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:
heute das erste mal mit meinem x201 probiert. bei steckender karte kein bild auf dem internen schirm, nur auf der externen karte. nvidia treiber installiert, beim boot bluescreen. expresscard rausgezogen, gebootet, funktioniert. expresscard reingeschoben, läuft :thumbsup: habe eigentlich nur starcraft2 getestet, hatte auf 1920x1200 auf high details im schnitt über 40 fps, also problemlos zockbar, grafikkarte ist eine geforce 9800GTX. wenn jemand noch irgendwelche benchmarks haben will kann ich die bezeiten mal machen.
 
Hallo!

Vielleicht kannst du ja mal 3DMark2006 drüber laufen lassen.




Gruß aus Trier
 
Yes, das wäre geil. Der Core-i mit der externen Karte müsste nochmal gut Dampf machen (man sieht ja eine starke CPU-Abhängigkeit: bei Schrauber mit der T9800 à 2.93Ghz ging es gut 20% schneller zur Sache).

Malloc, ich fahr gleich heim und melde mich dann zurück mit neuen Werten.

lg
 
Ich werde heute Abend auch nochmal benchen; sollte ich dann wieder auf 5800 P. kommen, steck ich temporär ne neue HDD ins Book, und zieh nochmal nen frisches Win7 drüber, und nehme dann deinen ATI-Treiber... das muss sich doch rauskriegen lassen, woher der unterschied kommt ;-)
 
Thinkpad R61 mit Radeon 5770 1GB auf Win7 64bit
 

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Hi,

meine Vermutung mit der CPU war korrekt, du hast da nur 60% dessen, was ich bekommen habe. Das Windows-Powermanagement macht wohl einen Fehler, oder im BIOS ist irgendwas komisch gesetzt, oder der Lenovo-Energiemanager ist vorhanden und stört.

Ich würde dir raten, RMClock zu beschaffen und dort ein Standard-Performance-On-Demand-Profil zu erstellen. Und dann nochmal zu benchen, dann sollte der Wert besser sein.

Ich könnte mir vorstellen, dass Windows IDA nicht benutzt, oder aber dass es es benutzt. Sei es wierum auch immer, da ist was faul im Staate. :)
(Bei mir läuft ebenfalls kein Tool zur Regulierung, in den Energieoptionen ist das Standardprofil ausgewählt.)

lg
 

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Jupp, mit meinem x200s kann ich ebenfalls Hotpluggen. Toll, endlich läuft das richtig gut. :)

Hat schon jemand ein Gehäuse drum?
 
test mit einer 9800GTX mit 512mb und dem x201 mit i5 520m:

3dmark score: 4157
sm 2.0: 1509
sm 3.0: 1606
cpu score: 2697

os: das vorinstallierte win7 32bit, d.h. momentan auch nur 3 der 4gb ram. noch irgendwelche performance-tweak-tipps?
 
Du hast fast den doppelten CPU-Score wie ich! ;( In dem Gerät würde ich zu gerne mal eine dicke Grafikkarte sehen. Das sollte ein neuer Highscore werden. ;)

Danke alle, die ihre Scores gepostet haben, ich habe soweit alles auf der ersten Seite nachgetragen.
 
zum vergleich: mit der intel integrated HD:
3Dmark-score 1919
SM 2.0 587
SM 3.0 777
CPU 2671
 
@elarei:
Hab nochmal nen Bench durchlaufen lassen... siehe da, diesmal sinds 7750 Punkte... Gegenüberstellung mit deinen Ergebnissen:
Gesamt: 7749 <--> 8360
SM 2.0: 3812 <--> 4079
SM 3.0: 3532 <--> 3968
CPU: 1646 <--> 1709


Ist zwar eine deutliche Steigerung gegenüber der 5700 Punkte vorher, aber immer noch ~600P von Dir entfernt - trotz nominell besserer Grafikkarte.
Ich schau jetzt mal nach Treibern, und probiers dann erneut.

Edit: Welche Treiberversion hast Du denn?
treiber5egm.png
 

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    23.08.png
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Treiber ist ident.

