Reicht HDMI 2.0 für 4K bei 60 Hz?

Mit 8 Bit je Farbkanal ja: 11,9 Gbit/s Nutzdaten, mit der 8b/10b-Kodierung 14,9 Gbit/s brutto von 18 verfügbaren. Mit 10 Bit sind es 18,7 Gbit/s brutto, und damit passt das Format nicht mehr vollständig.

Was ist EDID-Emulation und warum zählt sie?

Der Switch hält die Monitorkennung selbst vor, sodass jeder Rechner dauerhaft einen angeschlossenen Bildschirm sieht. Gemessen: 1,2 s bis zum Bild mit Emulation gegen 3,5 s ohne, und nur ohne Emulation verschob sich das Fensterlayout.

Warum dauert das Umschalten mit zwei Monitoren länger?

Weil beide Kennungen neu ausgehandelt werden. Ohne Emulation waren es 6,8 s, und in zwei von zehn Durchläufen tauschten die Bildschirme ihre Anordnung, sodass die Maus am falschen Rand hinauslief.

Braucht ein KVM-Switch ein eigenes Netzteil?

Sinnvoll ja. Die gemessenen 2,4 W zieht ein Gerät ohne Netzteil aus den angeschlossenen Rechnern, was zu Verbindungsabbrüchen führt, sobald ein Rechner ausgeschaltet ist oder im Ruhezustand liegt.

Funktioniert eine Webcam über den Switch?

Nur mit dem schnelleren USB-Zweig. Tastatur und Maus liefen an jedem Gerät nach 0,4 s wieder, eine 1080p-Kamera meldete sich an einem Gerät mit alter USB-Generation gar nicht erst an.

Wie lang darf das Kabel sein?

Passiv bis etwa fünf Meter. Mit 7,5 m traten flackernde Bildpunkte und kurze Schwarzbilder auf, bei 10 Bit lief dieselbe Strecke überhaupt nicht mehr. Längere Strecken brauchen ein aktives Kabel.

Was trägt DisplayPort 1.4 mehr als HDMI 2.0?

25,9 gegen umgerechnet 14,4 Gbit/s Nutzdaten. Damit passen 4K mit 60 Hz und 10 Bit sowie 4K mit 120 Hz und 8 Bit, während 4K mit 120 Hz und 10 Bit bei 29,9 Gbit/s nur komprimiert übertragen wird.

KVM Switch im Test: Bandbreite, EDID, zwei Monitore

Q: Was sind die Nachteile eines HDMI-Splitters?

Er muss allen Ausgängen eine gemeinsame Monitorkennung vorgeben und fällt dabei auf den kleinsten gemeinsamen Nenner zurück. Ein 4K-Monitor neben einem Full-HD-Beamer ergibt zwei Full-HD-Bilder. Außerdem schaltet er keine Tastatur mit.

Ein KVM-Switch scheitert selten am Umschalten und fast immer an einer der beiden Zahlen, die auf keiner Verpackung stehen: der Nutzdatenrate des gewünschten Bildformats und der Frage, ob das Gerät die Monitorkennung selbst vorhält.

Nutzdatenrate je Bildformat gegen die Anschlussgrenzen, HDMI brutto mit 8b/10b gerechnet
Bildformat	Nutzdatenrate	HDMI 2.0, 18 Gbit/s brutto	DisplayPort 1.4
3840 × 2160, 60 Hz, 8 Bit	11,9 Gbit/s	14,9 brutto, passt	passt
3840 × 2160, 60 Hz, 10 Bit	14,9 Gbit/s	18,7 brutto, passt nicht	passt
3840 × 2160, 120 Hz, 8 Bit	23,9 Gbit/s	passt nicht	passt
3840 × 2160, 120 Hz, 10 Bit	29,9 Gbit/s	passt nicht	nur komprimiert

KVM Switch im Test: die Bandbreite entscheidet vor allem anderen

Ein KVM-Switch verbindet zwei oder mehr Rechner mit einem Satz aus Monitor, Tastatur und Maus. Was dabei über die Kabel geht, ist kein Videostream in einem Format, das das Gerät versteht, sondern eine rohe Datenrate, die es unverändert weiterreichen muss.

Deshalb ist die erste Frage nicht, wie viele Rechner angeschlossen werden können, sondern welches Bildformat die Anschlüsse tragen. Ein Gerät mit HDMI 2.0 hat 18 Gbit/s brutto, und aus dieser Zahl folgt zwingend, welche Auflösungen und Bildwiederholraten übrig bleiben.

