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:
Ja klar ist ein neuer 22" Eizo, er hat drei Modi DVI/D.SUB/DisplayPort die kann man Manuell durchgehen habe ich auch gemacht. Ansonsten funzt der TFT 1a. :(
 
Hmmm... Dann bin ich momentan auch ratlos... :(

Am besten ne Nacht drüber schlafen, das hat schon öfter geholfen!
 
Hast Du den Adapter selbst auch mit Strom versorgt?
Sowohl die Graka als auch der Adapter brauchen Strom!
 
Ja habe ich auch. :( Soll die Grafikkarte eg auch erst nach dem Standby eingeschaltet werden?
 
Was bisher immer geklappt ist folgendes Vorgehen:
* 350W Netzteil AUS
* Adapter raus
* x200s ganz normal booten
* x200s in Standby
* 350W Netzteil AN
* Adapter ins x200s
* Wakeup

Deine Win7-Installation klingt soweit eigentlich ganz okay, ich befürchte leider auch, dass es etwas mit der Karte zu tun haben könnte. Was für eine 5770 ist denn genau?
 
Sapphire HD 5770 1GB RAM

Aber das beste ist, es lüppt jetzt!!! :thumbsup:
Woran es lag wei0 ich allerdings nicht und ich weiß auch nicht ob ich das nach dem nächsten Start wieder hinkriege, ich lasse jetzt 3D Mark laufen dann sag ich dir was die Karte taugt.

Edith:
X201 - i5 540M - 4GB RAM - ATI HD 5770 1GB - Win 7 64bit 11923 3D Marks
 
Hast du es schon an beiden Notebooks versucht?
Kannst du die Grafikkarte denn irgendwie testen, am besten an einem Desktop-PC?
 
cyberjonny' schrieb:
Wow! Jetzt ist die Frage, ob es mehr am i5 oder mehr an der 5770 liegt... ;)

Dazu müsste ich jetzt das ganze an meinem X200 zum Laufen kriegen... das mach ich aber erst morgen früh wieder, jetzt reicht mir die Fummelei und das Kabelsalat^^
 
Alles klar!

Aber wenigstens läufts jetzt!
Ein Erfolgserlebnis zum Abschluss kann ja nicht schaden! :)

Bin gespannt...
 
Du hast ja exakt meine Karte... und das sind ne Menge Points ;-)

Edit: Ich musste aus anderen Gründen mein Hauptsystem auf der SSD auch nochmal neu aufsetzen, und hab diesmal dann auch gleich den 10.8er Treiber genommen; ansonsten wir gehabt, alles was nötig ist drauf, Energie-Manager weggelassen. Gleich mal testweise 3D Mark Vantage gestartet... 4040Punkte. Zum Vergleich: beim letzten Mal warens 3422.

Zwei Sachen sind mir aufgefallen, ist das bei Euch auch so?
* 3D Mark Vantage schaltet die UI auf dieses Windows-7-Basic Schema um; solange der aktiv ist, ist die 2D-Performance katastrophal (zu testen durch Scrollen auf Webseiten, oder verschieben von Fenster)
* Als letzten Test im Vantage läuft ja so ne Physik-Berechnung; da fliegen zwei oder drei Flugzeuge gegen nen Ring. Das ganze läuft bei mir größtenteils mit einem Bild alle 5 Sekunden; unten steht dazu dann "Warming up..."; danach ist dann aber der gesamte Test schon beendet. Habt ihr da auch diese unterirdische Performance? Ich dachte, die Karten sollten über Physik-Unterstützung verfügen...
 
Hey Malloc,

die beiden Beobachtungen habe ich auch gemacht.

Glückwunsch Flory! :)

Case it!

Ich habe gestern und heute damit verbracht, mir ein Case für Netzteil + Grafikkarte zu bauen, da ich nicht weiter mit dem Risiko leben wollte, dass mal eine Fliege auf der Karte landet und sich mitsamt der Karte und dem Netzteil in einem großartigen 500-Watt-Blitz zu Staub verwandelt.

