USB-C passthrough

[twixxn]

Hallo,

nachdem ich jetzt einige Zeit gesucht habe, und leider nichts gefunden habe, dachte ich mir ich versuch mal hier mein Glück.

Ich bin auf der Suche nach einer Art USB-C Dock, der sowohl Powerdelivery, HDMI als auch eine Art Passthough von USB-C kann. Also einen USB-C Anschluss, der wiederrum Thunderbolt oder USB3.2 DP Kompatibel ist. Womit man dann auch einen USB-C Monitor/Brille anschließen kann. Alles was ich bisher gefunden habe sind Hubs, die zwar 3.2 können, aber alles ohne Video. Oder ich hab falsch geschaut, da ich bisher in der "portablen" Kategorie geschaut habe.

Hat jemand von euch so etwas schon im Einsatz? Und ja, ich kann mir gut vorstellen, dass dann ein HDMI/DP und USB-C DP parallel nicht funktionieren könnte und eher ein "Entweder-Oder" ist.

VG
twixxn

 

[Lawnmower]

Also ich denke wenn es kein Thunderbolt Dock ist, kann es nicht einfach hinten rum Thunderbolt kompatibel werden.
Denke viele Thunderbolt Docks haben wieder Thunderbolt USB-C Port, z.B. https://geizhals.de/hp-thunderbolt-dock-g4-4j0a2aa-abb-a2771486.html
Leider fehlen hier jegliche Infos um was für Geräte es geht.

 

[Ray519]

Fyi "USB 3.2" sagt nichts über die Geschwindigkeit aus. Das könnte USB3 5Gbps sein.

Thunderbolt oder USB3.2 DP Kompatibel ist.

Das ist ein großer Unterschied und kann je nach Host noch mehr Unterschied machen.

a) TB4 Hubs haben mehere TB outputs. Die DP Output Fähigkeiten hängen daran, was der Host ausgeben kann, in der exakten Konfig in der es vom Host kommt.
b) gibt auch die non-TB4 hub Hoover Ridge USB-C hubs, die ein billiger Abklatsch davon sind. Zwar selten, aber gibt es. Nutzen USB4 DP Tunnel für die Ausgabe. Bloß kein TB/USB4 Output. (Die lassen quasi nur die TB Output Fähigkeit von Goshen Ridge, was in TB4 Hubs drin ist, weg. Der Rest ist gleich)
c) Dell WD19/22 haben einen MFDP Output der von einem MST Hub kommt und auch USB3 10Gbps kann, je nachdem was gebraucht wird. Bin mir nicht sicher wie viel Strom der liefert. Ein HP Dock hat das auch genau wie das Lenovo TB4 Dock im richtigen Modus (keine Garantien wann es diesen Modus wählt).

Edit: bei HP das TB4 Dock G4.

Edit2: "passthrough" ist unspezifisch. Gibt an, was dein Host kann und was du brauchst am Ausgang. Erst recht mit anderen Display Ausgängen ist das kein Passthrough mehr. Oder es ginge Auasschließlich mit USB4/TB.

 

[Der_Dicke82]

Moin moin,

das wird es so wahrscheinlich nicht geben, da ein Dock den DP im USB C ja schon für HDMI, DP oder andere Videoausgänge benötigt und ihn deshalb gar nicht mehr weitergeben kann.

Schon so muss bei jedem Dock die gesamte Bandbreite des USB-C eingangs aufgesplittet werden. Deswegen gilt auch immer, das ein Ausgehender USB Anschluss maximal die Bandbreite des eingehenden haben kann, minus aller anderen am Dock genutzten features. (USB 2, Gbit LAN o.ä.)

Deine Lösung wäre ein Notebook mit mehr als einem USB C Anschluss inkl. DP etc.

 

[nutrix]

Sag doch bitte erst mal, was genau Du anschließen möchtest.

 

[Ray519]

das wird es so wahrscheinlich nicht geben, da ein Dock den DP im USB C ja schon für HDMI, DP oder andere Videoausgänge benötigt

Ich habe Beispiele gegeben und die 2 Arten beschrieben auf die das gehen kann.
Außerdem, selbst wenn man mit einem MST Hub die DP Bandbreite aufsplitten muss über mehrere Ausgänge heißt das ja nicht dass es nicht geht. Es verteilt nur die Bandbreite. Da kommt es also drauf an wie viel Bandbreite man noch an jedem Ausgang braucht und was davon man mit DSC kompensieren kann.

