Displayportマルチストリームトランスポート（MST）の探索：高度なディスプレイ機能へのゲートウェイ

複数のルーティングを想像してください DisplayPort (DP) ケーブル グラフィック カードからディスプレイ ユニットまで、部屋を横切ってケーブルを配線するのは大変です。コストがかかり、多くの労力が必要で、ケーブル管理の問題が生じる可能性があります。さらに、1 つのポートで複数のディスプレイをモバイル デバイスに接続する必要がある場合もあります。

マルチストリーム トランスポート (MST) テクノロジは、これらすべての課題に対するワンストップ ソリューションです。これは、ユーザーがノート PC、タブレット、デスクトップ PC などのデバイスをマルチモニター セットアップに接続できるようにする高度なディスプレイ テクノロジです。Thunderbolt 5、USB 4、DP 1.2 は、パワー ユーザーに新しい可能性を開く上で重要な役割を果たします。ただし、MST のすべてのユーザーには、実用的なマルチディスプレイ セットアップを構築するための一定の知識が必要です。このガイドでは、MST の基本、動作原理、使用シナリオ、利点、および他のテクノロジとの比較について説明します。

DisplayPort と MST の基礎を理解する

MST とは何ですか?

MST は、Multi-Stream Transport の略です。これは、Video Electronics Standards Association (VESA) によって開発された DisplayPort テクノロジの不可欠な部分です。MST の主な目的は、単一の接続を介して複数のモニターに個別のディスプレイを表示できるようにすることです。

MST には DisplayPort が必要ですか?

VESA は 2009 年に DP を導入し、それ以来、DisplayPort の複数のバージョンが現代のコンピューティング デバイスの不可欠な部分となっています。DisplayPort はプロトコルまたは物理コネクタです。デバイスのインターフェイスによって、DP バージョンと MST のサポートが決まります。

VESA は、DisplayPort バージョン DP 1.2 で MST を導入し、それ以降のすべての DP バージョンに必須の機能としました。MST の機能は、各 DP バージョンの帯域幅に大きく依存します。DP 1.2 は HBR2 伝送モードを使用し、帯域幅は 21.6 Gbps に達します。VESA は最近、UHBR 20 伝送モードを備えた DP 2.1 をリリースしました。これは、なんと 80 Gbps の帯域幅を実現できます。MST がサポートできるディスプレイ ユニットの数については、このブログで後ほど説明します。

USB-C ビデオ出力ポートはマルチストリーム テクノロジー (MST) に対応していますか?

USB-C の包括的な機能により、ラップトップ、スマートフォン、タブレット、その他のモバイル デバイスでこのテクノロジーが急速に採用されています。USB-C ケーブルは、1 本のケーブル接続でビデオ、オーディオ、データ、および電力を供給できます。

最新の USB4 V2.0 は USB-C ポートを使用し、レーンあたり最大 40Gbps を実現し、デュアルレーン構成で合計 80Gbps を実現します。接続を通じて DisplayPort v2.1 および PCIe プロトコルをトンネリングできます。トンネリング機能により、ユーザーは 1 本の USB-C ケーブルをモバイルまたはデスクトップの計算デバイスに接続し、DisplayPort プロトコルを使用して複数のディスプレイ出力を取得できます。DP プロトコルにより、マルチストリーム トランスポートも利用できます。このブログでは、別のセクションで、1 本の USB-C ポートを使用した可能なセットアップについて説明します。

デスクトップ、ラップトップ、またはタブレットに Thunderbolt ポートが搭載されている場合は、DP 2.1 トンネリングを通じて MST の大きな可能性を引き出すことができます。最新の Thunderbolt 5 は、USB-C コネクタを使用して PD、DP2.1、PCIe、HDMI2.1、および USB4 プロトコルをサポートします。120Gbps のデータ転送速度により、他のどの接続インターフェースよりも高い MST 機能を実現します。

MSTの動作原理

信号伝送の概念

DisplayPort、USB-C、または Thunderbolt 接続では、物理的なケーブル ピンが制限されています。これらのピンの数は、ユーザーが送信できるビデオ ストリームの数を表します。従来の方法を使用すると、ユーザーが 1 本のケーブルで接続できるディスプレイの数が制限されます。

