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:
elarei' schrieb:
Vielleicht sind die Adapter einfach nicht alle gleich gut...
Aber die reichen ja eigentlich nur digital 1:1 durch... wenn ich die Karte wieder am Laufen hab, nehme ich sicherheitshalber auch noch mal das kurze mini HDMI Kabel.

elarei' schrieb:
Bei mir geht heute auch nix richtig, habe grade frisch installiert, schiebe diesmal _erst_ alle anderen Treiber drauf und installiere die Grafikkarte als letztes
Da wäre es super, wenn Du noch zusammenkriegst, was du von wo installiert hast; ich denke mal, ich werde nachher auch (zumindest für die GFX-Spielerei) nochmal ein neues Win7 aufsetzen müssen. Vorsicht mit zuviele Treiber-Deinstallation (bei mir trat das Problem nach der Deinstallation des CCCs auf)
 
Also, das ist Mist, irgendwas funkt mir da dazwischen. Wenn das jetzt mit nem alternativen Intelgrafik-Treiber immer noch nur Bluescreens gibt, probier ichs mal mit einem komplett treiberfreien Windows. Irgendwo muss es ja dran liegen, dass es mal geht und mal nicht.
 
Das ist komisch... Bluescreens hatte ich noch NIE in dem Zusammenhang; was sagt denn das Windows-Log dazu?
Was manchmal passiert ist, dass die Grafik nicht automatisch auf den externen Monitor umschaltet; dann muss ich das noch manuell per Windowstaste+P anstoßen.
Aber ansonsten ist (abgesehen davon, dass es jetzt gerade gar nicht mehr geht :D ) die Integration der Grafikkarte in Win7 absolut zuverlässig.
 
Also, irgendwas ist an meiner Installation faul, die NVidia Karte tuts auch nicht.

Ich hab eigentlich nur Windowsupdates und Lenovo System Update laufen lassen (dort solange installiert, bis alle Sachen erkannt waren). Habe dann im BIOS nach diversen Fehlern mal versucht, Webcam und diverse weitere Dinge abzuschalten, Erfolg = null. Ich bekomme beim Bluescreen gelegentlich die genauere Angabe: "IRQL not less or equal". Googeln führt nicht wirklich weiter.

lg
 
Wann passiert denn der Bluescreen? Direkt beim Einstecken der Karte?
Hast Du vielleicht das Intel-Tool zusammen mit dem Treiber für die interne Grafikkarte installiert?

intel20081021rc0.png
 
Hi,

nein, das Inteltool habe ich dezidiert nicht installiert.

Ich habe jetzt nochmal frisch aufgesetzt, kein einziges Update installiert, keinen einzigen Treiber installiert, alle möglichen Geräte im BIOS deaktiviert. Im Gerätemanager verbleiben folgende, nicht erkannte Geräte:

- PCI-Kommunikationscontroller (einfach)
- Serieller PCI-Anschluss
- Unbekanntes Gerät

Und jetzt der Witz: die HD5750 läuft 1a. ?(

Jetzt werde ich nach und nach ruminstallieren und immer mal wieder rebooten. We shall see.
 
Ja sicher. Modus war:

- Karte live zuschalten (ohne Sleep)
- VGA Karte erkannt, Neustart wurde angefordert
- Neustart wurde nicht durchgeführt, stattdessen manuell nen alten Treiber (Mai 2010) über Gerätemanager installiert
- works out of the box
 
Das ATI-Installationstool richtet die Karte bei mir nicht ein; ich muss im Gerätemanager explizit sagen, dass er für die Standard-VGA-Karte bitte im entpackten Installationsverzeichnis (C:\ATI\...") schauen soll; wenn ichs mir so recht überlege, eigentlich bräuchte ich dieses ATI-Setup dann auch gar nicht durchlaufen lassen ;-)

Btw: Es ist bei mir ein Unterschied, ob ich die PCIe-Karte bereits mit aktivierter Stromversorgung oder ohne einschiebe. Was immer klappt ist, Stromversorgung der Grafikkarte EIN, PCIe-Karte reinschieben. Andersrum (erst rein, dann Strom) gehts häufig nicht.

In einer Stunde teste ich auch mit einer frischen Installation.
 
Hi,

darauf habe ich noch nie geachtet, aber ich habe bisher ja immer gesleept, dann stromversorgt, dann geweckt und das ging beim w500.

Werde mal drauf achten.

lg
 
Es scheint der Chipsetdriver zu sein, der Probleme gemacht hat. Ich habe ihn jetzt in der Systemsteuerung deinstalliert und siehe da, plötzlich ist Weihnachten und jeder Versuch gelingt. ?(

Ich installier mal weiter, aber lange mach ich das mental nicht mehr mit - dieses "Programm installieren, runterfahren, hochfahren, testen, next" nervt total. :)
 
So, jetzt hab ichs.

Schuld ist der Energiemanager. Wenn ich den mit SysUpdate installiere, kommen da 3-4 Minisachen mit (Power Management Driver, Interface und noch was). Eines davon killt mir das System wenn ich die externe Karte einstecke. Deinstalliert man nur eine dieser Minisachen, kommt sie nach Reboot wieder (Energiemanager merkt es und repariert? k.A.).