Schon so muss bei jedem Dock die gesamte Bandbreite des USB-C eingangs aufgesplittet werden. Deswegen gilt auch immer, das ein Ausgehender USB Anschluss maximal die Bandbreite des eingehenden haben kann, minus aller anderen am Dock genutzten features.

USB2 geht bei allem modernen Lösungen parallel. Das wird nirgendwo abgezogen.
DP Alt mode splittet statisch. Da kostet die Existenz von USB3 also die halbe DP Verbindung.
Aber a) Op wollte auch DP + USB3 am Ausgang. Braucht dort also evtl. gar nicht die volle DP Verbindung.
b) deshalb gibt es USB4, damit man nicht die DP Verbindung limitieren muss, trotz USB3.
c) Kommt ganz drauf an, was man am Ausgang braucht. Wenn du am Eingang 2xHBR3 hast, kann ein MST Hub das auch umverteilen zu einer 4xHBR2 Verbindung. Der Rest hängt dann tatsächlich davon ab, wie viel Bandbreite dein Display, etc. tatsächlich braucht, wie erwähnt.

Der Grund warum USB-C DP Alt Mode Ports an Docks und Hubs selten sind: USB-C ist aufwendiger und teurerer. Quasi kein Monitor verwendet das freiwillig wenn er nur DP braucht, sondern weil sie auch noch Strom oder USB Daten im selben Kabel wollen. Und das ist Docking, dann verkettest du quasi Docks, was die meisten nicht wollen / brauchen.
Aber das ist absolut möglich. Ist halt nur Nischenfeature. Und wird am meisten nachgefragt von irgendwelchen Leuten die eine Horde an portablen Displays an ihr Notebook anschließen wollen...

 

[Der_Dicke82]

Moin moin,

Ich habe Beispiele gegeben und die 2 Arten beschrieben auf die das gehen kann.

Das es theoretisch gehen kann, zum Beispiel über MST, ist mir tatsächlich klar! Aber ich kenne nicht ein Dock, das USB-C inkl. DP Alt. Mod. hat.

Außerdem stecke ich nicht tief genug in den USB Spezifikationen um zu sagen ob das wirklich geht.

Was die parallele Abwicklung von USB 2 angeht, wäre ich sehr überrascht wenn es nicht von der gesamt Bandbreite abgezogen wird.
Das es in jedem Fall dynamisch verteilt wird, ist mir klar, aber wenn mein Dock 4x USB 2 und zweimal USB 3 5 Gbit hat habe ich insgesamt trotzdem nur 10 Gbit vom USB C (wenn der 10 Gbit hat)
Habe ich also 4 Festplatten an USB 2, fehlen ca. 2 Gbit an Bandbreite.

 

[Ray519]

Aber ich kenne nicht ein Dock, das USB-C inkl. DP Alt. Mod. hat.

Und nochmal: Dell WD19(s) mit nur DP Alt mode + MST. Dell WD22TB4 via TB4 wie andere TB4 Hubs und den selben MFDP Port via MST wie das WD19 (weil der Main Body von den Docks identisch ist.

HP TB4 Dock G4 hat auch beides.

TB4 hubs wie CalDigit Element Hub machen das rein via TB/USB4, ohne MST.
Oder zB j5create JCD401 mit Intel Hoover Ridge (auch ohne MST, aber portable, kein voller TB4 Hub)
https://www.amazon.de/j5create-Multi-Port-Display-DisplayPort-Thunderbolt/dp/B0BGSZJD9L

Ergänzung (15. Dezember 2024)

Außerdem stecke ich nicht tief genug in den USB Spezifikationen um zu sagen ob das wirklich geht.

Was die parallele Abwicklung von USB 2 angeht, wäre ich sehr überrascht wenn es nicht von der gesamt Bandbreite abgezogen wird.

Wenn Punkt 1. dann sollte man vllt nicht an Punkt 2 festhalten.

USB2 liegt auf separaten Pins in USB-C. Genau wie das bei USB-A der Fall war. USB3 nutzt komplett separate Pins. Ein USB3 Hub enthält immer auch einen USB2 Hub der parallel läuft. Kann sogar von verschiedenen Host Controllern kommen.

Deshalb geht DP Alt Mode mit 4 Lanes + USB2. Man muss nur auf 2 Lanes runter wenn man USB3 will. Weil USB3, USB4, TB3, DP nutzen alle die selben High-Speed Wire Pairs. Aber USB2 nicht.

Auch USB4 nutzt einen USB3 Tunnel in der der USB4 Verbindung. Aber USB2 läuft parallel auf dem Kabel, nicht in irgendeinem Tunnel.

