PCを買い替えるような余裕が無いのもあって、いまだに2019年10月に購入したSurface Book 2 (15")をメインマシンとして愛用しているわけなんですが。
自宅ではいただきものの27インチ4Kモニタ(Dell U2720QM)に接続しているのですけれど、実はこれまでその性能を活かしきれていなかった……という衝撃の事実が発覚しました。
試行錯誤した結果、（限定的な条件ですが）Surface Book 2でも、4Kモニタに60Hz・色深度10ビット・HDR(High Dynamic Range)で出力可能、ということがわかり、現在は安定して使えております。
いまさらという話ですけれど、備忘のために記録しておきます。
結論
Surface Book 2から4Kモニタへの、60Hz・色深度10ビット・HDRでの出力は、
- 本体のUSB-C端子から、DP Alt Mode(DisplayPort over alternate mode)対応のケーブル（DP1.4以上対応なら安心）でモニタのUSB-CもしくはDP端子に接続
- その他の機器も接続したい場合、Surface Dock 2を使う（Surface Dock(無印)の方では、繋ぐだけで、本体側USB-C端子のDP Alt Modeが使えなくなってしまうので不可）
- Surface Dock 2背面のUSB-C端子（ビデオディスプレイ対応）には、モニタを接続しないこと（接続してしまうと、モニタの方で入力信号として選択しなくても、本体側USB-C端子からモニタに出力されなくなる模様）
という条件でならば可能です。
当然ながらモニタやケーブルの方もそれぞれの規格に対応している必要があります
自分はWindows 10 Pro環境で下記のような機器で試しましたが、環境や設定が違うなどの要因で、実はDock/Dock2からでもできるよといった情報があれば、ご教示ください
経緯
最近になって、Surface Dockに直接接続しているものの動作が不安定（特にイーサネットが突然落ちてしまい、再起動するまで繋がらなくなる不具合発生）なため、やむを得ずSurface Dock 2を購入して入れ替えました。
その際、Surface Dock 2のUSB-C端子(DP Alt Mode対応)からモニタに繋いだら30Hzでしか繋がらないから絶望しかけたけど、色々と試しているといつの間にか60Hzで繋がるようになった……とツイートしたのですが、
Surface Dock 2のUSB-C(Display Port)から4Kディスプレイに繋いだら、リフレッシュレートが30Hzまでしか選べなくて絶望するところだった…… pic.twitter.com/hi1x26ZFTM
— 風柳 (@furyutei) 2023年4月9日
ここでとあるリプライを受けたのが調査するきっかけとなりました。
せっかくモニタが対応しているのにそのモードで利用していないのはもったいないので、利用可能な条件を探してみた次第です。
試行
使用機器類
試行の際に使用した機器類は以下のようなものです。
| 略称 | 機器 |
|---|---|
| PC | Surface Book 2 |
| モニタ | Dell U2720QM |
| Dock | Microsoft Surface Dock |
| Dock2 | Microsoft Surface Dock 2 |
| USB-Cケーブル | モニタ付属のUSB Type-C(CーC)ケーブル |
| HDMIケーブル | モニタ付属のHDMIーHDMIケーブル |
| DPケーブル | iVANKY Mini DisplayPortーDisplayPortケーブル |
| DP変換ケーブル | Silkland USB Type-CーDisplayPort 変換ケーブル |
| HDMIアダプタ・SANWA SUPPLY | サンワサプライ Mini DisplayPortーHDMI 変換アダプタ |
| HDMIアダプタ・Dockteck | Dockteck USB Type-CーHDMI アダプタ |
| HDMIアダプタ・Freesun | Freesun Steam Deck(Nintendo Switch対応ドック・USB Type-CーHDMI変換機能を含む) |
試行前の注意点
Dell U2720QMの場合、モニタ側の設定でディスプレイ＞Smart HDRを「オフ」（初期値）以外にしておかないと、HDRが有効になってくれないようです。
また、ディスプレイ キャッシュをクリアするためのレジストリファイルを予めダウンロードしておき、接続方法を変更する際には（特にSurface Dock(無印)で試す場合や試した後には）随時クリアするようにしたほうがよいと思われます（クリアしないでやると、ときどき問題ないはずの条件でうまくいかない場合があるようです）。
試行結果
| PC側端子 | モニタ側 | 4K表示 | 60Hz | 10ビット | HDR | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 本体USB-C(USB-Cケーブル) | USB-C | ○ | ○ | ○ | ○ | [^1][^2] |
| 本体USB-C(DP変換ケーブル) | DP | ○ | ○ | ○ | ○ | [^1] |
| 本体USB-C(HDMIアダプタ・DockteckーHDMIケーブル) | HDMI | ○ | × | × | ○ | [^1][^3] |
| 本体USB-C(HDMIアダプタ・FreesunーHDMIケーブル) | HDMI | ○ | × | × | × | [^1] |
| Dock Mini DP(DPケーブル) | DP | ○ | ○ | × | × | |
