Tutorial: Externe PCIe-Grafikkarte an Thinkpad anschließen

elarei

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1) Worum geht es?
Hier wird eine Möglichkeit beschrieben, ein Thinkpad mit handelsüblichem ExpressCard-Anschluss mithilfe eines Adapters des taiwanesischen Herstellers HWTools um eine externe Desktop-Grafikkarte (PCIe) zu erweitern. Das macht z.B. dann Sinn, wenn man nur über eine schwache, integrierte Intel-Grafikkarte verfügt und gerne 3D-intensive Spiele spielen möchte. Die Grafikleistung kann sich hier gegenüber den Intel-Standard-Chipsatzgrafiken bis zu verzehnfachen. Achtung: das funktioniert nur an einem externen Monitor "richtig", bei Verwendung des internen Displays hingegen nimmt die Leistung deutlich ab. Beachte: Seit der "Sandy Bridge"-Generation ist die Leistung über den ExpressCard-Adapter deutlich höher, die effektive Leistung ist um etwa Faktor 1,5 erhöht und unterscheidet sich nicht mehr maßgeblich von Desktopleistungen.

vgl. http://hardforum.com/showthread.php?t=1522180

Zunächst ein paar Zahlen (gemessen mit 3DMark06):
Flory: x201 tablet, i7 640LM 2.13Ghz, 6GB RAM, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 10987 3DMarks06
Flory: x201 tablet, i7 620LM 2.00Ghz, 6 GB RAM, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 9927 3DMarks06
Flory: R400, T6670 2.2Ghz, 3GB RAM, HD 5770 1GB, PCie 1x: 7808 3DMarks06
Flory: x201 - i5 540M - 4GB RAM - ATI HD 5770 1GB - Win 7 64bit 11923 3D Marks06
Flory: x200, P8600, 6 GB RAM, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 10232 3DMarks06
neonis: R61, ????, ?????, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 9663 3DMarks06
elarei: x200s, SL9400 1.86Ghz, 4 GB RAM, HD 5750 1GB, PCIe 1x: 8360 3DMarks06
elarei: T400s, SP9400 2.4Ghz, 8 GB RAM, HD 5750 1GB, PCIe 1x: 9297 3DMarks06
elarei: x201, i5 540M, 3 GB RAM, ATI 5750 1GB, PCIe 1x: 11269 3DMarks06
Malloc: x200s, SL9400 1.86Ghz, 4 GB RAM, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 7749 3DMarks06
die_matrix: R60, T5600 1.83GHz, 3GB RAM, GF 8800GT 512MB, PCIe 1x: 3905 3DMarks06
die_matrix: R60, T5600 1.83GHz, 3GB RAM, HD5750 1GB, PCIe 1x: 7769 3DMarks 06
x220t: X220 Tablet, i5-2520 3.00GHz, ..., GTX560Ti, PCIe 1x: 17200 3DMarks06
ckx2: W520, i5-2540 3.00GHz, ..., GTX570, PCIe 1x: 17750 3DMarks06
diablo666: T430 i7 3630QM, 16GB, GTX580, PCIe 1x: 23396 3DMarks06
Bitte lies zunächst den gesamten Post, besser noch das gesamte Thema sorgfältig durch, um dich zu informieren, ob das mit deinem Laptop und deiner Wunschhardware überhaupt funktionieren kann. Frage lieber nach, bevor du Geld in den Wind schießt.

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Warnung


Wer im Umgang mit technischem Equipment nicht versiert ist, sollte die Finger davon lassen. Das offene Betreiben von Desktop-Grafikkarten und -Netzteilen ist gefährlich und kann ernstzunehmende Schäden an Gesundheit und Hardware verursachen! Daher sollte jeder, der im Umgang mit den Innereien von Computerhardware nicht geschult ist, auf den Nachbau dieser Grafikkartenlösung verzichten!

Hardware muss vernünftig elektromagnetisch abgeschirmt werden (z.B. durch ein adäquates Gehäuse). Wird eine externe Grafikkartenlösung ohne Gehäuse betrieben, besteht die Möglichkeit, dass andere Geräte im Umfeld dadurch gestört werden. Eine solche Störung kann, sofern sie angezeigt und nachverfolgt wird, juristische Konsequenzen nach sich ziehen.
(Danke für den Hinweis an .matthias)

2) Benötigte Hardware
Benötigt wird für den Aufbau:
- der notwendige Adapter von HWTools PE4H mit allem Zubehör
- ein externes ATX-Netzteil mit ausreichend Power (>350W sollte reichen), wie sie in Desktops verbaut werden
- eine handelsübliche PCIe-Grafikkarte, wie sie in Desktops verbaut werden
- ggf. ein zusätzliches mHDMI-mHDMI-Kabel, da das mitgelieferte sehr kurz ist
- evtl. ein Gehäuse, um Explosionen und Todesgefahr zu vermeiden

