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:
der abschnitt wär ja interessant gewesen

btw "Aus dem Bericht ;-)
"CPU Typ Intel Pentium III Xeon, 1866 MHz"

Ahhhhja..."

version 2.2... aktuell ist 5.5xxx da gehen auch die iCPU
Code:
--------[ Windows Video ]-----------------------------------------------------------------------------------------------

  [ ATI Mobility Radeon HD 3650 ]

    Video Adapter Eigenschaften:
      Gerätebeschreibung                                ATI Mobility Radeon HD 3650
      Adapterserie                                      ATI Mobility Radeon HD 3650
      BIOS Version                                      BK-ATI VER010.088.000.021.034663
      Chiptyp                                           ATI display adapter (0x9591)
      DAC Typ                                           Internal DAC(400MHz)
      Treiberdatum                                      24.08.2009
      Treiberversion                                    8.641.1.1000
      Treiberanbieter                                   ATI Technologies Inc.
      Speichergröße                                     256 MB

    Installierter Treiber:
      atiumd64                                          8.14.10.0685
      atidxx64                                          8.15.10.0217
      atiumdag                                          8.14.10.0685 - ATI Catalyst 9.8
      atidxx32                                          8.15.10.0217
      atiumdva                                          8.14.10.0231
      atiumd6a                                          8.14.10.0231
      atitmm64                                          6.14.11.22
:D
 
8000uafk.png


IDA in RMClock hat keine Verbesserung gebracht :(
Hab dann mal das ATI CCC hinterher installiert, und die Karte mittels ATI Overdrive sanft übertaktet... gab dann gleich 300P mehr.
Denke es liegt dann wohl an der Grafikkarte... offenbar ist meine Sapphire 5770 wohl schwächer, als deine 5750. Von welchem Hersteller ist die?
 
Das ist ne Powercolor SCS3. Hat zusätzlich den Vorteil, dass es die leisteste ist, die ich je mit nem Lüfter gesehen hab. :)
 
Dann ist die 5770 jetzt etwa tatsächlich langsamer als die 5750?
Das kann doch kaum sein?
 
Ist mir auch suspekt. Malloc, hast du Lust, bei Gelegenheit mal mit 3DMark Vantage zu testen? Das ist etwas neuer, vllt. aussagekräftiger für moderne Karten?

In allen zu findenden Benchmarklisten und Tests schneidet die 5770 immer ein bisschen, aber doch deutlich besser als die 5750 ab.
 
Jo.

Leider funktioniert das mit meinem x200s imemr noch nicht zuverlässig. Ich habe grade ca. 5 Mal probiert, anzuschließen. Jedes Mal ist die Kiste entweder ganz erfroren oder es gab Bluescreen. ;(

Beim W500 war das zuverlässiger. Irgendwas muss ich falsch gemacht haben - hrm.
 
3D-Mark Score: 1665
SM 2.0-Score: 518
SM 3.0-Score: 654
CPU-Score: 2966
 
Ich nehme an, das ist die interne Karte im x201?
 
Ja klar:-)
Und es bestätigt die Aussage von notebookcheck.com, dass die Intel HD in den "kleineren" i-Prozzies etwas mehr Power hat als im stärksten DC, dem i7-620M

zum vergleich: mit der intel integrated HD:
3Dmark-score 1919
SM 2.0 587
SM 3.0 777
CPU 2671
Ergebnis vom i5-520M
 
Äh,

der CPU Score des i7 ist schlechter als der vom i5.

Kann es sein, dass das an falschen Energie/CPUSettings im Windows liegt?
 
Ach Blödsinn, ich hab die Werte verwechselt. OK, danke für die Klarstellung.

lg
 
elarei' schrieb:
Malloc, hast du Lust, bei Gelegenheit mal mit 3DMark Vantage zu testen? Das ist etwas neuer, vllt. aussagekräftiger für moderne Karten?
Ja, mach ich heute mal. D.h., wenn ich überhaupt dazu komme.... weil ich gestern soviel mit Treiberversionen (und Deinstallationen) rumgespielt habe, ging es zum Schluß überhaupt nicht mehr; er hat die Karte zwar korrekt erkannt, konnte aber nicht mehr auf das externe Display wechseln. Nach 20 Minuten rumprobieren war ich es leid... eventuell ist mein Win7 jetzt auch schon so verzogen, dass es jetzt gar nicht mehr geht.
Das kriege ich aber wieder hin - zur Not mit ner frischen Win7-Installation; dein CPU-Wert ist ja auch noch 50P höher als meiner, irgendwas stimmt da noch nicht. Du kommst nicht zufällig aus der Rhein-Main-Region?
 
Naja, der Rhein fließt hier schon vorbei ... aber ich bin knapp 500 km näher an der Quelle als du. Sonst hätte ich das auch schon lange vorgeschlagen. :(

Bei mir geht heute auch nix richtig, habe grade frisch installiert, schiebe diesmal _erst_ alle anderen Treiber drauf und installiere die Grafikkarte als letztes. Vielleicht wirds dann doch noch mal was. :S

Die 50p CPU-Unterschied könnten Messfehler sein, irgendwelches Zeug läuft ja immer im Hintergrund ab. Aber dass ich bei der Grafik mehr kriege ist einfach verdächtig. Vielleicht sind die Adapter einfach nicht alle gleich gut...
 
mit etwas glück kommt die (für den desktop bestimmte) gtx 460 1GB morgen an, dann werd ich nochmal nen benchmark damit nachschieben
 
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