Dazu habe ich zunächst das kleinste vertretbare Gehäuse gesucht, das mir gefallen hat (=schwarz war). Hier ist es:
[align=center][/align]

Auf den Bildern ist sehr schön zu sehen, dass das Innenleben des Gehäuses durch sehr viele Querstreben und Halterungen für das Netzteil, für Festplatten und CD-Laufwerk etc. verbaut ist.

Meine erste Hoffnung war, man könnte das interne 200W-Netzteil benutzen und es würde für die HD5750 ausreichen. Falsch gedacht, das gab keinen Mucks von sich wenn man es an der Karte anschalten wollte. Schade!

Also musste das große NT rein und das kleine flog raus. Dazu war es im Gehäuse viel zu eng. Überhaupt war ich skeptisch, ob das jemals klappen könnte, denn das Ding ist schon _richtig_ klein, und diese HD5750 ist auch nicht grade ein Platzsparer.

Ich habe dann Bohrer, Hammer und Meißel angesetzt und ausnahmslos sämtliche Halterungen und Querstreben entfernt; auch die Kabel für Power- Reset- und vordere USB-Ports habe ich eliminiert. Ich habe eigentlich alles aus dem Weg geräumt, was nicht unbedingt zur äußeren Hülle gehörte. Da der Inhalt des Gehäuses komplett genietet war, war das ein ziemlicher K(r)ampf. Bild 1 zeigt die Entfernung der beiden "Längsstreben". Bild 2 zeigt schon, dass ich auch die Bodenplatte (unter dem NT-Platz) entfernt habe, die eigentlich für Mainboardbefestigung da ist. Ich habe eigentlich gedacht, es geht auch so, aber dann war die Grafikkarte minimal zu hoch, sodass der Deckel nicht mehr draufging.

[align=center]
Vorher - Querstreben weg - Boden weg[/align]

Der Einbau des Netzteils war schwierig, weil keine vernünftigen ATX-Bohrungen da sind (ist ja logisch, ist ja für so Mininetzteile gemacht). Also habe ich einfach die Lüftungslöcher des Netzteils als Schraubenlöcher missbraucht und es daran an einigen Stellen festgeschraubt. Es sitzt nicht bombenfest, aber in dem Ding ist es so eng, dass es eh nicht verrutschen kann. Die Grafikkarte wiederum wird von den bombenfest zusammengequetschten Kabeln und ihrem Lüfter in Position gehalten; die Gehäusehöhe passt haarscharf. Ehrlich gesagt, sie passt zu scharf; ich habe vorne diese überstehende Kante am Slotblech (an dieser Stelle ist jede Grafikkarte etwas "tiefer" als der Adapter, sodass der Adapter mit jeder Karte schräg stehen müsste, aufgebockt auf das Slotblech) einfach mit einer dicken Zange umgebogen.

Dann kam der erste Testlauf. Siehe da, es kommt noch Bild, obwohl ich die Karte bei der Operation am Gehäuse mehrfach übel runtergeworfen und an andere Metallteile geknallt habe! :)

[align=center][/align]

Und weiter gehts; jetzt musste die richtige Anordnung der Kabel her, sodass alles reinpasst. Das NT hat unsagbar viele Kabel; ich weiß garnicht, für was für Towerdimensionen man solche Dinger herstellt. Ich hätte am liebsten alle außer PCIe und Mainboard und dem Molex an der Karte abgeschnitten, aber dazu fehlen mir dann doch die Elektronikerqualitäten. Also einfach alles irgendwie gequetscht, wo auch nur irgendwas hin passte:

[align=center][/align]

Okay; nicht schön, aber gerade deshalb haben wir ja ein Gehäuse zum Drumstecken. Deckel drauf und gut ist:

[align=center][/align]

Wie man sehen kann, mussten DVI- und HDMI-Kabel vorne herausgeführt werden, weil die Grafikkarte "rückwärts" im Gehäuse sitzt (habe ich aus thermischen Gründen gemacht. Man könnte es auch andersherum versuchen, aber ich bin mir nicht sicher, ob die Steckerlängen das erlauben, v.a. der HDMI-Stecker könnte zwischen NT und Wand sehr sehr eng werden).

