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:
Hat denn schon jemand überhaupt eine Grafikkarte ohne eigene Stromversorgung probiert?
Vllt könnte man ja eine Liste mit erfolgreichen Konstellationen erstellen, sobald das Gerät etwas verbreiteter ist.
 
Das wird früher oder später bestimmt sowieso kommen - sobald das Teil hier etwas mehr Verbreitung gefunden hat (bzw. falls es dazu kommt).

Hier wurde schon so ziemlich aus allem ne Liste gemacht, was auch nur annähernd Listen-fähig ist! ;)

Gruß, Jonny
 
Malloc' schrieb:
Ich hoffe, ich komme morgen dazu, ausführlicher zu berichten. Nur schonmal vorab: alles funktioniert super; bisher lief jedes Spiel auf 1920x1080 flüssig! Morgen dann etwas mehr Tests...
Übrigens funktioniert bei mir die Lösung "Plug & Play" - ExpressCard rein, *ding-dong*, ext. Monitor geht an, und ich bin im Dual-Modus. Liegt wohl dran, dass ich im x200s ja nur ne Intel GMAxxxx verbaut hab, und keine Nvidia / ATI.
Ich - und vermutlich einige mehr - warte noch immer sehnsüchtig auf einen etwas ausführlicheren Bericht von dir, Malloc! :)

Gruß, Jonny
 
Und ich warte immernoch auf die Post, damit sie mir die Mini-PCIe Karte bringt.
Wenn diese da ist, kann ich auch berichten. Es liegt alles zu Hause fertig und wartet auf die Karte.




Gruß aus Trier
 
Soooo. Kurzes Update:

Ich komme mit der Karte von elarei auf 7769 Punkte mit einer ATI Radeon HD5750 gegenüber vorher 884 Punkte. Die Einzige Veränderung ist die externe Grafikkarte. Ich werde mal gleich noch versuchen ein Spiel zu starten und werde dann mal sehen wie das läuft.

R60 9461-DXG
Intel Core 2 Duo T5600 1.83GHz
3GB DDR2RAM (1x 2GB, 1x 1GB)
ATI Radeon Mobility X1400
40GB Festplatte im UltraBay Einschub mit einem frischen XP Prof SP3 und den "aktuellsten" Treiber von Lenovo (von 2009)

Ich komme damit auf 884 Punkte.





Gruß aus Trier
 
Servus,

nachdem mir unerwartet eine Ati HD5830 mit einem stimigen Preis in OVP angeboten wurde konnte ich meinem Drang nach mehr Leistung nicht mehr wiederstehen. Kurzerhand das PE4H für ExpressCard geordert und noch ein leises 300W Netzteil beim lokalen Händler besorgt. Nach 3 Werktagen war der Adapter da und oh welche Überraschung es lag sogar der ATX AN-AUS-Schalter fürs NT noch dabei.

- im Bios Switchable deaktiviert
- normal gestartet und dann "Energie Sparen" ausgeführt
- NT angeschaltet und Karte reingeschoben
- Notebook wieder geweckt
- Neuen Ati-Treiber installiert und fertig

Beim anschließenden 3Dmark test wurden in etwa 10500 Punkte gemeldet. Denke das ist i.O. soweit. Was mir aufgefallen ist, ich hab mit der Ati wieder die Optionen Hochleistungsprozessor und Energiesparprozessor im Batteriemanager. Es sind auch sowohl ein Ati-Symbol wie auch das Intel-Symbol in der Taskleiste zu sehen. Stört bisher nicht und scheint die Leistung auch nicht zu beeinträchtigen. Plug&Play scheint nicht zu funktionieren, der Bildschrim wird schwarz und das NB startet immer neu. Schalte ich den Adapter zum Zeitpunnkt wo es heißt "Windows wird geladen" an, wird die Karte erkannt und wechselt sofort auf den externen Bildschirm zum Login. Mit dem Verzögerungsschalter wäre das eine wirklich feine Sache.