MST を使用すると、物理接続による制限よりも多くのディスプレイを接続できます。分離技術を使用して、物理チャネルのビデオ データをストリームと呼ばれる複数の仮想チャネルに分離します。各ストリームは画像の一部を表します。MST のチャネル分離では、DisplayPort の高帯域幅を利用して、時間に基づいてマイクロパケットを効率的に送信します。時分割多重化により、複数のオーディオ ストリームとビデオ ストリームを単一の物理接続で配信できます。理論上、最大 63 のオーディオ ストリームとビデオ ストリームが DisplayPort 接続を通過できます。これらのチャネル間に同期の要件はありません。つまり、各ストリームは異なる周波数 (50Hz、60Hz、72Hz、75Hz など) を持つことができます。ストリームを追加または削除しても、残りのストリームの機能が中断されることはありません。チェーン接続と拡張 MST は単一の物理接続で複数のオーディオ チャネルとビデオ チャネルをストリーミングできるため、ユーザーは DisplayPort 出力ポートを使用してモニター間の接続をデイジー チェーンできます。ソースから最初のモニターまで 1 本のケーブルが接続され、その後、他のモニターがデイジー チェーン構成で接続されます。

もう 1 つの拡張方法は、専用の DisplayPort MST ハブを使用することです。ディスプレイ接続の数と解像度は、接続の帯域幅によって異なります。21.6Gbps の DP 1.2 接続は、使用可能な合計帯域幅と特定のディスプレイ構成に応じて、最大 4 台の 1080p ディスプレイをサポートできます。比較すると、DP 2.1 では、理論的には 4 台のモニター ディスプレイ セットアップで 4K の大規模な解像度が可能になります。MST の利点と用途TMST は、マルチディスプレイ構成の効率的な手段です。ソースからシンクにクリーンで強力なデジタル信号を提供し、純粋な表示品質を保証します。MST は、マルチタスクの効率を改善し、ゲーム体験を強化し、ケーブルの数を減らし、ケーブルが小さいため、ケーブルの乱雑さを最小限に抑えます。その利点と用途の内訳は次のとおりです。MST の利点強化されたマルチタスク効率複数のディスプレイは、トレーダー、ストリーマー、デザイナー、プログラマー、グラフィック デザイナーなど、多くの人にとって必須の要件です。マルチタスク機能を提供します。メイン画面で作業しながら、他の画面でコミュニケーション、チャット、グラフィカル トレンドの表示、ビデオ通話を行うことができます。これにより、協力が強化され、時間が節約され、作業効率が向上します。マルチ ディスプレイ構成の可能性MST の最も重要な利点の 1 つは、表示機能の多様性です。ユーザーは、MST を使用して次の構成を利用できます。 ミラーリング: ソースからの信号をコピーし、同じビデオ/オーディオを複数の出力ディスプレイ ユニットに送信します。 拡張デスクトップ: 拡張デスクトップにより、複数のモニターにまたがる作業スペースの拡張が可能になります。複数のウィンドウを複数のモニターにまたがって開いたり、マウスを複数のディスプレイ ユニット間でシームレスに移動してタスクを実行したりできます。 ビデオウォール: ホームシアターやコントロールルームなどの大型ディスプレイユニットの場合、MST は単一のビデオ出力を表示して、複数のモニターに画像を拡大することができます。ビデオウォール構成は、デジタルサイネージの定番です。セットアップコストとケーブル管理の問題の削減MST は、単一ケーブル構成によりセットアップコストを削減します。従来、複数のコストがかかる 高品質のディスプレイケーブル 従来は、ソースからモニターまで 1 本のケーブルが走っていました。しかし、MST を使用すると、ソースからディスプレイ ユニットまで 1 本のケーブルで済みます。他のディスプレイ ユニットは小さなケーブルを使用して接続できるため、セットアップ コストとケーブル管理の問題が軽減されます。MST の用途プロフェッショナル ワークステーション金融、エンジニアリング、設計の専門家は、マルチ スクリーン セットアップを徹底的に活用して作業能力を高めています。作業スペースが広くなることで、効率的に作業を行うことができます。ゲーム アプリケーションゲーマーは通常、没入感を高めるテクノロジーを真っ先に採用します。鮮明なビデオ品質、低応答時間、完璧な色域を備えた大型ディスプレイを想像してみてください。マルチ ストリーム トランスポート (MST) テクノロジーにより、ユーザーは 1 つのビデオ出力を複数の積み重ねられたモニターに表示して、ビデオ ウォールを作成できます。