Ich update jetzt mal auf den aktuellen Windowsstand und wenns dann noch geht, probiere ich noch, FPR und Kamera zu reaktivieren, die momentan im BIOS noch totgeschaltet sind.

lg
 
Interessant... ich bin auch die ganze Zeit ohne den Energiemanager gefahren; hatte den erst vorgestern installiert, um zu prüfen, ob da noch was Lenovo-spezifisches gefehlt hat, um die CPU auf vollem Takt zu halten.
Danach hab ich die Karte aber auch nur 2-3x benutzt, vielleicht war ich seitdem auch latent Bluescreen-gefährdet ;-)
Ich werde heute abend dann folgendes machen:
* SSD raus, HDD rein
* Win7 64bit Enterprise drauf
* System Update für Treiber, keine ThinkVantage-Tools, kein Energiemanager
* Windows Updates
* aktueller ATI-Treiber (10.7)
* kurzes mini HDMI Kabel nutzen...
* 3DMark 06
* 3DMark Vantage

Du hast ja auch kein RMClock laufen gehabt bei deinen Benchmarks, oder? Bzgl. Chance auf IDA oder so...


elarei' schrieb:
Es scheint der Chipsetdriver zu sein, der Probleme gemacht hat.
Auch wenn er es ja jetzt nicht war; ich denke es wäre vielleicht mal ne gute Idee, auf den aktuellsten Treiber von Intel zurückzugreifen.
Weißt Du, welchen man da nehmen muss?
 
Ich weiß nichtmal, wofür der Treiber gut ist. :)

Ohne diesen ganzen Frickelkram läuft es nun erstaunlicherweise völlig zuverlässig wie seinerzeit am W500. Warum der Energiemanager mir da reinpfuscht, k.A. - vielleicht habe ich das W500 manuell mit den Lenovosachen bestückt (kann mich nicht mehr so genau erinnern). Jedenfalls habe ich nun ein topaktuelles Windows. Ich spiele gleich noch an Cam+FPR rum und wenn auch das klappt, hau ich auch mal Benchmarks rein.
 
http://service.futuremark.com/home....B4C67F66346B48?resultId=2450831&resultType=19
3422 3DMarks :(

Interessant aber diesmal, dass ich rund 10% mehr CPU-Score hab, als Du; aber dafür 25% weniger GPU-Leistung Abstriche bei der Grafikleistung.
Das würde ja passen, wenn Du die 5770 hättest, und ich die 5750... ;-)

Frisches Win7 64Bit, System Update für Treiber bis auf ThinkVantage und allem, was mit Energy und Power zu tun hat.
Danach in Win7 das Profil Höchstleistung gewählt, Ati-Treiber entpackt und damit direkt die Standard-VGA-Karte aktualisiert (ohne Setup laufen zu lassen).
3D Mark Vantage installiert und laufen lassen...

Also entweder ist meine Kombination Adapter<->Grafikkarte einfach sehr schlecht, oder Deine sehr gut... ohne einen dritten Test wird sich da wohl nichts aufklären.
@cyberjohnny: wann holst Du Dir dein x200s? ;-)


Edit: Habe aber das 2,5m lange Kabel benutzt; habe gestern das kurze nicht mehr griffbereit gehabt...
Edit 2: An Treiberunterschiede glaube ich mittlerweile auch nicht mehr - wir haben beide neu aufgesetzt, und sind dabei identisch vorgegangen.
Du hast auch noch den "alten" PE4H-EC2C (nicht v2.0a)? Dann bleibt eigentlich nur die Karte selbst; vielleicht schöpft die 5770 mehr Potential aus 16x PCIe als die 5750, und bezieht daher ihre normale Überlegenheit; ggf. ist die 5750 bei nur 1x einfach effizienter...
Hab gerade gesehen, dass Amazon 30 Tage Rückgabefenster einräumt, d.h. bis Samstag könnte ich die Karte auch zurückschicken, und ne PowerColor HD 5750 bestellen - die sind ja auch nochmal 20€ günstiger.
 
Weird. Ich benutze immer nur das standardmäßige Profil für die Energieeinstellungen ("Ausbalanciert").

Weiß echt nicht, was noch Einfluss haben könnte. Das Netzteil könnte ich mir kaum vorstellen (ich benutze 90W).

Schade, dass du nur noch bis Samstag zum Zurückschicken hast, sonst hätte ich gesagt, wir tauschen mal die Karten per Post und probieren jeweils die andere. Man kann ja auch nicht wissen, ob die 5750 dann nicht nochmal etwas langsamer läuft und es vielleicht doch an was anderem liegt ...

lg
 
Ich glaube das wäre bekannt, wenn die kleineren Netzteile nicht den maximalen CPU-Takt erlauben würden ;-) Diesmal hat der CPU-Score ja auch gepasst; absoluter Flaschenhals ist die Grafikkarte. Ich hab leider keine andere PCIe-Karte in Reichweite; vielleicht tausche ich meine wirklich nochmal um, ist ja auch kein Aufwand.

Von wann ist denn dein x200s?
Hast Du das aktuellste Bios drauf?
 
Ich hab BIOS 3.13. Ich vermute, das ist älter (SU bietet mir immer Updates an).
 
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