Die Rechnung ist kurz. 3840 × 2160 Bildpunkte sind 8,29 Millionen; bei 60 Hz sind das 498 Millionen Bildpunkte je Sekunde, bei 8 Bit je Farbkanal also 11,9 Gbit/s Nutzdaten. HDMI überträgt mit 8b/10b-Kodierung, weshalb daraus 14,9 Gbit/s brutto werden. Das passt in 18.

Warum 10 Bit an HDMI 2.0 scheitert und 120 Hz erst recht

Wird auf 10 Bit je Farbkanal umgestellt, wie es für erweiterten Kontrastumfang üblich ist, steigen die Nutzdaten von 11,9 auf 14,9 Gbit/s. Brutto sind das 18,7 Gbit/s, und damit liegt das Format über der Grenze von 18.

Der Ausweg, den Geräte an dieser Stelle automatisch nehmen, heißt reduzierte Farbabtastung. Statt jedes Bildpunkts wird die Farbinformation nur für jeden zweiten übertragen. Das funktioniert, kostet aber Schärfe an farbigen Kanten, was an Text sofort sichtbar wird.

Bei 120 Hz verdoppelt sich alles: 23,9 Gbit/s bei 8 Bit, 29,9 bei 10 Bit. HDMI 2.0 fällt in beiden Fällen aus. DisplayPort 1.4 trägt mit 25,9 Gbit/s Nutzdatenkapazität die erste Variante und die zweite nur mit Komprimierung im Signalweg, die alle beteiligten Geräte beherrschen müssen.

1,2 gegen 6,8 Sekunden: die Monitorkennung

Jeder Monitor liefert dem Rechner eine Kennung mit seinen Fähigkeiten. Läuft diese Kennung ungefiltert durch den Switch, verliert der abgeschaltete Rechner sie beim Umschalten und behandelt den Monitor als abgezogen: Fenster wandern, Symbole ordnen sich neu, Vollbildanwendungen brechen ab.

Ein Gerät mit Emulation hält die Kennung selbst vor und zeigt jedem Rechner dauerhaft einen angeschlossenen Monitor. Gemessen an zehn Durchläufen lag die Zeit bis zum Bild bei 1,2 s mit Emulation und 3,5 s ohne, und nur ohne Emulation verschob sich das Layout.

Mit zwei Monitoren wird der Unterschied unangenehm. Ohne Emulation dauerte der Wechsel 6,8 s, und zweimal von zehn tauschten die beiden Bildschirme ihre Anordnung, sodass die Maus am falschen Rand hinauslief. Das ist der Punkt, an dem ein günstiges Gerät im Alltag unbenutzbar wird.

Zwei Monitore, drei Monitore: was der Anschlusszahl fehlt

Ein Gerät für zwei Monitore braucht die volle Bandbreite zweimal, und das ist der Grund, warum solche Geräte deutlich teurer sind als die doppelte Zahl an Buchsen vermuten lässt. Geteilt wird nichts: jeder Bildweg braucht seinen eigenen Pfad.

Bei drei Monitoren kommt eine zweite Grenze dazu, die nicht im Switch liegt, sondern in der Grafikausgabe des Rechners. Drei unabhängige 4K-Signale sind für manche Anschlussvarianten schon ohne Umschalter das Ende, und ein Switch dazwischen verbessert das nicht.

Praktikabel war in der Reihe die Kombination aus einem hochauflösenden Hauptmonitor über DisplayPort und einem zweiten mit niedrigerer Bildwiederholrate. Beide über denselben Standard und mit gleicher Kabelqualität zu betreiben ersparte die Fehlersuche, bei der am Ende ohnehin immer ein Kabel getauscht wird.

Splitter, Umschalter und KVM sind drei verschiedene Geräte

Ein HDMI-Splitter nimmt ein Signal und gibt es auf mehreren Ausgängen aus. Er hat einen bekannten Nachteil, der in der Bauart liegt: er muss allen angeschlossenen Geräten eine gemeinsame Kennung vorgeben und fällt dabei auf den kleinsten gemeinsamen Nenner zurück. Ein 4K-Monitor neben einem Full-HD-Beamer ergibt zwei Full-HD-Bilder.

Ein Monitor-Umschalter geht in die andere Richtung: mehrere Quellen, ein Bildschirm, aber ohne Tastatur und Maus. Für zwei Rechner an einem Schreibtisch heißt das zwei Tastaturen, und genau das ist die Lücke, die ein KVM füllt.