Die Preise sind wie folgt zu kalkulieren:
- Adapter: ca. 80 Euro mit Versand von HWTools
- ATX-Netzteil: ca. 20-60 Euro nach Quelle und Leistung (z.B. ebay)
- PCIe-Grafikkarte: ca. 20-unendlich Euro nach Bedarf (bis 100€ sind realistisch)
- (optional) HDMI-Kabel: ca. 10 Euro (z.B. hier das)
- (optional) Gehäuse: ca. 50-unendlich Euro nach Geschmack (vgl. Seite 19)

3) Aufbau 1 (Hardware)
- Die Grafikkarte wird in den Adapter gesteckt.
- Der MOLEX-Stecker am Adapter wird an das Netzteil angeschlossen.
- Das mHDMI-Kabel wird an den Adapter gesteckt, an den "PCIe 1x"-Slot. (Das Kabel ist symmetrisch, die Richtung ist egal.)
- Das mHDMI-Kabel wird an der anderen Seite an den ExpressCard-Adapter gesteckt.
- Wenn die Grafikkarte einen externen PCIe-Stromanschluss besitzt, wird dieser angeschlossen.
- Der externe Monitor wird an die Grafikkarte angeschlossen.
- SWEX (kleine grüne Platine von HWTools) wird an das Netzteil am Motherboard-Connector angeschlossen. Bitte darauf achten, dass das Netzteil abgeschaltet bzw. nicht am Netz angeschlossen ist.
- SWEX wird auf "On" geschaltet.
- Netzteil anschließen und anschalten. Läuft der Grafikkartenlüfter an und es gibt keine komischen Piepstöne, funktioniert es.
- Notebook anschalten, in Windows booten und den ExpressCard-Adapter reinschieben.
- Wenige Sekunden warten, bis eine "VGA-Standardgrafikkarte" erkannt wird (evtl. auch gleich der Treiber installiert wird, je nach Karte/OS).

4) Aufbau 2 (Software)
- Treiber installieren. Vorzugsweise sollte man das manuell machen: einfach im Gerätemanager die "VGA-Standardgrafikkarte" rechtsklicken und den passenden ATI/NVidia-Treiber, den man vorher irgendwo hin entpackt hat, installieren.
- NICHT NEUSTARTEN, solange die externe Karte angeschlossen ist. Stattdessen in die Anzeigeoptionen wechseln und dort nach dem externen Monitor suchen, der da hoffentlich erschienen ist.
- Im Normalfall: Externen Bildschirm als Hauptbildschirm definieren, die anderen abschalten. Voilà!
- Nach Bedarf ATI Catalyst Control Center u.ä. installieren; das kann jedoch zu Instabilität führen.
- Jetzt die "Bekannten Probleme (6)" lesen.

5) Try it out
Am besten führt man nun erstmal ein Benchmark (bewährt ist z.B. 3DMark2006) aus: durch die untypische Anbindung über PCIe 1x statt 16x wird die eigentliche Leistung der Karte erheblich reduziert. (Man kann von ca. 60% der normalen Leistung ausgehen.)

Wer sich ein Gehäuse bauen will, findet hier (aktualisiert) eine Möglichkeit. Es ist dringend sinnvoll, ein Gehäuse zu nutzen, um die Unfallgefahr zu minimieren.

Ich würde mich jederzeit freuen, wenn mir Leute ihre Benchmarkwerte nennen oder im Thread posten, damit wir obige Liste möglichst aussagekräftig bekommen können.

6) Bekannte Probleme
Laptops booten nicht, wenn die Karte angeschlossen ist
Dafür gibt es bisher nur den Rauszieh-Workaround. (-> Erst im Betrieb anschließen oder vorher die Karte nicht mit Saft versorgen, z.B. über eine Kippschalter-Steckdose. Achtung, so eine Steckdose als regelmäßiger An-Aus-Schalter kann auf Dauer dem Netzteil Schmerzen bereiten.)