Nur TB3, wo es keinen USB3 Tunnel gab, sondern nur PCIe Tunnel und jeder TB3 Controller hat seinen eigenen PCIe-USB Controller würde die USB2 Bandbreite, alle 50 MiB/s davon aus dem PCIe Budge kommen. Beim Rest nicht.

Das ist auch warum die ganzen TB4 und USB4 Controller AICs auch eine USB2 Verbindung zum Mainboard brauchen. Die nutzen USB2 vom Chipsatz. Und haben nur ihren eigenen USB3 Controller intern. Deshalb geht USB2 da auch, wenn nichts sonst vom TB/USB4 Controller geht. Weil es einfach separate Pins sowie separaten Leitungen sind.

 

[Der_Dicke82]

@Ray519 Wirklich vielen Dank für die Ausführungen! Ich habe tatsächlich ordentlich was gelernt! Zum Beispiel das ich mit meinem gefährlichen halbwissen lieber zuhause bleiben sollte :-D

Das WD19S wird dadurch echt interessant, weisst du etwas über den Einsatz unter Linux?

Gruß, Stefan und sorry nochmal!

 

[Ray519]

Was meinst du speziell mit Linux?

Letztendlich ist es nur USB hubs und MST Hub um die DP Verbindung zu splitten.
Rest sind normale USB Peripherien (LAN, audio bevor das S dazu kam).
Das geht alles grundsätzlich unter Linux.

Grafiktreiber unter Linux sind das größte Problem. Meine Intel Treiber verweigern DSC mit diesem und verwanden MST Hub chips. Also alle Ausgänge gehen, aber eben mit limitierter Bandbreite im Vergleich. Mit DSC kann das Dock zB auch über die halbe DP Verbindung 2x 4K60 + 1x WQHD@60 antreiben. Ohne DSC 1x WQHD@60. AMD scheint DSC in der Situation grundsätzlich ein bisschen mehr zu können. Aber scheint immer noch massiv hinter ihren eigenen Windows Treibern zurück (habe ich nicht selbst. Berichte von der AMD Variante von meinem Framework). Und obendrauf noch einen Haufen USB4 Bugs. Aber das würde ja die DP-Alt mode only Variante von dem Dock nicht treffen.

 

[twixxn]

Hallo,

da mich mein Nachwuchs endlich mal zum Antworten kommen lässt, hier auch die Antwort auf eure Fragen. Und danke schon mal für die echt informativen Posts...wieder einiges gelernt.

Also ich habe sowohl ein Macbook Air, als auch ein Lenovo mit USB4...und überlege wie ich bestehende (USB-C Monitor tragbar) als auch eventuelle zukünftige Hardware (AR Brille?) anschließen kann. Ja es gibt von denen, z.b. Viture, Adapter für Brille und Strom. Aber das lässt halt nix anderes mehr zu wie Maus, Tastatur etc. Das müsste dann wieder über andere Ports laufen. Was beim Laptop noch geht, aber Tablet ist dann raus.

Aber scheinbar ist das dann doch eine Nische, die nicht so häufig vorkommt. Vielleicht streich ich dann erst einmal das vorhaben :-). Da mein PC (ja ich weiß...3 Geräte...bin halt ein Spielkind was das angeht) eh kein passenden USB-C Anschluss hat, wäre es dann nur rein für die Laptops...

 

[Ray519]

Apple kann kein MST. Und die Airs auch lange Zeit /normal nur einen DP Tunnel . Deshalb qualifizieren die ja nicht dafür die Ports als TB4 zu bewerben. Deshalb wird es bei nur "USB4" dann auch relevant, was genau für ein Controller / Gerät.

Das klingt also eher nach TB4 Hub und dann ist man halt durch die Apple Produkte limitiert.
Geräte die beides können (MST Hub + mehrere TB-outs) wie das Dell WD22TB4 haben da kompliziertere Wechselwirkungen mit. Also schwer die gleichen Anschlüsse für Windows und Apple Gerät zu nutzen. Oder man kann direkt die Ausgänge vom MST Hub weglassen.

