Apple Silicon M4·M5 चिप्स में बाहरी 4K डिस्प्ले की HiDPI रेज़ॉल्यूशन सीमा सामने आई

 (smcleod.net)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 29 일 전 | अभी कोई टिप्पणी नहीं है. | WhatsApp पर शेयर करें
  • M4·M5 पीढ़ी में बाहरी 4K मॉनिटर पर 3840×2160@2x HiDPI मोड समर्थित नहीं है, और अधिकतम 3360×1890 तक ही संभव है
  • यह सीमा Display Coprocessor(DCP) firmware architecture में बदलाव के कारण आती है, हार्डवेयर प्रदर्शन की समस्या नहीं है
  • M5 Max का framebuffer budget pipe-आधारित रूप से फिर से आवंटित किया गया है, जिससे single-stream pipe की चौड़ाई 6720 pixels तक घट गई है
  • EDID संशोधन, port बदलना, driver properties समायोजित करना जैसे कई तरीके आज़माए गए, लेकिन किसी से भी असर नहीं हुआ
  • फिलहाल पूरा समाधान तभी संभव है जब Apple DCP firmware को ठीक करे; अस्थायी तौर पर virtual display mirroring के जरिए 2x HiDPI लागू किया जा सकता है

Apple Silicon M4/M5 बाहरी 4K डिस्प्ले HiDPI सीमा का विश्लेषण

  • M4 और M5 पीढ़ी के Apple Silicon में बाहरी 4K मॉनिटर के लिए पूर्ण 2x HiDPI मोड(3840×2160@2x) उपलब्ध नहीं है
    • अधिकतम HiDPI मोड 3360×1890 तक सीमित है, इसलिए पिछली पीढ़ी(M2/M3) में संभव 3840×2160 HiDPI अब उपलब्ध नहीं है
    • उपयोगकर्ताओं को गैर-HiDPI मोड के धुंधले टेक्स्ट या तेज़ लेकिन छोटे workspace में से एक चुनना पड़ता है
  • यह सीमा हार्डवेयर लिमिट नहीं, बल्कि Display Coprocessor(DCP) firmware architecture में बदलाव से पैदा होती है
    • स्पेसिफिकेशन के अनुसार M5 Max 8K@60Hz को सपोर्ट करता है, लेकिन DCP द्वारा रिपोर्ट की गई क्षमता M2 Max जैसी ही है
    • M4/M5 पीढ़ी में framebuffer budget को pipe-स्तर पर फिर से आवंटित किया गया है, जिससे standard 4K path का budget 7680 pixels से घटकर 6720 pixels रह गया है
    • DCP firmware disassembly के परिणाम में 6720(0x1A40) मान hardcoded constant के रूप में मौजूद है

टेस्ट वातावरण और तुलना परिणाम

मद M5 Max (समस्या है) M2 Max (सामान्य रूप से काम करता है)
चिप Apple M5 Max Apple M2 Max
मॉडल ID Mac17,6 Mac14,6
GPU कोर 40 38
macOS 26.4 (25E246) 26.4 (25E246)
डिस्प्ले LG HDR 4K 32UN880 LG HDR 4K 32UN880
कनेक्शन USB-C/Thunderbolt (HBR3, 8.1Gbps, 4 lanes) समान
अधिकतम HiDPI मोड 3360×1890 3840×2160
  • दोनों सिस्टम में MaxActivePixelRate, MaxW, MaxH, MaxBpc जैसे DCP parameters समान हैं
  • system_profiler output में M5 Max का backing store 6720×3780 और UI 3360×1890 HiDPI के रूप में दिखता है
  • HiDPI modes सूची में भी 3840×2160@2x एंट्री मौजूद नहीं है

