AV-Receiver: Denon & Marantz lösen HDMI-2.1-Bug mit Adapter SPK618

Update 3 Nicolas La Rocco
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AV-Receiver: Denon & Marantz lösen HDMI-2.1-Bug mit Adapter SPK618
Bild: Denon

Denon und Marantz haben heute eine Lösung für den HDMI-2.1-Bug einiger aktueller AV-Receiver vorgestellt. Ein Adapter mit der Bezeichnung SPK618 soll zwischen Spielkonsole und AV-Receiver gesteckt werden und die HDMI-Daten „korrigieren“. Ab 15. Mai können sich betroffene Kunden für den kostenlosen Adapter registrieren.

Die Adapterlösung hat ihren Ursprung in im Oktober festgestellten Problemen bei der Übertragung gewisser Bildsignale über HDMI 2.1. Die aktuelle AV-Receiver-Generation von Denon und Marantz, die unter dem Dach des Mutterkonzerns Sound United beheimatet sind, ist die erste, die jeweils einen Ein- und Ausgang für HDMI 2.1 bietet.

Konkret geht es um eine fehlerhafte Implementierung der mit HDMI 2.1 eingeführten Übertragungsvariante „Fixed Rate Link“ (FRL), die sich auch nicht über ein Firmware-Update beheben lässt. FRL löst bei HDMI 2.1 das ältere TMDS (Transition-Minimized Differential Signaling) ab und erlaubt eine höhere Bandbreite von 48 Gbit/s (vier Lanes mit jeweils 12 Gbit/s) sowie eine Kompression (DSC) für entweder niedrigere Übertragungsraten oder noch höhere Auflösungen wie etwa 10K120. TMDS bleibt für die Abwärtskompatibilität zu älteren Endgeräten jedoch in HDMI 2.1 enthalten. Zulieferer der fehlerhaften HDMI-2.1-Chips ist (mittlerweile) Nuvoton, das die Übernahme von Panasonic Semiconductor Solutions im September 2020 abgeschlossen hatte.

Betroffene AV-Receiver von Denon und Marantz
Denon Marantz
AVC-A110 AV7706
AVC-X6700H SR8015
AVC-X4700H SR7015
AVC-X3700H SR6015
AVR-X2700H SR5015
AVR-X2700H DAB SR5015 DAB
AVR-S960H NR1711

Im Februar hatte Denon nach weiteren Nachforschungen klargestellt, welche Geräte nicht mit der Problematik zu kämpfen haben. Das sollen alle Geräte sein, die noch das ältere TMDS für maximal 18 Gbit/s und 4K60 nutzen. Auch die zunächst befürchtete PlayStation 5 in allen Auflösungsvarianten und die GeForce-RTX-3000-Grafikkarten in allen 4K120-Auflösungsvarianten sollen nicht betroffen sein. Zwar habe auch Nvidia in 4K120 zu Beginn Probleme am HDMI-2.1-Port der AV-Receiver gemacht, dies sei aber auf Treiber-Probleme zurückzuführen gewesen und funktioniere jetzt reibungslos.

Xbox Series X und RTX 3000 machen Probleme

Anders sieht es bei der Xbox Series X mit 4K120 HDR sowie der GeForce RTX 3000 in 8K60 HDR aus, wo jeweils kein Bild beim Durchschleifen an einem der neuen AV-Receiver ausgegeben werden kann. In beiden Fällen gibt der AV-Receiver dann lediglich ein schwarzes Bild aus. Während frühe Probleme in 4K120 bei Nvidia mit neueren Treibern behoben werden konnten, handele es sich bei 8K60 HDR tatsächlich um einen Bug in den HDMI-2.1-Chips der AV-Receiver, so Denon. Und speziell für diese Konstellation gibt es jetzt eine Lösung.

SPK618 wird zwischen Spielkonsole und AV-Receiver gesteckt

Zuletzt hatte sich Denon im Februar zu der Problematik geäußert und wollte eine Lösung noch im März vorstellen und im Laufe des zweiten Quartals verfügbar machen. Mit leichter Verspätung haben Denon und Marantz heute eine kostenlose HDMI-Adapterlösung namens SPK618 vorgestellt, für die sich betroffene Kunden ab dem 15. Mai bei Denon und bei Marantz registrieren können, wobei es sich jeweils um dieselbe Lösung handelt. Dieses Verfahren gilt für Großbritannien, Deutschland, Österreich, die Niederlande und Frankreich. Kunden in anderen Ländern müssen sich an den Händler wenden, bei dem sie das jeweilige Produkt gekauft haben. Die Auslieferung des SPK618 soll Ende Mai ohne Kosten für Kunden erfolgen. Der Adapter wird nur während der Garantiezeit des AV-Receivers kostenlos an Kunden verschickt.

