USB-мониторы: обзор технологии DisplayLink
Редакция THG,  4 октября 2011


Подключение множества мониторов к ноутбуку через USB

Согласно недавнему опросу, около 61% процента читателей THG имеют ноутбук. Их нет либо у тех, кому не нужна мобильность, либо у обладателей планшетов или смартфонов, которых вполне хватает для работы с электронной почтой или банковскими онлайн сервисами.

Преимущества ноутбуков очевидны — сёрфить по Сети сидя на комфортабельном диване гораздо лучше, чем изо дня в день сидеть за одним и тем же компьютерным столом. Однако, подобная свобода не приходит даром. Даже если отвлечься от меньшей производительности мобильных систем (при одинаковой цене с десктопами), вы всё ещё ограничены одним экраном.

Решить эту проблему не так то просто. У некоторых ноутбуков есть видеовыход, к которому вы можете подключить ещё один монитор. Также на рынке есть ноутбуки с видеокартами от AMD, которые поддерживают функцию Eyefinity, позволяя подключать третий монитор. Однако, их не так уж и много. Как же получить возможность подключить три или четыре монитора одновременно? Решением является технология DisplayLink, которая позволяет подключать мониторы и передавать видеосигнал по шине USB.

Подобные устройства, безусловно, полезны, но как они работают? Мы разберём эту технологию, дабы вам узнали все её аспекты перед покупкой множества мониторов для своей мобильной рабочей станции.


Программное обеспечение и драйвера
Тестовое оборудование
Ноутбук MacBook Pro 2010 13.3" Lenovo ThinkPad T410
Процессор Intel Core 2 Duo, 2.4 ГГц Intel Core i5-540M (Arrandale), 2.53 ГГц
Материнская плата - -
Оперативная память Crucial DDR3-1066 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт) Crucial DDR3-1333 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт)
Жёсткий диск Western Digital Scorpio Blue 1 Tбайт Seagate Momentus 5400.6 500 Гбайт
Видеокарта nVidia GeForce 320M nVidia Quadro NVS 3100M
Блок питания - -
Сетевая карта - AirPcap Nx USB Adapter
Операционная система Mac OS X 10.6.7 Windows 7 Ultimate 64-bit SP1
DirectX - DirectX 11
Версия драйверов DisplayLink 1.6 DisplayLink 5.6

Разбор технологии DisplayLink

USB прочно проник в нашу жизнь. Мыши, клавиатуры, принтеры, iPhone, веб-камеры, внешние жёсткие диски и даже внешние оптические приводы имеют интерфейс USB. В настоящий момент USB 2.0 является самой распространённой версией, однако сейчас, когда всё больше и больше материнских плат оснащаются USB 3.0, можно ожидать выхода на рынок множества выскопроизводительных устройств с этим интерфейсом.


DoubleSight USB-мониторы



DoubleSight USB-мониторы: портов VGA нет, только USB


Технология DisplayLink позволяет подключить монитор используя шину USB2.0 и соединиться с одним из его разъёмов (например, с DVI), или просто передать видеосигнал по USB в монитор, который оснащён USB-входом. Таким образом, данную технологию можно найти в графических адаптерах, док-станциях, USB-мониторах и проекторах.


Внутренности DoubleSight USB-монитора

Однако, вне зависимости от используемого устройства, на низком уровне процесс одинаков:

  1. Кодирование видео на хост-системе;
  2. Передача данных;
  3. Расшифровка данных в USB-устройстве.

На бумаге DisplayLink поддерживает разрешения до 2048х1152 с глубиной цвета 32 бит, однако, как заявляет компания-производитель, пропускной способности шины USB 2.0 недостаточно для поддержки разрешений выше 1024х768. В настоящее время тестируется технология для USB 3.0, но она пока ещё не готова к массовому выпуску.

Как результат ограничений USB 2.0, видеосигнал должен быть сжат, используя патентованный алгоритм. Большая часть этого процесса не разглашается и представляет собой коммерческую тайну компании. Тем не менее, мы смогли пообщаться с инженерами DisplayLink и составить представление о том, как же он работает.

Первый этап процесса — кодирование — происходит в два этапа. Сначала, от видеосигнала отделяется непосредственно информация о картинке. Идея в том, чтобы сократить количество информации, которое будет передано, так как передача большего объёма данных требует больше энергии, обработки и ценной пропускной способности. Далее, полученная информация непосредственно кодируется. На практике, DisplayLink разделяет экран на сектора и кодирует только те, картинка в которых изменяется. Как результат, перемещение курсора по экрану требует гораздо меньше ресурсов для передачи, чем просмотр полноэкранного видео.

Всё кодирование производится на хост-системе и логика DisplayLink им не занимается. Таким образом, на каждом устройстве с DisplayLink нагрузка на систему одинакова. Единственные факторы, которые влияют на загрузку процессора — это разрешение и уровень активности на экране.

Установка ПО DisplayLink


Установка под Windows



Установка под MacOS

Огромное количество продуктов с DisplayLink делают их поддержку для производителей весьма сложной. Некоторые адаптеры USB-VGA/DVI поддерживаются старыми драйверами, в то время как некоторые USB-мониторы даже не имеют драйверов под MacOS X. Секрет в том, что каждое USB-видеоустройство использует технологию DisplayLink, даже если сам производитель об этом не заявляет. В конце-концов, никто ведь не заинтересован в том, чтобы признать свое устройство точно таким же, как и остальные представленные на рынке. Это также означает, что вы можете использовать драйвера с сайта DisplayLink, если вдруг вы используете адаптер, для которого нет "родных" драйверов для вашей системы.