framebuffer और pipe structure में बदलाव

  • M2 Max controller-स्तर के single budget(MaxSrcRectWidth=7680) का उपयोग करता है
  • M5 Max में sub-pipe budget structure(MaxSrcRectWidthForPipe=(6720,7680,7680,7680)) अपनाया गया है
    • single-stream 4K output केवल sub-pipe 0(6720) का उपयोग करता है
    • 8K output के समय 2 sub-pipe(0,2) उपयोग होते हैं
  • इस वजह से 4K HiDPI(7680×4320 backing store) sub-pipe 0 के budget से ऊपर चला जाता है और बनाया नहीं जा सकता
Sub-pipe MaxSrcRectWidth उपयोग
0 6720 single stream (standard display)
1–3 7680 multi-pipe (8K आदि)
  • MaxVideoSrcDownscalingWidth तुलना
    कंट्रोलर MaxSrcRectWidthForPipe[0] MaxVideoSrcDownscalingWidth अनुपात
    आंतरिक डिस्प्ले 5120 10744 2.1x
    बाहरी डिस्प्ले 6720 6720 1.0x
    • आंतरिक डिस्प्ले में scaler headroom है, लेकिन बाहरी डिस्प्ले में यह नहीं है, इसलिए 3840×2160 HiDPI संभव नहीं है
  • MaxSrcRectWidthForPipe और MaxVideoSrcDownscalingWidth driver load के समय स्थिर कर दिए जाते हैं और runtime में बदले नहीं जा सकते
    • port बदलने, clamshell mode, EDID संशोधन आदि में भी 6720 वैसा ही रहता है

DCP firmware विश्लेषण

  • firmware फ़ाइल /System/Volumes/Preboot/<UUID>/restore/Firmware/dcp/ path में मौजूद है, और M5 Max t605xdcp.im4p का उपयोग करता है
    • यह LZFSE compression(4.1MB → 16.4MB) स्थिति में है और encrypted नहीं है, इसलिए img4tool से extract किया जा सकता है
  • HiDPI से जुड़ी properties(MaxVideoSrcDownscalingWidth, MaxSrcRectWidthForPipe, IOMFBMaxSrcPixels, ExternalAppleLook) सभी इसी firmware के भीतर परिभाषित हैं
  • IOMFB::UPPipe::verify_downscaling(SwapRequest *) फ़ंक्शन MaxVideoSrcDownscalingWidth के आधार पर requested source width को verify करता है
  • Ghidra analysis के अनुसार
    • बाहरी डिस्प्ले Sub-pipe 0: 0x1A40(6720)
    • Sub-pipe 1~3: 0x1E00(7680)
    • आंतरिक डिस्प्ले Sub-pipe 0: 0x1400(5120)
    • सभी Sub-pipe ऊँचाई: 0x1200(4608)
  • यह सीमा दो चरणों में काम करती है
    1. MaxSrcRectWidthForPipe[0](6720) → mode enumeration चरण में सीमा
    2. MaxVideoSrcDownscalingWidth(6720) → runtime verification चरण में सीमा
  • उसी controller के दूसरे pipes 7680 को सपोर्ट करते हैं, इसलिए यह hardware constraint नहीं बल्कि firmware policy है

समस्या सुलझाने के प्रयास

  • Display Override Plist

    • /Library/Displays/.../DisplayVendorID-1e6d/DisplayProductID-7750 में 7680×4320 HiDPI resolution जोड़ी गई
    • M5 Max पर कोई असर नहीं, M2 Max पर सामान्य रूप से काम किया
    • M5 Max का WindowServer उस मोड को enumerate ही नहीं करता

  • EDID software patch

    • IODisplayEDID में संशोधित EDID insert किया गया (4095×4095, अधिकतम pixel clock 655.35MHz आदि)
    • कोई असर नहीं
    • BetterDisplay developer ने M4 पर software EDID override से 8K framebuffer हासिल करने का एक सफल उदाहरण बताया
    • लेकिन 4K panel वास्तविक 8K signal दिखा नहीं सकता, इसलिए यह व्यावहारिक समाधान नहीं है

  • EDID hardware flash

    • 7680×4320@60Hz(VIC 199) मोड को EDID में जोड़कर LG monitor EEPROM में flash किया गया
    • DCP MaxW=7680, MaxH=4320 तक update हो जाता है, लेकिन sub-pipe 0 की 6720 सीमा बनी रहती है
    • 8K timing को default सेट करने पर 3840×2160@2x मोड बन जाता है, लेकिन macOS वास्तविक 8K signal output करने की कोशिश करता है, इसलिए display संभव नहीं होता

  • IOKit Registry संशोधन

    • DisplayHints, ConnectionMapping जैसी DCP properties को सीधे बदलने की कोशिश की गई
    • kernel driver(AppleDisplayCrossbar) ने write reject(kIOReturnUnsupported) किया