Kein eARC mehr notwendig

Nach Erhalt des Adapters sieht der vorgesehene Aufbau (Anleitung als PDF) folgendermaßen aus: Die Spielkonsole respektive Grafikkarte wird zunächst per HDMI (eigenes Kabel notwendig) an die HDMI-Adapterlösung SPK618 angeschlossen, die wiederum eine eigene Stromversorgung über ein mitgeliefertes externes Netzteil benötigt. Von dort aus wird das Signal anschließend per HDMI (Kabel mitgeliefert) an den HDMI-2.1-Eingang des AV-Receivers geleitet. Im Wortlaut von Denon und Marantz heißt es: „Der SPK618-Adapter nimmt ein HDMI-Eingangssignal von der Gaming-Quelle auf und leitet die korrigierten HDMI-Daten an den AVR, wodurch der Fehler behoben wird und ein 4K/120Hz- oder 8K-Signal geliefert werden kann.“ Damit wird die bisherige Zwischenlösung, bei der die Spielkonsole an den Fernseher angeschlossen und der Ton über eARC zurück an den AV-Receiver geleitet wurde, nicht mehr notwendig sein.

Update

Wie ComputerBase über Sound United bestätigt wurde, können betroffene Kunden den HDMI-Adapter nach Erhalt dauerhaft kostenlos behalten – es handelt sich also nicht um ein Leihgerät. Die Einschränkung bezüglich des Garantiezeitraums betrifft ausschließlich das Beantragen respektive den Versand des Adapters. Sound United hat die Redaktion außerdem wissen lassen, dass ab April dieses Jahres ausgelieferte AV-Receiver von Denon und Marantz bereits ab Werk überarbeitet wurden und nicht mehr von der Problematik betroffen sind und somit auch nicht die HDMI-Adapterlösung benötigen. Diese überarbeiteten Geräte können anhand der Seriennummer identifiziert werden, denn mit dieser ist auf den Webseiten keine Registrierung für den Adapter möglich.

Update

Im Gespräch mit Grobi.TV hat Roland Krüger, Head of Technical Marketing (DE+AT) bei Sound United, weitere Details zur HDMI-Adapterlösung und zu einem Firmware-Update genannt, das zwingend für die Nutzung des Adapters vorausgesetzt wird. Zuvor ging Krüger auf das AV-Lineup von Denon und Marantz für 2021 ein, wonach bei Denon das Flaggschiff AVC-X8500H im Juni den Nachfolger AVC-X8500HA erhalten soll, der ebenfalls die neue HDMI-Platine mit Features für HDMI 2.1 bietet, die schon mit neuem FRL-Chip bestückt sein wird. Bisherigen Besitzern des AVC-X8500H soll zudem ein Upgrade auf die neue HDMI-Platine angeboten werden. Im Hause Marantz ist ein vergleichbares Upgrade für den Vorverstärker AV8805 auf den AV8805A geplant.

Wichtiges Firmware-Update U25.7

Das angesprochene Firmware-Update mit der internen Versionsnummer U25.7 wird bereits seit dem 21. April von Denon und Marantz verteilt und wird zwingend für die neue HDMI-Adapterlösung vorausgesetzt. Das Update behebt aber auch andere Probleme im Bereich HDMI, etwa bietet es eine deutlich verbesserte ARC-Unterstützung (Audio Return Channel), die Aussetzer und Unterbrechungen bei vielen Fernsehern insbesondere von Samsung und LG beheben soll. Ein potenzieller Signalverlust beim Durchschleifen von Signalen der PlayStation 4, PlayStation 4 Pro, PlayStation 5 und des Apple TV wurde ebenfalls beseitigt. Bei RTX-3000-Grafikkarten konnte es vor dem Update zum Signalverlust bei Veränderungen der Auflösung kommen. Für diese Grafikkarten empfiehlt Sound United, stets auf den neuesten Nvidia-Treiber zu setzen. Das Update bringt außerdem eine verbesserte Kompatibilität zu Sonys 8K-Fernsehern sowie allgemein zu Fernsehern von Samsung und LG bei der Nutzung von FRL (Fixed Rate Link) sowie bei der Nutzung von DSC-Signalen (Digital Stream Compression) mit.

Verbesserungen durch Firmware-Update U25.7
Verbesserungen durch Firmware-Update U25.7 (Bild: Grobi.TV/Sound United)

Das Update dient für Sound United auch als Vorbereitung für die offizielle HDMI-2.1-Zertifizierung der Geräte. Denn erst sei kurzem gibt es für sogenannte Repeater, sprich AV-Receiver, einen definierten Testparcours der HDMI-Organisation. Die bisherigen AV-Receiver wurden deshalb auch nie explizit mit HDMI 2.1 beworben, sondern nur mit neuen Funktionen aus dem neuesten HDMI-Standard. Die offizielle Zertifizierung für HDMI 2.1 der aktuellen Receiver-Generation soll aber im Laufe des Jahres erfolgen.

Diese Geräte sind vom HDMI-2.1-Bug betroffen

Bezüglich des HDMI-2.1-Bugs wurde abermals erklärt, dass alle Geräte bei Nutzung des TMDS-Formates mit 18 Gbit/s für bis zu 4K60, die PlayStation 5 in allen Auflösungsvarianten und RTX-3000-Grafikkarten in allen 4K120-Auflösungsvarianten nicht betroffen seien. Kein Bild beim Durchschleifen am AV-Receiver gebe es lediglich bei der Xbox Series X mit 4K120 (alle FRL-Modi) und mit RTX-3000-Grafikkarten in 8K24A HDR, 8K25A HDR und 8K60A HDR (A = unkomprimiert ohne DSC) sowie einigen 8K-Modi unter Verwendung der Komprimierung.

Ursache sind spezifische FRL-Muster

Ursache des Problems ist ein Fehler im FRL-Hardware-Decoder von Nuvoton. Das vom Sender, also etwa der Spielkonsole oder Grafikkarte, erzeugte TMDS-Signal wird bei 4K120 oder 8K60 im FRL-Encoder in entsprechende Datenpakete für FRL verpackt und an den Empfänger, in diesem Fall der AV-Receiver, übertragen und dort vom Nuvoton-Chip decodiert. Diese Übertragung kann je nach benötigter Bandbreite in 66.368 verschiedenen Mustern geschehen, wobei 12 dieser Paketanordnungen nicht vom Nuvoton-Decoder verarbeitet und daraufhin kein Bild und Ton erzeugt werden können. Und genau eines oder mehrere dieser Muster nutzt die Xbox Series X ab 4K120.

Ursache der Problematik
Ursache der Problematik (Bild: Grobi.TV/Sound United)

Bei der PlayStation 5 gibt es deshalb keine Probleme, da die Spielkonsole keines dieser Muster verwendet und auch niemals verwenden wird, selbst wenn Sony 4K120 oder 8K60 freischalten sollte. Denn Sony nutzt in der PS5 einen Encoder von Nuvoton, der die 12 betroffenen Paketanordnungen für FRL erst gar nicht erzeugen kann.

Bei Nvidia tritt der Fehler zumindest in 4K120 nicht auf, weil auch die RTX-3000-Grafikkarten in dieser Konstellation, in der stets mit 40 Gbit/s gearbeitet wird, keines der betroffenen Muster nutzen. Erst in den erwähnten 8K-Auflösungen kommen wieder manche der 12 Muster zum Einsatz, weshalb dann auch hier kein Bild und Ton mehr durchgeschleift werden kann.

Andere potenzielle Lösungen wurden verworfen

Im Vorfeld der heute präsentierten Problemlösung hatte Sound United auch überlegt, den betroffenen Nuvoton-Chip oder gleich das gesamte HDMI-Board zu tauschen. Dies habe sich aber als äußert aufwendig herausgestellt, da etwa der AV-Receiver aus der Konfiguration des Kunden entfernt, gut verpackt und verschickt hätte werden müssen. Außerdem hätte dies eine Neueinrichtung des AV-Receivers erfordert. Zunächst sei auch ein externer Dongle angedacht gewesen, der zwar einfach zu integrieren gewesen wäre, aber ebenfalls eine externe Stromversorgung benötigt und potenziell zu Platzproblemen im Bereich der HDMI-Buchsen und zu einer Halteproblematik an diesen geführt hätte.

Angedachte, aber nicht umgesetzte Lösungen
Angedachte, aber nicht umgesetzte Lösungen (Bild: Grobi.TV/Sound United)

Niedriger Stromverbrauch und praktisch kein Lag

Deshalb habe sich Sound United letztlich für die heute vorgestellte externe Box entschieden, deren Abmessungen bei 140 × 32 × 94 mm (B×H×T) liegen. Diese Box macht nichts anderes, als das eingehende FRL-Signal zu decodieren, die darin enthaltenen TMDS-AV-Streams für Video und Audio, ohne diese Signale dabei zu verändern, neu und in einem für die AV-Receiver geeigneten FRL-Format, das keines der 12 Muster nutzt, zu encodieren und dieses dann an den AV-Receiver zu übertragen. Der gesamte Vorgang soll laut Krüger im Bereich weniger Mikrosekunden erfolgen. Der Stromverbrauch des Adapters soll im Standby bei 0,3 Watt und damit im Bereich des Standby-Verbrauchs der AV-Receiver (~0,2 Watt) und im Betrieb bei 2,3 Watt liegen. Eingeschaltet, aber noch ohne ankommendes Signal, seien es etwa 0,5 Watt.

Den zuvor genannten Versandtermin der HDMI-Adapterlösung von Ende Mai hat Sound United im Stream auf ab Juni 2021 konkretisiert. Der verschickte Adapter wird mit der Seriennummer des AV-Receivers verknüpft und ist damit auch Teil dessen Garantie.

Bestätigt wurde zudem, dass künftig produzierte AV-Receiver der aktuellen Generation mit überarbeiteten Chips für korrektes Fixed Rate Link produziert werden. Das bedeute aber nicht, dass jeder ab April im Handel stehende AV-Receiver von Denon oder Marantz automatisch mit korrigiertem Chip laufe. Laut Krüger sei dies ein laufender Prozess, sodass zukünftige Modelle vermehrt neue Versionen des Chips enthalten werden.

Update

Denon und Marantz haben heute ihre Seiten für die Bestellung des SPK618 freigeschaltet. Vor der Bestellung abgefragt werden Name, Anschrift, E-Mail-Adresse, betroffenes Produkt, Seriennummer sowie Informationen zum Händler und Kaufdatum.