Установка под Windows



Установка под MacOS

Несмотря на разброс в версиях драйверов и проблемы с поддержкой, использование родного набора программного обеспечения даёт нам чувство универсальности. Таким образом, установка проходит очень быстро.

После установки драйвера можно подключать устройство с DisplayLink и им можно пользоваться. Совершенно неважно, подключаем ли мы USB-монитор или обычный DVI/VGA монитор через адаптер, он появляется в окне настройки дисплеев в операционной системе. Положительный момент — это использование стандартной шины и подключённый монитор можно использовать точно так же, как и любой другой. Есть только одна странность — пользователи MacOS не смогут делать снимки с экрана, подключенного через DispayLink.

Стоит знать, что обновление драйверов приносит с собой не только улучшенную совместимость - в компании DisplayLink говорят, что они постоянно оптимизируют процесс сжатия и кодирования.

Драйвер - "черный ящик"

Интересно, что устройства DisplayLink не отображаются в секции "Видеоадаптеры" в диспетчере устройств. Для них есть отдельная секция - "USB видеоадаптеры". Много информации драйвер не раскрывает.

Производительность изменяется в зависимости от рабочей загрузки

Так как кодирование и сжатие выполняется на стороне хост-системы, то все устройства DisplayLink делят между собой загрузку центрального процессора. Таким образом, есть два параметра, которые влияют на загрузку CPU — разрешение и активность происходящего на экране.



Простое передвижение курсора по экрану увеличивает загрузку процессора до 15%, при использовании вполне мощного Core i5. И это всего лишь лёгкая загрузка, так как кодируется и сжимается только маленькая область вокруг курсора.

Мы придумали синтетический тест, который симулирует наихудший сценарий — просмотр слайдшоу в Windows Picture Viewer со скоростью 2 изображения в секунду (результаты очень близки к более реалистичной задаче — просмотр видео в формате H.264). В обоих случаях, система обрабатывает целиком весь экран, загружая наш Core i5 до 50% при разрешении 1920х1080.


Передвижение курсора на мониторе DisplayLink


Передвижение курсора на экране ноутбука

Перемещение окна на мониторе DisplayLink приводит к кратковременным поднятиям загрузки до 20-30%, в зависимости от разрешения. Как только изображение перестаёт меняться, загрузка CPU сразу же возвращается к 2%. Это хорошо, ибо мы видим весьма пугающие цифры.

Естественно, если вы хотите избежать таких некрасивых результатов, не следует проигрывать видео на мониторе, подключенном через USB. Переключитесь обратно на дисплей ноутбука и процессор оказывается практически не загружен, благодаря видеокарте nVidia Quadro 3100M с интегрированным декодером H.264.

Очевидно, что играть на экране, подключенном через USB — это плохая идея. Мы даже не рекомендуем просматривать видео на нём. Но как механизм для поднятия производительности работы с использованием второго или третьего дисплея, DisplayLink подходит прекрасно.

DisplayLink имеет свои ограничения, однако его будущее выглядит безоблачным

Продукты DisplayLink на шине USB 2.0 имеют свою рыночную нишу. С высокими нагрузками справится корпоративное оборудование, позволяя легко подключить монитор с USB, DVI или VGA разъёмом. Однако, технология не так хорошо приспособлена к рабочим окружениям с большим количеством движений — в основном это фильмы, но и игры так же.

Если же у вас домашний офис и вы не хотите нагревать комнату несколькими видеокартами, то пара USB-VGA адаптеров дадут вам дешёвую возможность использовать несколько мониторов. Отдельным плюсом является и то, что многие USB-мониторы питаются по этой же шине, исключая необходимость в отдельном блоке питания.

Несмотря на кажущееся отсутствие ограничений по количеству одновременно поддерживаемых устройств DisplayLink, вы не можете просто взять и подключить по монитору к каждому из ваших USB-портов, так как и USB-шина, и центральный процессор очень быстро окажутся перегруженными. Когда изображение на экране быстро меняется, то качество вывода может страдать. Видеоролик выше демонстрирует, как движение может приводить к разрывам в тексте. Разумным и безопасным лимитом можно считать два монитора.

DisplayLink сообщает, что они планируют использовать технологию Intel Quick Sync для ускорения медленного процесса кодирования. С учётом этого, а так же и использования USB 3.0, подключение более двух мониторов через USB-DVI/VGA адаптеры будет более осуществимым без значительных потерь в производительности. Скрестим пальцы за то, чтобы это случилось в следующие несколько месяцев, и к моменту проведения выставки CES'12 у нас будет новое оборудование для тестирования.

КОНЕЦ СТАТЬИ


Координаты для связи с редакцией:

Общий адрес редакции: thg@thg.ru;
Размещение рекламы: Roman@thg.ru;
Другие координаты, в т.ч. адреса для отправки информации и пресс-релизов, приглашений на мероприятия и т.д. указаны на этой странице.


Все статьи: THG.ru

 

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru