Fiquei um pouco desapontado com a falta de resposta a essa pergunta, então acabei tomando as coisas em minhas próprias mãos e fui em frente e testei por mim mesmo.
Atualmente, eu posso dirigir um Dell Ultrasharp 27 u2713hm a 40hz com menos espaço usando a porta HDMI do meu laptop com um cabo HDMI de 4k no Windows 7 e no Ubuntu 14.04.
Para fazer isso no Windows 7, fui para as configurações avançadas da Intel Graphics e criei uma resolução personalizada com as configurações acima. Então apliquei a resolução do painel de exibição principal. Indo acima de 40hz não funcionou. A menor taxa de atualização é ligeiramente perceptível, mas depois de um tempo eu não percebo mais isso. Esta configuração de resolução é recuperada corretamente após a inicialização.
Para fazer isso no Ubuntu 14.04 eu tive que usar o Powerstrip no Windows primeiro para gerar a linha de comando, e então usei:
xrandr --newmode "2560x1440PS" 160,003 2560 2608 2640 2720 1440 1443 1448 1467 -hsync -vsync
xrandr --addmode HDMI1 "2560x1440PS"
Para realmente ativar a resolução, tive que entrar nas configurações de exibição e selecionar manualmente a resolução recém-exibida. Eu não encontrei uma maneira de tornar esta resolução permanente, então tenho que refazer todo o processo a cada inicialização.