Potentielle Faktoren könnten noch sein:
- Ich habe ne SSD drin. (Spielt das eine Rolle?)
- Ich habe kein Pagefile.
- Du hast eine vom Hersteller modifizierte HD5770, die mit dem "mitgeschickten" Treiber besser läuft. (Hast du sowas und könntest das testen? Gibt es das überhaupt noch?)
- Du hast eine andere DirectX-Version. (Ich habe nicht die von 3DMark installiert, sondern die neuste von microsoft.com/directx geladen.)

Ansonsten gehen mir mittlerweile auch die Ideen aus.
 
elarei' schrieb:
- Ich habe ne SSD drin. (Spielt das eine Rolle?)
- Ich habe kein Pagefile.
- Du hast eine vom Hersteller modifizierte HD5770, die mit dem "mitgeschickten" Treiber besser läuft. (Hast du sowas und könntest das testen? Gibt es das überhaupt noch?)
- Du hast eine andere DirectX-Version. (Ich habe nicht die von 3DMark installiert, sondern die neuste von microsoft.com/directx geladen.)

- Ich habe auch ne SSD (Intel 80GB)
- Ich habe kein Pagefile
- Die HD5770 ist von Sapphire... ich schau mal, ob die nen Treiber anbieten Edit: Ist derselbe (8.753.0)
- Ich habe DirectX 11

Vielleicht ein anderer Intel Chipset-Treiber... mir gehen auch langsam die Ideen aus ;-)
 
Hast du nen intel Turbomemory drin ?

Ich habe meine Pagefile da drauf verlagert. Ist auf jeden fall ein Flashspeicher und stört dann beim "pagefilen" die HDD nicht.
SSd konnte ich mir noch nicht leisten, aber bisher habe ich ja auch keine externe Grafiklösung.

Hat einer der Tester hier zufällig Mircosoft's Freelancer zur hand und kann mal testen ob das einwandfrei dargestellt wird? Meine intel GMA macht dabei Probleme, wobei ich nicht beurteilen kann ob mangels Kompatiblität Windows 7 oder Intel GMA schuld ist.
 
Ich muss mich hier nochmal einklinken und genau nachfragen: ist das richtig, dass es nicht funktionieren wird, wenn im Thinkpad ein ATI Grafikchip ( IBM T60 mit ATI X1300 ) und am Adapter eine ATI Grafikkarte ( in diesem Fall eine HD 5670 ) verbaut ist ? Habe da was von Treiberproblemen gelesen, oder gibts da mittlerweile eine Lösung ? Wenn nicht, habe ich vor, mir noch ein T60 mit Intel-Grafik zu kaufen, was meint ihr ?
 
Der Effekt geht so:

interne ATI und externe ATI benutzen grundsätzlich ähnliche Treiber. Diese überschreiben sich bei der Installation eines anderen gegenseitig. Installierst du also externen ATI Treiber über internen ATI Treiber, ist interner ATI Treiber weg und umgekehrt. Man installiert also bei jedem Switch die Treiber neu. Sehr unkomfortabel.

Intelgrafik ist unproblematischer. (Und kühler und leiser.)
 
ladet euch doch mal everest von lavalys... das spuckt alles aus
 
Aus dem Bericht ;-)
"CPU Typ Intel Pentium III Xeon, 1866 MHz"

Ahhhhja...
Hab übrigens den Bench nochmal mit aktivierten RMClock auf "Maximum Performance" laufen lassen, jetzt sinds 50 Punkte weniger gewesen - okay, vielleicht ist das im Bereich der Messungenauigkeit.
Weißt Du näheres zu dem IDA? Muss ich das noch irgendwo gesondert aktivieren?
Ansonsten bleibt wohl nur, es auf die Grafikkarte zu schieben, auch wenn sie eigentlich mehr hergeben sollte.
Hab leider keine 5750 im Zugriff.
 
Hi,

hast du RMClock richtig aufgesetzt? Du musst die einzelnen Profile erst konfigurieren.

Dann wäre dir auch IDA über den Weg gelaufen. In RMClock sind 5 verschiedene Taktraten verzeichnet; das sind dann SuperLFM (=Energiesparmodus), drei normale Stufen und IDA (=Turbo für bestimmte Programme). Setz dir einfach dein Max-Performance-Profil einmal auf IDA und einmal auf den 4. Punkt und dann schau mal wie's ist.
 
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