hast, der 3 DP Tunnel kann, aber nur einen TB4 hub der nur 2 DP Ausgänge kann. Dann kannst du am Hub also nur 2 DP Tunnel extrahieren. Aber die Weiterleitung eines DP Tunnels in TB3/USB4 Verbindungen braucht keinen DP Ausgang. Wenn du als ein weiteres Dock / oder einen TB-Monitor hinten dran hängst, kann man um das Ausgangs Limit drum herum Arbeiten. Aber in der Apple Welt hat bisher nichts mehr als die 2 DP Tunnel. Der Rest sind komplexe Bandbreiten-Limits um die Apple drum herum trickst, wenn sie ihre eigenen Monitormodelle erkennen.

Ergänzung (29. März 2025)

Ich zeige dazu gerne immer dieses hier zur Illustration (Grafik vom Windows USB4 Treiber über die USB4 Verbindungen und Controller).

Blaue Boxen: USB4 und TB3 Controller. Von oben nach unten, links nach rechts: Intel TB4 Host, CalDigit Element Hub, Anker 556, Dell WD19Tb

Die bunten boxen auf Verbindungen sind Tunnel. Hier kann man die 2 DP Tunnel von Host zum Element Hub sehen. Und die einzelnen Tunnel zu den weiteren Hubs / Docks.

Auch zu sehen innerhalb der Controller sind die Tunnel-Ein/Ausgänge. Jeweils in der selben Farbe wie die Tunnel. Die Intel Host Controller haben nur 2 DP Tunnel für 2 Ausgänge. Und zum Beispiel der Element Hub hat auch nur 2 DP Ausgänge, die aber gar nicht benötigt werden, weil er beide DP Tunnel jeweils innerhalb einer TB3/USB4 Verbindung weiter tunneln kann. Der Anker 556 (Via VL830 USB4 COntroller) hat nur einen DP Ausgang der zu einem MST Hub geht. Das Dell WD19TB hat 2, aber aktuell wird nur ein Ausgang genutzt (der zum MST Hub. Was man in der USB4 Topologie nicht sehen kann. Da geht es nur um die Tunnel, nicht was dadurch geht).
Hätte der Host noch einen 3. DP Tunnel und es wäre noch Bandbreite übrig, könne man die freien DP Ausgänge in den diversen Controllern noch nutzen. So nicht.