Laptops mit integrierter ATI- oder NVidia-Grafik
Wenn im Laptop eine ATI-Grafikkarte integriert ist, dann sollte man sich für die externe Lösung eine NVidia-Karte zulegen. Der Grund ist folgender: mehrere ATI-Treiber nebeneinander vertragen sich nicht; bei der Installation eines neuen ATI-Treibers (z.B. für eine HD5750) überschreibt dieser den alten ATI-Treiber (z.B. für eine integrierte Radeon-Grafik). Will man den Laptop wieder mit der internen Grafik betreiben (wenn man z.B. unterwegs ist), so muss man den Treiber installieren, womit man den Treiber der externen Karte überschreibt. Das Ganze ist also sehr unkomfortabel. Nach ersten Vermutungen und Beobachtungen dürfte das bei einer NVidia-Karte an einem ATI-Laptop nicht passieren.
Ob dasselbe Problem bei integrierter NVidia-Grafik und einer externen NVidia-Grafikkarte auftritt, ist bisher nicht klar.
Bei Switchable Graphics wird der ATI-Treiber ebenfalls überschrieben. Es ist empfehlenswert, bei der Nutzung einer externen ATI-Karte die Grafik im BIOS auf "Integrated Graphics" zu schalten und die Switchable-Funktion zu deaktivieren.

Lenovo Power Management (Driver) / Energiemanager
Mit dem Energiemanager und dem dazugehörigen Power Management Driver scheint es Probleme mit externen Grafikkarten zu geben, die zu Abstürzen bei der Verbindung mit der externen Karte führen. Eine Deinstallation des Power Managements reicht.

Systemabsturz bei Einstecken des Adapters
Es kann passieren, dass eine Verbindung mit der externen Karte bei einem Thinkpad konsequent zu Systemabstürzen, Bluescreens u.ä. führt. In solchen Fällen ist es ratsam, Windows neu aufzusetzen und nur ein absolut notwendiges Minimum an Treibern zu installieren (kein Powermanagement!), bevor man noch einmal probiert. In vielen Fällen sind alte Grafiktreiber ein Problem. Auch eine interne "Switchable Graphics" sollte deaktiviert sein (in diesem Falle im BIOS die "Integrated Graphics" wählen und die Switchable-Erkennung ganz deaktivieren).
Evtl. hilft es, den Laptop vor der Verbindung in den Energiesparmodus/Standby (Halbmond, NICHT Hibernation/Ruhezustand) zu versetzen und ihn erst nach dem Einstecken aufzuwecken.
Es gibt bei manchen Modellen Probleme in Verbindung mit HDMI-Anschlüssen. Dazu kann man das DIY-Setup-Programm einsetzen, das von HWTools erstellt wurde; eine Anleitung lieferte Benutzer tura weiter hinten im Thread. Auch für viele andere Arten von Problemen könnte dies abhelfen.

Miese Leistung
Die Leistung der Grafikkarten an dieser Adapterlösung ist nur ca. 50-70% so gut wie in "normalen" Szenarien. Dennoch ist das die drei- bis zehnfache Leistung der integrierten Grafikchips (Stand Mitte 2010) und locker spieletauglich. Sogar die Napalmbomber unter den Spielelaptops, die Alienware-Maschinen, sind nur 20-30% (bis zu ~15000 3DMark06-Punkte) stärker als ein stromspar-optimiertes Thinkpad x200s mit einer externen HD5750 (~10000 3DMark06-Punkte).

Wer es ausprobiert hat, kann sich ja hier mit Notebookmodell, Grafikkartenmodell und Punktewert bei PC Mark 2006 verewigen.

Gruß,
- elarei
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich vermisse hier noch etwas die "Flut" an Test- und Erfahrungsberichten samt Benches unter verschiedenen Konfigurationen, die die Sammelbestellung doch eigentlich hätte mit sich bringen müssen/können... ;)

Wäre sehr interessiert!
 
Über den Thread verteilt findest du über 25 Benchmarkergebnisse mit etlichen Systemen von R60(?) bis X201. Du müsstest nur suchen, und wenn du schon dabei bist, die Ergebnisse am besten mal zusammentragen, damit ich sie wieder im verloren gegangenen Startpost ergänzen kann.

Edith: War jetzt zu faul, alles sorgfältig zusammenzukratzen, daher habe ich nur die Werte wieder eingefügt, die ich auf die Schnelle sofort gefunden habe. Siehe Posting 1.
 
Weitere Infos zu meinen Test`s:

ein 780 Watt Netzteil verringert das Spulenpfeiffen gegenüber einem 500 Watt Netzteil deutlich, egal bei welcher Grafikkarte. Warum das so ist, kann ich euch aber nicht sagen. Außerdem funktioniert eine Geforce 210 NICHT !! Fehlermeldung: nicht genügend Resourcen.

Des Weiteren funktioniert auch das einstecken der Expresscard kurz nach dem Ladebildschirm, also noch vor dem Willkommens-Bildschirm. Da spart man sich den Umweg über den Standby... würde ich aber nicht auf Dauer machen.
 