Mein System:
T500 mit Switchable Graphics, T9400, 2x 2GB DDR3, 250GB 7200U/Min, aktuelles Bios
Windows 7 64bit ohne Lenovo-Software, nur die neuesten Treiber
Sapphire HD5830 1GB mit Catalyst 10.7
beQuit L7 300W Netzteil
 
Absolut sehr Cool!
Bitte auch berichten nach längeren Spiele Sessions und vielleicht einige Temps auslesen lassen.
Aber das ist wirklich sehr schön, dabei hatte ich mit dem Gedanken gespielt mein TP mit einem Desktop (Müll) auszutauschen zwecks Zocken

Aber soo ist das ziemlich fett :D
 
Hallo!

Irgendwie komme ich noch nicht mit V 1.0 und V 2.2 klar. Bringt mir die V 2.2 irgendwelche Vorteile wenn ich nur den Express-Slot habe???

Edit:
Noch eine Frage: An der Platine befinden sich ja 2 (bzw. 4) Mini-HDMI Anschlüsse. Mein R60 hat 1x Express Steckplatz und 1x PCMCIA.
Jetzt gibt es ja die Adapter für eine Express Card auf PCMCIA Slot zu adaptieren. Hätte ich einen Geschwindigkeitsvorteil wenn ich den einen Mini-HDMI Anschluß an die Express Card hänge und den den anderen Mini-HDMI an eine zweite Express Card und die dannper Adapter in den PCMCIA-Slot schiebe??




Gruß aus Trier
 
Wenn ich es richtig verstanden habe, ja.

Deshalb hat die v2.2 auch noch mehr (glaube 4) Anschlüsse insgesamt, damit man sie über noch mehr Varianten parallel anschließen kann und damit mehr Bandbreite zur Verfügung hat.

Ohne Gewähr, aber so habe ich es verstanden.
Nur ist es ja nicht sehr komfortabel, wenn man das Notebook dafür öffnen muss.

Gruß, Jonny
 
Für mein Vorhaben würde ja die V 1.0 reichen, da ich ja nicht mehr Anschlüsse als 2 habe.

Jetzt stellt sich aber die Frage wie das mit der Busgeschwindigkeit ist.

PCMCIA kann max. 1067 MBit/s übertragen.
Express-Card kann max. 480 MBit/s übertragen im USB-Mode und 2.5 GBit/s im PCI Express Mode. Wenn ich jetzt mal davon ausgehe, dass die Karte im PCI-E Mode läuft, habe ich eine Übertragungsgeschwindigkeit von 2.5 GBit/s. Bei PCMCIA aber nur 1.06 GBit/s. Bremst dann das PCMCIA Interface das Express Interface runter auf 1.06 GBit/s oder habe ich dann zusätzlich das PCMCIA Interface mit 1.06 GBit/s zur Verfügung, so dass ich quasi mit 1.5-facher Express Card Geschwindigkeit die Grafikkarte betreiben kann?


Oder habe ich irgendwo einen generellen Denkfehler???




Gruß aus Trier
 
pcmcia geht mit sicherheit nicht


das ding ist ein passiver adapter, sprich es wird nur durchgeschleift! zusätzlich erzeugt er bei bedarf 5V für den usb (die signalleitungen gehören zum normalen mini-pci-express bzw zur expresscard) wenn man statt einem pc-netzteils nur ein normales netzteil mit einer spannung nutzt.

nun gibt es mehrere varianten das ding mit den datenleitungen zu versorgen

  • [align=left]Expresscard adapter[/align][align=right]
    EC2C_P_1S.jpg
    [/align]
  • [align=left] Mini-pci-express-adapter[/align] [align=right]
    PM3N_ver11_P_1S.jpg
    [/align]
  • [align=left]pci-express-adapter[/align] (für desktop) [align=right]
    HP1A_1S.jpg
    [/align]

ALLE adapter sind passiv
bei allen besteht die möglichkeit einen usb mit auf den adapter durchzuleiten.


