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:
Oh, das habe ich nicht gefunden, cih würde es nun aber trotzdem gerne versuchen, da in dem anderen Thread bisher nichts konkretes abzusehen ist.

Ich möchte hiermit gern Nägel mit Köpfen machen. Ich biete ja auch an, dass ich selbst die Bestellung übernehme.
 
Hi,

ich habe heute mein x200s zum ersten Mal mit der externen Lösung in Betrieb genommen. Zuerst hatte ich wieder *exakt* die gleichen Phänomene wie damals am W500: mit einer etwas "eingearbeiteten" Windows-Installation hat überhaupt nichts funktioniert, es gab immer nur Crashes. Mit einem frischen Windows klappt es sofort und wie nach dem Drehbuch.

Habt ihr das auch so erlebt oder hat das bei euch auch mit "älteren" (>2 Stunden) Installationen funktioniert? Hat vielleicht sogar jemand rausbekommen, was das ist?

lg
 
Hi,

um es eingetragen zu haben:

mit x200s (1,86Ghz), 4GB RAM und HD5750 komme ich auf 8326 3d-Marks. Das sind gerade mal 900 weniger als im W500 (2,4Ghz). Ich denke, ein leiseres, performanteres, mobileres, schickeres System muss erst noch erfunden werden. :)

lg
 
Wow, das wird ja immer verlockender für mich! :)

Du nutzt auch Win 7 x64?
Was für eine HDD/SSD hast du?

Gruß, Jonny
 
elarei' schrieb:
ich habe heute mein x200s zum ersten Mal mit der externen Lösung in Betrieb genommen. Zuerst hatte ich wieder *exakt* die gleichen Phänomene wie damals am W500: mit einer etwas "eingearbeiteten" Windows-Installation hat überhaupt nichts funktioniert, es gab immer nur Crashes. Mit einem frischen Windows klappt es sofort und wie nach dem Drehbuch.

Habt ihr das auch so erlebt oder hat das bei euch auch mit "älteren" (>2 Stunden) Installationen funktioniert? Hat vielleicht sogar jemand rausbekommen, was das ist?
Meine Win7 64bit-Installation war schon nen paar Wochen alt; keine Probleme gehabt. Funktioniert bei Dir auch das ab- und anstecken im laufenden Betrieb?


elarei' schrieb:
mit x200s (1,86Ghz), 4GB RAM und HD5750 komme ich auf 8326 3d-Marks
Das sind 2300 mehr als ich mit 1,86GHz, 4GB RAM, und HD 5770 8| Hast Du mit mehr als einer PCIe-Lane gearbeitet?
 
Das ist ja ein krasser Unterschied.
Würde mich auch sehr interessieren, woran das liegt...
 
Hi,
Malloc' schrieb:
Meine Win7 64bit-Installation war schon nen paar Wochen alt; keine Probleme gehabt. Funktioniert bei Dir auch das ab- und anstecken im laufenden Betrieb?
Das habe ich noch nicht ausprobiert, weil das erfahrungsgemäß schief ging. Ich probiers heute mittag mal.

Das sind 2300 mehr als ich mit 1,86GHz, 4GB RAM, und HD 5770 8| Hast Du mit mehr als einer PCIe-Lane gearbeitet?
Das ist wirklich komisch. Ich habe dieselbe Konfiguration wie im Anfangspost: nur eine PCIe-Lane. Natürlich habe ich 3DMark 2006 (Basic Edition 1.20) in den Standardsettings benutzt. Kann es sein, dass deine Karte nur 512 MB RAM hat? Der scheint ja der größte "Bringer" zu sein für Unterschiede in der Leistung bei diesem Arrangement ... aber bei m Schnellsuchen hab ich garkeine 5770 mit 512 MB gefunden. Laut gängigen Tests sollte die 5770 eigentlich ~2000 Punkte im Desktop mehr bringen, also zumindest ein bisschen mehr würde ich hier auch erwarten.

Im W500 hatte ich aber auch knapp unter 9500 Punkte, von daher halte ich das Ergebnis für realistisch (etwas weniger CPU Power, sonst identisch).

Schrauber hatte mit einer 5770 auch knapp 11000 (!) 3DMarks. Ich vermute stark, dass bei dir irgendeine Einstellung nicht richtig funktioniert. Hast du irgendein Tool für CPU-Taktregelung laufen? Welches Windows benutzt du? Hast du auch Bild auf dem Notebookdisplay ausgegeben?

Du nutzt auch Win 7 x64?
Was für eine HDD/SSD hast du?
Ja, Win7 Pro x64 und eine Samsung 64GB SSD steckt drin.
 