Hi,

du benutzt ein 780W Netzteil um eine einzige Grafikkarte zu betreiben? 8|

Ich benutze das Ganze seit einer Weile ganz ohne Standby, einfach mitten im laufenden Betrieb rein und gut ist. Nur mit dem Energiemanager kriege ich dann gelegentlich Ärger, wenn der nicht installiert ist - kein Problem.

lg
 
Ich experimentiere noch ein bisschen ! Bei nem FSC Amilo kann ich auch im laufendem Betrieb connecten, bei meinem T60 nicht :-( (Bluescreen).
 
Klar, wieso denn auch nicht.
PCI-express ist PCI-express. wenn das gerät also in einem computer m PCI-E funktioniert, dann auch am Expresscardslot, der nur mechanisch gewandelt wird durch den Adapter.
 
naj, ich meinte jetzt ohne adapter, das ja ne low-profile variante ist und die dock doch pci-express mit low-profile unterstützt oder?
 
Da gibt es schon mit Grafikkarten so viel Ärger, dass ich da nicht drauf wetten würde. Und das ist im Prinzip das falsche Thema, denn hier gehts nicht um die Advanced Dock.
 
So ich bin am testen aber habe an zwei Notebooks immer das selbe Problem: DIe Grafikkarte geht aus, die eine LED erlischt (die die angibt das der Adapter Power hat) und das Notebook läuft zwar weiter (ich seh nur leider nix) und fährt aber nicht runter wenn man Power drückt. Die Grafikkarte in Verbindung mit dem Netzteil läuft gut in meinem Desktop, aber ich kann nicht sagen ob pcie stecker + Molex stecker auf eine rSchiene sitzen und der Mainboard stecker zum bsp auf einer anderen. Könnte das überhaupt das Problem sein? Achja abstürzen tut er nur bei 3d last, ich starte ein Spiel oder BEnchmark in WIn noch nicht bisher.
 
Da im Desktop auch noch CPU, Mainboardkomponenten, Laufwerke und Ram versorgt werden müssen wäre das schon ein ganz großer zufall, dass du so die eine Schiene überlastest und im Desktop nicht. Sind alle Laufwerkanschlüsse an einem Kabelstrang? Ansonsten kannst du ja den Kabelstrang wechseln, da für die Platine ein Adapter auf den kleinen Stromstecker dabei ist.
Eine weitere Analysemöglichkeit wäre es je nach Grafikkarte diese zu untertakten und undervolten und so zu prüfen, ob wirklich die Last zu hoch ist.
Vielleicht informierst du ein wenig mehr über das Setup auf Notebook, und Grafikkarte.
 
Das ist wahrscheinlich kein Lastproblem.

Deine Schilderung ist ein ziemliches Chaos, bitte versuch deine Aussagen mal zu strukturieren.

Welche Grafikkarte steckt im Adapter?
Wo willst du Bild ausgeben, auf einem externen Monitor oder am Notebook?
Hast du einen Treiber installiert?
Unter welchen Bedingungen "geht die Grafikkarte aus", wie du das beschreibst?
Hast du Windows 7 vor dem Ausprobieren neu installiert?
Hast du den Powermanagement-Treiber installiert?
 
Sry für das Chaos ich Schilder mal genauer:

Welche Grafikkarte steckt im Adapter?
Ati 5830 (Sapphire)
Wo willst du Bild ausgeben, auf einem externen Monitor oder am Notebook?
Bild an einem oder zwei externen 17" tft's

Hast du einen Treiber installiert?
Ja aktueller Catalyst mit CCC, Nvidia Treiber beim T61 entfernt + Nvidia im Gerätemanager deaktiviert

Unter welchen Bedingungen "geht die Grafikkarte aus", wie du das beschreibst?
Im Betrieb zum Bsp bei 3dmark oder einem Spiel. Karte geht komplett aus (Lüfter bleibt stehen, LED am Adapter aus)

Hast du Windows 7 vor dem Ausprobieren neu installiert?
nein, da es aber an zwei notebooks mit verschiedenen Installationen nicht geht hoffe ich eigtl. das mir das erspart bleibt

Hast du den Powermanagement-Treiber installiert?
Powermanagement Treiber + Energiemanager deinstalliert (immer schön mit reboot)

Zum Problem: das Notebook spielt Gamesound usw. weiter ab, läuft also noch. Graka ist aus + LED mit Power für Adapter ist aus.
Vielen Dank für die Hilfe schon mal!
 
Hi,

ok, wir kommen der Sache schon näher.