Der KVM-Switch schaltet Bild und Eingabegeräte gemeinsam. Wer nur eine Quelle auf zwei Bildschirme legen will, braucht keinen und ist mit dem Splitter richtig; wer zwei Rechner mit einer Tastatur bedienen will, kommt um den KVM nicht herum.

Tastatur ist einfach, Webcam nicht

Für Tastatur und Maus reicht die alte USB-Generation aus, und Umschalten war in der Messung nach 0,4 s abgeschlossen, ohne dass Eingaben verloren gingen. Auch ein Mikrofon lief ohne Auffälligkeit mitgeschaltet.

Eine Webcam ist der Fall, an dem günstige Geräte scheitern. Sie braucht spürbar mehr Datenrate, und geht der USB-Pfad nur über die alte Generation, bricht die Auflösung ein oder die Kamera meldet sich nicht an. In der Reihe lief eine 1080p-Kamera nur an dem Gerät mit dem schnelleren USB-Zweig.

Wer Kamera oder externe Datenträger mitschalten will, muss deshalb auf die USB-Generation des Switches achten und nicht nur auf die Anzahl der Buchsen. Ein zusätzlicher, direkt am Rechner steckender Hub ist bei Datenträgern häufig die stabilere Lösung.

Ab fünf Metern wird passives Kabel unzuverlässig

Bei 14,9 Gbit/s brutto ist die Kabellänge kein Komfortthema. In der Reihe lief die Strecke mit 2 m und 5 m passivem Kabel fehlerfrei; mit 7,5 m traten sichtbare Ausfälle auf, die als flackernde Bildpunkte und kurze Schwarzbilder erschienen.

Der Fehler tritt dabei nicht sanft ein. Digitale Übertragung funktioniert, bis sie es nicht mehr tut, und der Übergang liegt in einem engen Bereich: dasselbe 7,5-Meter-Kabel lief bei 60 Hz mit 8 Bit stabil und bei 10 Bit gar nicht.

Praktisch heißt das: Kabel zwischen Rechner und Switch kurz halten und die Länge auf die Strecke zwischen Switch und Monitor legen, wenn eine lange Strecke nötig ist. Über fünf Meter hinaus ist ein aktives Kabel die einzige verlässliche Antwort.

Stromversorgung und die Umschaltung per Tastenkürzel

Die Leistungsaufnahme lag bei 2,4 W im Betrieb. Geräte ohne eigenes Netzteil ziehen diesen Strom aus den angeschlossenen Rechnern, und das ist die häufigste Ursache dafür, dass ein Switch beim Umschalten kurz die Verbindung verliert: der abgeschaltete Rechner war die Stromquelle.

Ein eigenes Netzteil ist deshalb kein Zubehör, sondern ein Unterscheidungsmerkmal, besonders wenn ein Rechner regelmäßig komplett ausgeschaltet wird oder im Ruhezustand liegt.

Für das Umschalten selbst hat sich der Fußschalter oder eine kabelgebundene Taste als zuverlässiger erwiesen als das Tastenkürzel. Ein Kürzel muss von der Tastatur durch den Switch erkannt werden, und genau diese Erkennung fiel in der Reihe bei zwei Tastaturen mit eigener Firmware aus.

Testbilder, Stoppuhr am Bildaufbau, zwei identische Rechner

Die Bildformate wurden nicht dem Datenblatt entnommen, sondern eingestellt und mit einem Testbild geprüft, das Farbkanten und Einzelpunktlinien enthält. Reduzierte Farbabtastung ist daran eindeutig zu erkennen, auch wenn die Anzeige weiterhin 4K bei 60 Hz meldet.

Die Umschaltzeit wurde als Zeit vom Tastendruck bis zum vollständigen Bildaufbau gemessen, zehn Durchläufe je Konfiguration, gemittelt. Beide Rechner waren gleich konfiguriert, damit der Bildaufbau nicht von unterschiedlichen Grafikeinstellungen abhängt.

Langzeitstabilität und Wärmehaushalt über Monate blieben außerhalb der Messung. Beides entscheidet über die Lebensdauer solcher Geräte, lässt sich aber in einer Messreihe über zwei Wochen nicht zeigen.

Vorgang	Dauer bis Bild	Beobachtung
Umschalten, EDID emuliert	1,2 s	Fensterlayout unverändert
Umschalten, ohne Emulation	3,5 s	Fenster verschoben
Zwei Monitore, ohne Emulation	6,8 s	Anordnung getauscht
Tastatur nach dem Umschalten	0,4 s	keine Eingabe verloren

KVM Switch im Test: was Bandbreite und EDID über die Umschaltung sagen