die version 2.1 hat neben den möglichen 4 statt 2 lanes, auch noch die möglichkeit 2 startverzögerungen zu nutzen (7 oder 15 sec.)
wenn man also mehr als 1 lane nutzen möchte (was nicht zwingend einfach so funktionieren muß), kommt man um das öffnen ( und offenlassen) des laptops nicht drumrum. außer man hat eine advanced dock mit pci-express, aber selbst dann würde die version 2.0 reichen.

also,
kein isa
kein pci
kein agp
kein pcicia
kein cardbus
kein usb für die graka
kein firewire
kein seriel
...

es werden nur vorhandene pci-e datenleitungen durch das kabel zu dem adapter geführt, nix anderes....

was mich wundert ist allerdings warum es keinen 4x adapter zum in desktop stecken gibt ?(
 
Hmmm, schade.

Brauche ich denn grundsätzlich die Einschaltverzögerung?

Muss es eigentlich ein Schalter zum Einschalten des Netzteils oder reicht auch ein Taster?



Gruß aus Trier
 
eine leitung am atx-stecker wird auf masse gelegt, damit das netzteil strom liefert... ein taster funktioniert prinzipell auch, aber wenn du also nicht die ganze zeit den finger auf dem taster lassen möchtest bietet sich ein schalter geradezu an :D
könnte man aber problemlos selber bauen
 
Naja, ich wollte mir evtl. ein Gehäuse um die ganze Geschichte zimmern.
Aus optischen Gründen gefällt mir der Taster besser als der Schalter.

Da muss dann wohl nochmal mein Nachbar ran um mir da was passendes zu löten um einen Taster zu verwenden.

Und wie ist es mit der Einschaltverzögerung? Brauche ich die überhaupt? Wo und wie stelle ich die Einschaltverzögerung ein? Auf der Platine an der der ATX-Stecker eingesteckt wird oder auf der Platine auf der der PCI-E Anschluß sitzt?




Gruß aus Trier
 
auf dem adapter wird die verzögerung einzustellen sein....

wozu? hmm da würd ich dich einfach mal auf den forumslink im ersten beitrag verweisen... :D
 
Und noch ein Update:

Mit einer GeForce 8800GT 512MB komme ich auf 3905 Punkte.



Gruß aus Trier



Soooo. Kurzes Update:

Ich komme mit der Karte von elarei auf 7769 Punkte mit einer ATI Radeon HD5750 gegenüber vorher 884 Punkte. Die Einzige Veränderung ist die externe Grafikkarte. Ich werde mal gleich noch versuchen ein Spiel zu starten und werde dann mal sehen wie das läuft.

R60 9461-DXG
Intel Core 2 Duo T5600 1.83GHz
3GB DDR2RAM (1x 2GB, 1x 1GB)
ATI Radeon Mobility X1400
40GB Festplatte im UltraBay Einschub mit einem frischen XP Prof SP3 und den "aktuellsten" Treiber von Lenovo (von 2009)

Ich komme damit auf 884 Punkte.





Gruß aus Trier
 
Bau dir ne Selbsthalteschaltung mitm Relais und du kannst auch nen Taster verwenden.
Einfach mal googeln, is nich schwer.

MfG Eric
 
Schade, Malloc scheint verschollen zu sein... :(

Speziell seine Ergebnisse hätten mich aufgrund desselben Modells etwas ausführlicher interessiert...
 
Also. Ich habe mir gerade die Version 2.0 bestellt. Man weiß ja nie ob man die für irgendwas braucht.

Allerdings habe ich noch ein kleines Problem:
In meinem R60 ist eine ATI X1400 verbaut. Wenn ich jetzt die 5750 benutze, kann ich anschließend immer den Treiber für die X1400 neu installieren und umgekehrt. Also wenn ich die X1400 benutzt habe, muss ich den Treiber für die 5750 neu installieren.
Das alles passiert auf XP Professional SP3. Windows 7 möchte ich und werde ich nicht einsetzen.

Irgendjemand eine Idee wie ich beide Treiber gleichzeitig installiert haben kann ohne das sie sich gegenseitig stören?

Mit einer testweise verbauten GeForce 8800GT hatte ich keine Probleme zwischen den beiden Karten zu wechseln.




Gruß aus Trier
 
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