ホーム シアターのセットアッププロジェクターの機能は向上していますが、本格的なモニター ディスプレイの機能を超える必要があります。ビデオ ウォールは、影やぼやけのない優れた品質を提供します。制御室発電所の制御室、NASA のミッション コントロール センター、セキュリティ監視システムなど、これらすべてに共通するものが 1 つあります。それは、「大量のディスプレイ」です。MST を使用すると、制御室のディスプレイの保守と構成が容易になります。また、他のユニットを中断することなく、ディスプレイをシームレスに追加および削除できます。教育講堂、教室、講義室では、マルチ ストリーム トランスポート (MST) を使用して、拡張、ミラーリング、ビデオ ウォール機能を備えた大型ディスプレイを確保できます。セットアップと互換性に関する考慮事項 MST のセットアップ方法 VESA がマルチ ストリーム トランスポート (MST) を開発する主な目的は、マルチ ディスプレイ セットアップをユーザー フレンドリにすることです。 DP 1.2 バージョン以上では、マルチモニター構成をセットアップする方法が 2 つあります。デイジー チェーン構成を使用したセットアップハードウェア要件MST を使用したデイジー チェーン モニター構成のハードウェア要件は次のとおりです。DisplayPort 1.2 対応モニター。MST をサポートする統合グラフィックスまたは専用 GPU。ラップトップ、タブレット、またはデスクトップ PC の USB-C または DP 接続ポート。DP 出力と MST を備えたモニター。最適なパフォーマンスを得るには、必要な仕様 (USB4 や DP 1.2 など) をサポートする高品質の USB-C ケーブルを使用してください。より高い帯域幅が必要な場合は、Thunderbolt 4 ケーブルをお勧めします。デイジー チェーン構成の他のモニターごとに、DP 1.2 以上のケーブルを 1 本追加します。* 4 台のモニターのセットアップには、Thunderbolt 4 以上のケーブルが 1 本と DP ケーブルが 3 本必要です。* 正規の Thunderbolt ケーブルには、パッケージに公式ロゴが付いており、両端に Thunderbolt アイコンがあります。ソフトウェア構成ソフトウェア構成については、ユーザーには次のものが必要です。Windows オペレーティング システムDell Display Manager、HP Display Center、BenQ Display Pilot など、特定のモニター用のオプションの専用ソフトウェアによって機能が強化される場合がありますが、必ずしも必要なわけではありません。MST を使用してセットアップする手順プライマリ ディスプレイ モニターの電源を接続します。モニターのオンボード ボタンを使用してメニューを移動します。MST を検索してオンにします。すべてのモニターで MST をオンにします。もう一方の端を 2 台目のモニターの入力に接続します。すべてのモニターでこの手順を繰り返します。すべてのモニターでミラー、拡張、またはビデオ ウォール構成を表示できます。解像度、リフレッシュ レート、およびマルチ ディスプレイ構成を変更するには、Windows デスクトップを右クリックしてデスクトップ設定を選択します。すべてのモニター接続が表示されます。ただし、ウィンドウに複数のディスプレイが表示されない場合は、複数のディスプレイを選択して検出をクリックします。次に、個々のディスプレイを選択してパラメータを調整し、「複数のディスプレイ」ドロップダウン メニューを使用して拡張ディスプレイ、ミラー、またはその他の構成を選択します。MST ハブを使用したセットアップハードウェア要件MST ハブのセットアップには、次のハードウェアが必要です:DisplayPort 1.2 対応モニター。ラップトップ、タブレット、またはデスクトップ PC の MSTUSB-C ポートをサポートする統合グラフィックスまたは専用 GPU。マルチモニター接続を備えた強力な DisplayPort MST または USB-C MST ハブを使用します。これらは、USB C To HDMI DPとしても利用できます。ソースからハブへの接続には、正規の「Thunderbolt 4」または「28AWG Cop​​per DP1.2 Cable」が必要です。各モニターにDP 1.2以上のケーブルを追加します。* 4台のモニターのセットアップには、USB-Cケーブル1本とDPケーブル4本が必要です。