Hab ich das richtig verstanden: Die Verbindung an sich funktioniert, d.h. du kannst unter Windows die Grafikkarte anschließen, erkennen und für die Bildausgabe benutzen? Die Karte knickt erst weg, wenn du eine 3d-Anwendung startest?

Falls das so gemeint ist:
- Wird Aero unter Windows korrekt dargestellt oder führt das auch zu Problemen?
- Kannst du im CCC mal die Temperatur beobachten?
- Kannst du ein Spiel/Benchmark laufen lassen, das im Fenster und nicht als Vollbild ausgeführt wird?
- Hast du mal den anderen Ausgang der Grafikkarte ausprobiert?

Dass die Karte komplett abschaltet ist ein bisher nicht beobachtetes Verhalten, wenn das bei mir abstürzt läuft die Karte trotzdem weiter. Geht das Netzteil mit aus oder läuft das weiter?
 
Gelöst

Du verstehst es richtig das ich umstellen kann auf beide Monitore an der Graka

Falls das so gemeint ist:
- Wird Aero unter Windows korrekt dargestellt oder führt das auch zu Problemen?
Aero zeigt den selben Absturz
- Kannst du im CCC mal die Temperatur beobachten?
Temperaturen hatte ich beobachtet sind ok
- Kannst du ein Spiel/Benchmark laufen lassen, das im Fenster und nicht als Vollbild ausgeführt wird?
nicht getestet
- Hast du mal den anderen Ausgang der Grafikkarte ausprobiert?
habe beide Ausgänge Gleichzeitig am laufen

Dass die Karte komplett abschaltet ist ein bisher nicht beobachtetes Verhalten, wenn das bei mir abstürzt läuft die Karte trotzdem weiter. Geht das Netzteil mit aus oder läuft das weiter?
Habe einen Externen Lüfter an einen Molex gesteckt und siehe da das netzteil schaltet komplett ab (auch der Netzteil Lüfter geht aus).
SWEX an und wieder aus belebt die ganze Sache leider nicht wieder. (Der Graka Lüfter dreht dann voll auf, aber es kommt nicht wieder Bild)

Zum Netzteil: es ist ein Enermax Liberty 500 Watt mit SLI Ready aufkleber. Auf der entsprechenden 12V Schiene mit sli und molex müssten laut Handbuch 192 Watt zur verfügung stehen (Graka benötigt 175) von daher müsste es gehen. Ich weiß allerdings nicht ob es zu Problemen kommen kann wenn da nur ein Teil des Netzteiles beansprucht wird.

Ich denke ich werde mal ein anderes Netzteil bestellen das mehr als 200 Watt auf der 12 Volt Schiene hat.

Komisch ist halt das es in meinem Desktop so läuft und da steckt noch ein Hardware Raid 5 drin Und Fast alle PCI und PCIe Steckplätze belegt.
Hab gestern nun ein anderes Netzteil noch bestellt. Sollte es daran liegen kann ich das hoffentlich am Montag ausschließen.

Edit: Es lag am Netzteil, mit dem neuen läuft es jetzt ohne Probleme. Das neue ist ein 450 watt Strider im Formfaktor sfx was es einfacher machen dürfte es in einem Gehäuse zu platzieren.
 
es gibt ja mittlerweile eine neue version des ganzen (2.4), bringt die irgendwelche nennenswerten vorteile? hab nur folgende aussage gefunden:

PE4H v2.0 add 2 PCS fuse to only protect PCIe 12V
PE4H v2.4 add 5 PCS fuse to portect PCIe 12V, DC19V, USB5V, PCIe3.3V all power
wie relevant ist das für uns?
 
Kaum relevant, genau wie der Verzögerungsschalter. (meine Meinung)

Habe jetzt sowohl T61 als auch das X200t getestet.
Das T61 kriegt ein bissl über 4700 Pkt in 3dmark Vantage und das X200t trotz langsamerer Cpu über 4800. Jemand eine Idee woran das liegen könnte? (Cpu Benchmark bei notebookcheck.com sagt auch das die x200er cpu langsamer als die im T61 ist).
 
liegt vermutlich am chipsatz... oder am höheren fsb oder am höheren cpu cache oder am sonnenwind... schwer zu sagen ^^
 
Finde das ja alles schön und gut, aber mich beschäftigt jetzt ein Problem: das Gehäuse.

Hat einer von euch schon dieses "Problem" gelöst? Bilder? :-D

Ich denke über µATX Gehäuse nach wo man die Blende der Karte einfach am Gehäuseschlitz festschraubt, Netzteil rein. Aus die Maus. 8-)

Aber wie regelt man das mit dem ein und ausschalten? Oder reicht es nur das NT zu bedienen?
 
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