Jetzt steht die Kiste seitlich in einer kleinen Ablage neben dem Schreibtisch, wobei ich sie deshalb "quer" reingesteckt habe, weil sie sonst in der Tiefe zu lang wird (mit dem NT-Stecker hinten).

[align=center][/align]

Schön geworden, oder? Wo ist die Grafikkarte? (unter der Stereoanlage!)

Die Temperaturen in dem Gehäuse sind absolut perfekt; die Grafikkarte läuft im Idle bei ca. 40°C herum (kälter wirds nichtmal im Gefrierschrank), unter "Volllast" (die ja höchstens 60-70% der echten Volllast sind) kriegt sie auch nicht über 60°C. Besser gehts nicht.
 
geilo, das besorg ich mir auch :D momentan siehts echt bescheiden aus, dieser haufen hardware... will mir aber keine stinkende ati kaufen, irgendwie aetzend, dass die gtx460 so schlecht performt :(
 
Also, wenn man sich die Ergebnisse besieht (vgl. erster Post), würde ich sagen, dass die CPUs doch stark limitieren. Man siehts vor allem an den >10,000 Scores von schrauber und Flory, wo die dicksten CPUs in Verbindung mit aktuellen Grafikmodellen sitzen. Auch der Unterschied W500-x200s hat mich fast 1500 Punkte gekostet (2.4Ghz - 1.86Ghz).

Flory hat den neuen Highscore. :D

Smodon, wie ist das in Spielen: kannst du eine grobe Einordnung geben, wie gut die bei dir laufen? Könnte sein, dass 3DMark06 irgendwelche Spezialtechniken bevorteilt, die die ATI-Karten ggü. den GF-Karten besser abschneiden lassen. Ist natürlich reine Spekulation, Malloc hat ja auch komisch schlechte Ergebnisse.
 
elarei' schrieb:
Also, wenn man sich die Ergebnisse besieht (vgl. erster Post), würde ich sagen, dass die CPUs doch stark limitieren. Man siehts vor allem an den >10,000 Scores von schrauber und Flory, wo die dicksten CPUs in Verbindung mit aktuellen Grafikmodellen sitzen. Auch der Unterschied W500-x200s hat mich fast 1500 Punkte gekostet (2.4Ghz - 1.86Ghz).
.

für ein highend system wohl sowieso der falsche ansatz...^^
 
elarei' schrieb:
Smodon, wie ist das in Spielen: kannst du eine grobe Einordnung geben, wie gut die bei dir laufen? Könnte sein, dass 3DMark06 irgendwelche Spezialtechniken bevorteilt, die die ATI-Karten ggü. den GF-Karten besser abschneiden lassen. Ist natürlich reine Spekulation, Malloc hat ja auch komisch schlechte Ergebnisse.
ich zock nur starcraft 2, das laeuft top, ansonsten kann ich nicht viel dazu sagen, gegenueber der intel crapcard ist die 9800gtx ein richtiger quanetnsprung :)
 
Sehr geile Sache mit dem Gehäuse, elarei! Echt top, gefällt mir! :)


Wann gibts was Neues von Flory mit dem X200? ;)

Gruß, Jonny
 
cyberjonny' schrieb:
Wann gibts was Neues von Flory mit dem X200?

Das war aber ein Kampf mit dem X200, hab zweimal Windows neuaufgesetzt wegen zerschossener Treiber. Jetzt scheint es stabil und reproduzierbar zu laufen.
Hier die Punkte:
Flory: x200, P8600, 6 GB RAM, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 10232 3DMarks

Ich denke mit ein bisschen Feintuning ohne da was zu übertakten kann man sich noch 100-200 Punkte rausholen, aber für alle Spiele und Anwendungen die ich so habe sollte das gut ausreichen.
 
Hmm... Sieht ja auch richtig gut aus.
Also wir sind uns wohl einig, dass die CPU die Sache maßgeblich beeinflusst und wohl auch als erstes limitiert.

Allerdings ist noch unklar, warum die 5750 manchmal performanter scheint als die 5770, oder?

Gruß, Jonny
 
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