 

[mkossmann]

Kleine Anekdote zum WD19S: Im Rahmen des Laptoptausches wegen Leasingablauf habe ich so ein Teil bekommen. Daran ging dann der alte Samsung Syncmaster S2443BW ( angeschlossen mit DP auf DVI Kabel) nur noch mit max 1280x1024 statt wie zuvor mit 1920p am alten HP-Dock

 

[Ray519]

Daran ging dann der alte Samsung Syncmaster S2443BW ( angeschlossen mit DP auf DVI Kabel) nur noch mit max 1280x1024 statt wie zuvor mit 1920p am alten HP-Dock

Deshalb meidet man aktive Adapter. Das gilt für DVI genauso wie für VGA und HDMI. Es kann gehen und das meiste sollte gehen. Aber wenn Probleme auftauchen dann da. Die Grundlage ist DP, also bei DP bleiben.

Der Monitor nutzt aber kein Dual Link DVI oder?

 

[mkossmann]

Dual Link DVI braucht man für 1920p nicht. Und es war ein passives Kabel

 

[Ray519]

Du hast ja die Refreshrate nicht angegeben...

Und es war ein passives Kabel

Ja, das Kabel war für DP++, das ist klar. Und das würde auch so gehen, wenn es in einer GPU steckt.

Aber wenn du das in ein USB-C Dock steckst, dann ist da keine GPU die nativ DVI / HDMI spricht. Das Dock bekommt ausschließlich DP. Das geht in den MST Hub. Und ein Feature dieses spezielle MST Hubs ist, dass er DP++ kann, durch seine eingebaute Adapter Funktionalität auf HDMI (also aktive Adapter). Der HDMI Ausgang kommt auch vom MST Hub.

Viele Adapter und MST Hubs haben gar kein DP++. Genau wie USB-C DP Adapter kein DP++ können.

Also evtl. sogar eine Komplikation weil der MST Hub nur für HDMI ausgelegt ist und nicht DVI. Einer GPU wäre es egal. Aber bei einem aktiven Adapter bin ich mir da nicht mehr sicher...
Specsheet erwähnt DVI sogar explizit. Das ist also nicht der Grund.
Aber es bleibt ein aktiver Adapter. Die HDMI Adapter Funktionalität hat bei mir auch nichts getaugt. Mein 3840x1600 Ultrawide bleibt einfach schwarz bei der Auflösung. Alle meine anderen aktiven HDMI Adapter kommen mit der Auflösung klar. Also mal mindestens ist der aktive Adapter Teil schlecht.

 

[Der_Dicke82]

Was meinst du speziell mit Linux?

Naja, je nach Hardware (Sound, LAN) funktioniert eventuell nicht alles direkt ootb.
Am wichtigsten ist es mir aber ob die volle "Leistung" der Videoschnittstellen zur Verfügung stehen.
An einem Dock (angepriesen mit UHD 120hz) nur auf UHD 30 Hz und bei einem anderen sogar nur auf WQHD. Wobei beide aber eher günstig waren. 25 und 50 Euro.

Ich habe aber tatsächlich keine Lust 150 oder mehr auszugeben und die gleichen Probleme zu haben.

Außerdem ist mir der powerknopf ans Herz gewachsen.

Ich nutze ein ideapad 5 14alc05 und als Dock noch ein 40a9 der Monitor ist im Moment direkt per HDMI verbunden

 

[Ray519]

Das 40a9 ist eine Generation älter. Da weiß ich nicht was der MST Hub kann.

Ab dem Nachfolger ist es der gleiche MST Hub wie im Dell WD19. Wird sich also sehr ähnlich verhalten. Aber die Linux Probleme liegen eher auf der Host / Treiber Seite die eben nicht alle DisplayPort Features korrekt umsetzen.

Und natürlich muss der Host auch noch die Fähigkeiten haben. Die CPU in deinem Notebook hat die theoretisch alle. Aber genauso wie Lenovo den HDMI Port mit "HDMI 1.4" als gedrosselt bezeichnet, gegenüber was die CPU kann, könnte DP auch gedrosselt sein. Müsste man checken. Die Specs von Lenovo sind da nicht klar, die sagen nur 4K60 für den USB-C Port. Obwohl die volle Angabe für was der Port kann (HBR3, DSC) zu 5K60 + DSC, oder 8K60 passen sollte wie Intel es in dem Fall angibt.

Allerdings hat AMD auch versagt und hat selbst in den einzig öffentlichen Spezifikationen auf der Website auch nur "4K60" stehen, obwohl die CPU wesentlich mehr kann...

Und wie gesagt, der Unterschied ob der Host DSC nutzt oder nicht sind krass. Und die MST Hubs die DSC bewerben können das auch, es sind nur die Linux GPU Treiber die das nicht machen, warum auch immer. Nicht die Schuld des Docks wenn die Treiber unter Linux versagen, wenn die Windows Treiber es können.