ソフトウェア構成ソフトウェア構成は、ブログで前述したデイジーチェーン構成に似ています。MSTを使用したセットアップ手順デイジーチェーン構成と同様に、手順1～4に従います。ハブ/アダプターとラップトップ、タブレット、またはデスクトップPCの間にUSB-CまたはDPケーブルを接続します。DPケーブルを使用してすべてのモニターをハブ/アダプターに接続します。デイジーチェーン構成の手順7～10に従います。MSTセットアップ中の一般的な問題 非正規ケーブルの使用: モニターの検出の問題を回避するには、高品質の DP 1.2、USB-C、または Thunderbolt 4 ケーブルを使用することが重要です。ケーブルが認定されており、製造品質が優れていることを確認してください。パフォーマンスを向上させるには、本物のロゴ、見た目に優れた品質、プレミアムな製造材料を使用したケーブルを使用してください。 標準以下のハブ/アダプタ: 標準以下のハブやアダプタを使用すると帯域幅が制限され、解像度やリフレッシュ レートが低下する可能性があります。CABLETIME 8K USB C To HDMI DP アダプタ デュアル 4K など、評判の良い組織のアダプタを使用してください。 互換性のないモニター: MST 機能を備えたモニターを使用することが重要です。互換性のないモニターでは、デイジー チェーン構成用の出力 DP ポートが表示されなかったり、装備されていない場合があります。MST セットアップに推奨される製品CABLETIME 15 in 1 デスクトップ ユニバーサル Type-C ドッキングステーション 3 台のモニター 2 つの HDMI ポート DisplayPort 8K USB 3.0 イーサネット付き仕様電力供給: 100ワット解像度サポート: 最大 4K@60HzMST: 3 外部ディスプレイデータ転送速度: 10Gbpsコネクタ: USB-CLAN: RJ45主な機能超高速 10Gbps データ転送速度3 x 外部ディスプレイ Windows 用 MST、MacOS 用 SST1000Mbps RJ45 ネットワーク ポートSD 4.0、TF 3.0 カード、3.5mm マイク/オーディオ サポートCABLETIME 10 IN 1 8K USB C ハブ デュアル 4K 60Hz モニター用仕様電力供給: 100W解像度サポート: 最大 4K@60HzMST: 2 外部ディスプレイデータ転送速度: 10Gbpsコネクタ: USB-CLAN: RJ45CABLETIME 12 IN 1 USB C ハブ 2 HDMI 1 DisplayPort ノートパソコン用仕様電力供給: 100W解像度サポート: 最大 4K@30HzMST: 3 外部ディスプレイデータ転送速度: 5Gbpsコネクタ: USB-CLAN: RJ45主な機能ワンタッチのオン/オフ制御4K MST による 3 つのディスプレイ接続1000Mbps RJ45 LAN 接続DP をサポートする USB-C他のテクノロジーとの比較マルチストリーム トランスポート (MST) テクノロジーを、その前身や代替テクノロジーと比較してみましょう。前身のシングル ストリーム トランスポート (SST)SST では、ソースに接続できるディスプレイは 1 つだけです。ユーザーは、1 つのディスプレイを複数のモニター ユニットに複製するために、サード パーティのスプリッターを使用する必要がありました。物理的な接続ごとに 1 つのストリームしかありませんでした。代替の高精細マルチメディア インターフェイス (HDMI)HDMI は、マルチディスプレイ テクノロジーにまたがる、広く利用可能な接続です。ただし、帯域幅に制限があります。HDMI は、HDMI 2.1 によるディスプレイ ストリーム コンプレッション (DSC) によるデイジー チェーン接続をサポートしており、複数のディスプレイを使用できますが、MST と比較するとあまり一般的ではなく、通常はユーザー フレンドリではありません。独自のテクノロジーによるデイジー チェーン接続利用可能なすべてのテクノロジーを比較した表を以下に示します。