  • अन्य प्रयास

    • WindowServer cache हटाना, जुड़े displays की संख्या घटाना, HDMI पर स्विच करना, SkyLight private API(SLConfigureDisplayWithDisplayMode) कॉल करना—सब विफल रहे
    • Apple display के रूप में disguise करने पर(EDID में Apple Vendor ID डालकर) “Apple Pro Display X” के रूप में दिखता है, लेकिन ExternalAppleLook=No रहता है और budget में कोई बदलाव नहीं होता

  • IOKit property write परिणाम सारांश

    सेवा मेथड परिणाम
    IOMobileFramebufferShim IORegistryEntrySetCFProperty kIOReturnUnsupported
    AppleDisplayCrossbar आदि IORegistryEntrySetCFProperty kIOReturnNotReady
    IOAVController IORegistryEntrySetCFProperty Accepted (लेकिन DCP तक नहीं पहुँचता)

RuntimeProperty boot arguments टेस्ट

  • firmware में IOMobileFramebuffer::parse_RTP_boot_args() फ़ंक्शन मौजूद है, जिससे boot के समय property override की संभावना दिखती है
    • उदाहरण: iomfb_RuntimeProperty_ExternalAppleLook, iomfb_enable_bw_check, iomfb_dual_pipe_policy आदि
  • SIP और Startup Security को कम करने के बाद sudo nvram boot-args= से परीक्षण किया गया, लेकिन DCP firmware ने प्रतिक्रिया नहीं दी
    • अनुमान है कि वह code path केवल development use के लिए enabled है

Virtual Display Mirror अस्थायी workaround

  • force-hidpi CLI tool बनाया गया, जो SkyLight के private SLVirtualDisplay API का उपयोग करके virtual display(7680×4320) बनाता है और वास्तविक 4K panel को hardware mirror करता है
    • hardware mirror path verify_downscaling जांच को bypass कर देता है
    • system_profiler में “Hardware Mirror: Yes” के रूप में दिखता है
  • इस तरीके से 3840×2160 HiDPI लागू किया जा सकता है
    • टेक्स्ट तेज़ दिखाई देता है और macOS UI सामान्य 2x density पर render होता है
    • virtual display PQ(ST 2084) EOTF का उपयोग करता है और SDR panel के लिए gamma correction लागू करता है
  • कमियाँ
    • tool को लगातार चलना होगा; बंद करते ही 1.0x पर लौट आता है
    • System Settings में अतिरिक्त display दिखाई देता है
    • M2 Max के native HiDPI की तुलना में text rendering थोड़ा अलग है
    • private API dependency के कारण macOS update के बाद अस्थिरता संभव है

कारण और संभावित सुधार का सार

  • M2 Max: प्रति controller 7680-pixel budget → 3840×2160 HiDPI संभव
  • M5 Max: sub-pipe structure में बदलाव, इसलिए single-stream pipe(0) 6720 तक सीमित
  • इस कारण 4K HiDPI की अधिकतम सीमा 3360×1890 तक घट जाती है
  • EDID संशोधन, port बदलना, display count समायोजन आदि से यह नहीं बदलता
  • मूल समाधान Apple द्वारा DCP firmware(t605xdcp.im4p) में बदलाव करना है
    1. hardcoded constant 0x1A40 → 0x1E00 तक बढ़ाना
    2. single pipe पर भी multi-pipe HiDPI backing store की अनुमति देना
    3. जुड़े हुए display के आधार पर dynamic allocation की अनुमति देना
    4. runtime property या boot arguments expose करना
  • Apple Feedback FB22365722 सबमिट किया गया है
  • Apple इस समस्या से अवगत है, और फिलहाल product page पर scaled resolution limitation warning जोड़कर प्रतिक्रिया दे रहा है

diagnostic commands सारांश

  • ioreg -l -w0 | grep "IOMFBMaxSrcPixels" : pipe-आधारित framebuffer budget जाँचें
  • ioreg -l -w0 | grep "MaxVideoSrcDownscalingWidth" : scaler सीमा जाँचें
  • system_profiler SPDisplaysDataType : display summary
  • CGSGetNumberOfDisplayModes : HiDPI mode सूची जाँचें

M2 Max सामान्य कामकाज का उदाहरण

  • 3840×2160@2x HiDPI मोड मौजूद है
  • DCP parameters: MaxW=3840, MaxH=2160, MaxActivePixelRate=497,664,000
  • IOMFBMaxSrcPixels में MaxSrcRectWidth=7680 की पुष्टि होती है
  • उसी LG HDR 4K display पर पूर्ण HiDPI mode इस्तेमाल किया जा सकता है

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