| Dock Mini DP(HDMIアダプタ・SANWA SUPPLYーHDMIケーブル) | HDMI | ○ | ○ | × | × | |
| Dock2 USB-C(DP)(USB-Cケーブル) | USB-C | ○ | ○ | × | ○ | [^2][^3] |
| Dock2 USB-C(DP)(DP変換ケーブル) | DP | ○ | ○ | × | ○ | [^3] |
| Dock2 USB-C(DP)(HDMIアダプタ・DockteckーHDMIケーブル) | HDMI | × | × | × | × | [^4] |
| Dock2 USB-C(DP)(HDMIアダプタ・FreesunーHDMIケーブル) | HDMI | ○ | × | × | × |
[^1] Surface Dock接続時や、Surface Dock 2接続時でかつ裏面USB-Cポート(ビデオディスプレイ対応)にモニタを接続した場合には（モニタ側で入力信号として選ぶ／選ばないにかかわらず）、本体USB-Cからの映像出力は無効化されてしまう
[^2] USBとしては2.0の機能しか使えなくなる（＝モニタ側のUSBハブとしての機能も実質使えなくなってしまう・ただしPower Delivery機能の方はどうなるかは未検証）
[^3] HDR使用時、色深度が「ディザリング使用時、8ビット」となってしまう
[^4] 本体側は認識しているが、モニタ側で「接続されていません」となってしまい、画面が表示できない
結果として、実質「本体側のUSB-C端子にモニタを接続する」しか選択肢がありませんでした。
本当はSurface Dock 2の背面USB-Cで使いたかったのですが、どうやっても色深度を10ビットにする方法がわからず、断念しました
また、モニタのUSB-C端子につなげてしまうと、USBとしての機能は2.0に制限されてしまうので、USB-CーDisplayPort 変換ケーブルを用いてDisplayPort端子の方に繋げるようにしています。
別途、Surface Dock 2の前面USB-C端子（ビデオディスプレイに対応していない方）をモニタのUSB-C端子に繋ぐことにより、モニタのUSBハブとしての機能も確保しています。
なお、背面USB-C端子に繋いでしまうと、本体USB-C側のDP Alt Modeが使えなくなってしまってハマります……
ちなみにこの構成だとモニタのUSB Power Delivery機能は活かすことはできませんが、まぁ問題ないでしょう……
付録
Surface Book 2|3・Surface Dock・Surface Dock 2のUSB-C(DisplayPort over alternate mode)／Mini DisplayPort仕様
| 機器 | DPバージョン | 伝送速度(名称) | 伝送速度 | DSC(圧縮) | モニターx1 | モニターx2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Surface Book 2 | 1.2 | HBR2 | 17.28 Gbps | - | 4096x2304@60Hz | 4096x2304@30Hz 2560x1600@60Hz |
| Surface Book 3 | 1.4a | HBR3 | 25.92 Gbps | 1.2 | 4096x2304@120Hz | 4096x2304@60Hz |
| Surface Dock | 1.2 | HBR2 | 17.28 Gbps | - | 4096x2304@60Hz | 4096x2304@30Hz 2560x1600@60Hz |
| Surface Dock 2 | 1.4a | HBR3 | 25.92 Gbps | 1.2 | 7680x4320@30Hz 3840x2160@120Hz |
3840x2160@60Hz |
当然ながら、BookとDockとを組み合わせて使う場合、低い方の性能に合わされてしまうことになります。
いろいろなページを参考にまとめましたが、推測で書いているところもあるため、不正確な情報があるかもしれません。
また、公式ページにおいては色深度10ビット対応やHDR対応等の情報は見つけられず、Surface Connect端子に関する仕様も見当たらないという……なんともユーザーに対して不親切だと思うのは自分だけですかね……
たとえばDP1.2ではHBR2(最大17.28Gbps)まで使えますが、これは4レーン(SuperSpeed信号線4本)全てを使った場合であり、USB 3.1 Gen1用にSuperSpeed信号線2本を確保する場合には2レーンしか使えず伝送速度は半分となるため、4K表示だと30Hzまでしか使えなくなることになります。
逆に、4K・60Hz・色深度10ビットだと15.68Gbps必要となるため、4レーン全てが必要となり、USB 3.1用にSuperSpeed線が確保できない結果、USBの機能としては2.0までしか使えない、ということになります。
ちなみにSurface Book 3はDP1.4aで4K・120Hzにも対応となっていますが、色深度10ビットにすると32.27Gbps必要となるため、HBR3(25.92 Gbps)だと足りなくなってしまいますね。実際はどうなっているのでしょうね？
色深度10ビットは不可だったりするのか、それともDSC(Display Stream Compression)で対応しているのか……Surface Book 3をお持ちの方、情報をお待ちしております(笑)→ここを見る限り、Windows 11で4K・120Hz・10ビット・HDRで表示できているようですね（DSCが使われているかはわかりませんが）