特徴MST (マルチストリームトランスポート)SST (シングルストリームトランスポート)HDMI独自のデイジーチェーン旧製品いいえはいいいえはい接続単一のディスプレイポート単一のディスプレイポート単一の HDMI独自のディスプレイコネクタ最大ディスプレイ数複数1制限あり (Alt Mode が必要)制限あり (ブランド/モデルに依存)ストリーム制御独立したストリーム単一のストリーム制限あり (デバイスに依存)制限あり (デバイスに依存)帯域幅効率的な割り当て固定 DP より低いブランド/モデルに依存汎用性高 (ミラーリング、拡張、ビデオ ウォール)低中 (デバイスに依存)低 (ブランド/モデルに依存)複雑さ中 (MST サポートが必要)シンプルシンプル中 (特定のセットアップが必要)コストコスト効率が高い可能性低低中 (ブランド/モデルに依存)将来の開発MST 開発の傾向を考慮すると、次の将来の開発を合理的に予測できます。 帯域幅: Thunderbolt、USB、DP のデータ転送機能は継続的に向上しています。単一の物理コネクタでより多くの仮想チャネルが利用できるようになるかもしれません。時分割多重化は、より高い帯域幅で効率的に実行できます。 ストリームのより優れた制御: ストリーム数が増加すると、将来の MST は高リフレッシュ レートのマルチディスプレイ 8K をサポートし、超低応答時間でこれまでにないゲーム サポートを実現できるようになります。 USB-C統合: 広く普及している USB-C コネクタは徐々に主流になりつつあります。USB4 V2.0 と Thunderbolt 5 は DP Alt モードをサポートしています。USB-C 接続を備えたモニターは、USB-C 接続のみを必要とするように切り替えることができ、DP ケーブル MST は不要になります。結論MST は、DisplayPort プロトコルを使用して複数のディスプレイを接続するための優れた方法です。ケーブルの乱雑さを解消し、コストを削減し、さまざまなディスプレイ構成 (ミラーリング、拡張ディスプレイ、またはビデオ ウォール) を簡単に構成できる方法を提供します。このテクノロジは、他のすべての代替テクノロジや先行テクノロジよりも優れています。高速で使いやすく、多数のマルチディスプレイ接続が可能です。各ディスプレイは、オペレーティング システムの設定またはディスプレイ メーカーのソフトウェアを使用して、独自の解像度とリフレッシュ レートを設定できます。その人気と幅広い用途により、MST はさらに成長します。1 本のケーブルでより多くのディスプレイ接続が可能になり、より大きなディスプレイ ユニットが可能になります。DP 2.1 は 80Gbps の帯域幅を提供できますが、これはさらに増加し​​ます。さらに、USB-C の使用の増加により、最終的には DPケーブルマルチストリーム トランスポート (MST) は、適応性に優れた強力なマルチディスプレイ接続技術で、刺激的な新しい道を切り開くものです。下位互換性があるため、専門家はできるだけ早く採用する傾向があります。早期に採用した人は、最小限の労力で簡単に設定およびアップグレードできます。よくある質問モニターに MST が搭載されているかどうかはどうすればわかりますか?MST 対応モニターは通常、仕様に従って MST を識別します。ただし、MST が不明な場合は、モニターの組み込みナビゲーション メニューを使用して、すべてのセクションでマルチストリーム トランスポート (MST) を検索してください。モニターにデイジー チェーン接続機能がある場合は、DP1.2 以上の出力ポートも備えています。すべてのモニターが MST をサポートする必要がありますか?MST ハブまたはデイジー チェーン構成の別のモニターに接続するモニターはすべて、MST をサポートする必要があります。そうでない場合、モニターは連携して動作しません。使用する予定のモニターの仕様で MST サポートが指定されていることを確認してください。Apple は MST をサポートしていますか?MacOS は、M1/M2 プロセッサを搭載したデバイスであっても、複数の独立したディスプレイの MST をネイティブにサポートしていません。MST を使用して Apple デバイスを複数のモニターに接続すると、ミラーリングされたディスプレイになります。そのため、デイジー チェーン構成または MST ハブを介して Apple デバイスをモニターに接続すると、イメージのミラーリングのみになります。物理チャネル上に仮想チャネル機能がないため、複数のモニター接続では独立したディスプレイは表示されません。HDMI には MST がありますか?DisplayPort または USB-C MST ハブを使用すると、複数の HDMI ベースのディスプレイに接続できます。各ディスプレイは、ミラー、拡張ディスプレイ、またはビデオ ウォール構成で動作できます。これにより、テレビ、モニター、およびディスプレイに HDMI を使用する他の多くのデバイスを接続できます。