3D-Mark macht doch auch einen CPU-Test. Vll fällt der bei 64bit entsprechend besser aus..
Obwohl ich nicht in Erinnerung habe, dass die CPU einen derart großen Anteil am Gesamtscore hat.

Hört sich aber bezüglich des x200s wirklich vielversprechend an =)
 
Pommbaer:
Ich habe mit meinem W500 sowohl x86 als auch x64 getestet, das Ergebnis war nicht wesentlich unterschiedlich.

Ich habe mal den Thread nach "handfesten" Scores durchsucht und eine mit gerundeten Scores ausgestattete Vergleichsliste im ersten Posting eingefügt (ganz unten).

Wenn man sich das so anguckt, würde ich sagen, dass bei dir, Malloc, irgendwas beim Benchmark schiefläuft.
 
Meine HD 5770 hat natürlcih 1GB RAM; ansonsten ist ja alles gleich, CPU, RAM, SSD, Win7-64bit, 3D Mark 06.

Möchte nicht ausschließen, dass ich meine Punkte vielleicht falsch in Erinnerung habe... werde heute Abend nochmal nach benchen.
Hatte den Benchmark mangels TFT zu dem Zeitpunkt an nem Samsung LCD-TV gemacht - nutzt dieser 3DMark-Standardtest die maximalen Auflösung des Displays? Kann ich mir eigentlich eher nicht vorstellen, aber wäre ne mögliche Erklärung.

3dmarks3p0.png
 
Nein, der Test benutzt ne Standardauflösung. Alle "Abweichungen" kann man nur anwählen, wenn man die Kaufversion hat.

Wie lang ist denn dein miniHDMI-Kabel? Das ist das einzige, was mir noch einfällt.

Ich mach heute mittag noch mal ein Benchmark und lade dann auch die Tabelle hoch.
 
Vielleicht solltet ihr, elarei und Malloc, mal eure genauen Modelle und Konfigurationen abgleichen...

OS?
32 oder 64Bit?
Graka-Modell?
Verwendete Benchmark-Software/-Version?
etc.

Gruß, Jonny
 
Da hab ich noch mit dem mitgelieferten Kabel getestet; länger als 20-30cm ist das nicht.
Hab jetzt seit ein paar Tagen ein 2,5m langes dran - gefühlt auch keine Veränderung.
Ich geh der Sache heute Abend auf den Grund ;-)
 
Wir haben eigentlich alles identisch, mit Ausnahme der Grafikkarte. Die von Malloc ist in üblichen Tests ca. 15% stärker. 8|

Ich hab ebenfalls null Unterschied zwischen 1m und dem 20cm-Standardkabel gemerkt. Hrm.
 
Vielleicht haben wir unterschiedliche Treiber für die ATI genommen.
Gibts nen Tool, das die relevanten Merkmale einer Systemkonfiguration (Treiber, Hardware, OS-Einstellungen, ...) übersichtlich ausgeben kann?
 
Meinen Treiber habe ich gestern mittag von ati.com runtergeladen. Ich habe den HD5700-Serientreiber genommen und nur den Treiber (ohne CCC) runtergeladen und installiert.

Kannst ja mal probieren ob ein Update eine Änderung bringt, sofern du deinen woanders her hattest.
 
elarei' schrieb:
Ich vermute stark, dass bei dir irgendeine Einstellung nicht richtig funktioniert. Hast du irgendein Tool für CPU-Taktregelung laufen? Welches Windows benutzt du? Hast du auch Bild auf dem Notebookdisplay ausgegeben?
Windows 7 Enterprise; habe per System-Update alle Treiber installieren lassen, und alle ThinkVantage*-Software weggelassen. Habe keine CPU-Steuerung oder Lüfter-Tools drauf. Vor dem Benchmark hab ich den Kaspersky deaktiviert, und das Windows-Energieprofil auf "Höchstleistung" gestellt.
Hast Du vielleicht noch nen Screenshot von dem 3D-Mark-Ergebnis? Da steht ja auch was zu CPU-Score, vielleicht grenzt das die Suche etwas ein.
3DMark-Test lief auf nem 52"er TV mit VGA-Kabel (per DVI->VGA-Adapter).

elarei' schrieb:
Meinen Treiber habe ich gestern mittag von ati.com runtergeladen. Ich habe den HD5700-Serientreiber genommen und nur den Treiber (ohne CCC) runtergeladen und installiert.
Habe ebenfalls den HD5700-Treiber ohne CCC, nur halt schon ein paar Wochen älter. Da die Grafikkarte grad nicht am Notebook hängt, fehlt natürlich auch der Gerätemanager-Eintrag, sonst hätte ich gleich nach der Versionsnummer geschaut.
 
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