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
 
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Die ViDock2 wird garnicht mehr hergestellt soweit ich weiß. Hat wohl den großen Nachteil, dass sie nur bis 75W zugelassen ist und somt jede Grafikkarte, die keinen zusätzlichen Stromanschluss braucht, betreiben kann. Da läuft praktisch nichts aktuelles mit.

Diese Lösung bleibt weiterhin meiner Meinung einfach überteuert. Zum gleichen Preis gibt es: 70€ PE4H Adapter, 30€ Netzteil und für das restliche Geld kann man sich eine GTX460 oder mir kleinem Aufpreis eine GTX560Ti kaufen. Und damit es nicht "in die Luft geht", nimmt man ein kleines Case. Vidock behauptet, dass sie PCIE2.0 Speed liefern... Wurde heute (mit einem x220 :)) bewiesen, dass dies nicht der Fall ist.

Ansich finde ich das Konzept der Vidock gut, aber es dauert noch bis externe Grafikkarten massetauglich werden.
 
Die alte serie wird auch nicht mehr hergestellt. Es gibt jetzt eine Neuauflage. Klar man kann sich auch den 4er zulegen aber dann muss man natürlich wieder ein bisschen was drauflegen.;) Das mit den max. 75W ist natürlich ein Nachteil aber wenn ich mich recht erinnere kann man die Karte dann aber auch voll ausnutzen. Eine GTS250 schafft wenn mich nicht irre ca. 10000 Punkte im 3DMark06. Das ist ca. so gut wie eine zu 60% ausgenutzte HD5770. Aber du hast schon recht. Bis solche Sachen verkaufstauglich werden wird wohl noch eine kleine weile vergehen. Bleibt nur zu hoffen das Intels zukünftige integrierte Karten die HD3000 weit übertreffen werden. Ich hoffe auf so 15000 3DMarks.:D
 
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Habe selbst zwischen GTX460 und GTX560 Unterschiede bemerken können.

Hier meine Werte aus einem L4D2 ESL Replay (also gleiche Frames berechnet)
L4D2 ESL Replay - 120 Sekunden mit Fraps gebencht - 1920x1200, 8x CSAA, 8xAF, alles so hoch wie möglich
GTX560 Ti -> Min 44, Max 180, Avg 91.817
GTX460 1GB-> Min 37, Max 130, Avg 65.783

Weitere Unterschiede in meinem Post im eGPU Thread.

Kommt halt drauf an welche Anforderungen man hat. Mit der GTX460 kann man problemlos BFBC2 auf 1920x1200 spielen. Die GTS250 würde hier natürlich der Flaschenhals sein.
 
Hallo,

die Leistung ist insgesamt extrem grafikkartenabhängig. Mit meiner Radeon HD5750 konnte ich z.B. problemlos Mass Effect 2 auf 1920x1200 spielen. Das viel ältere Hitman Blood Money hingegen war selbst auf minimalster Auflösung nicht flüssig zu kriegen. Ich nehme an, dass bestimmte Features der Grafikkarte in der Expresscard-Anbindung Schwierigkeiten machen und daher die Leistung bei manchen Spielen, die solche Features verwenden, einbricht.

Die Leistung, die über den Expresscard-Slot kommt, ist schon ziemlich ordentlich. Mit ~12000 3DMark06 am x201 hat man schon eine Hausnummer, die weit über den durchschnittlichen Spieleanforderungen liegt, wenn man von den allergrößten Schweinereien absieht. Ich werde die Tage mal mein X220 an meine HD5870 aus dem Desktop stecken; damit müsste im Prinzip ein neuer Seite-1-Rekord zu machen sein.

Bzgl. Preisbildung ist das bei der Vidock so ne Sache, der Preisunterschied beträgt halt ungefähr eine dicke Grafikkarte. Dafür hat man ein kompaktes Gehäuse, was aber auch dazu führen kann, dass die Karte da nicht reinpasst, weil viele dicke Grafikkarten Überlänge haben oder >2 Slots belegen, zumal wenn der Kühler leise sein soll.

Gruss
 
Ach hier gibt es Rekorde? 17182 3DMarks - habe ich nun gewonnen? :D

Momentan hat Nvidia dank Optimus einen starken Vorteil gegenüber AMD. Das einzige Spiel, was eine miese Performance mit so einer Lösung hat, ist Call of Duty, da es ein Konsolenport ist. Da gibt es schon einen großen Unterschied zwischen x8 und x16 Anbindung. Andere Konsolenports ergeht es sicherlich ähnlich. Ansonsten ist mir kein Spiel bekannt.

Hier mal ein Video vom x220t + GTX560Ti (wurde schon mal im x220 Thread gepostet) und BFBC2 (1920x1200)

Finde die Leistung enorm gut, wenn man bedenkt, dass man hier ein Subnotebook vor sich hat.
 
Naja mit meiner HD3000 in meinem X220i kann ich nicht mithalten. Da läuft es selbst auf minimalster Detailstufe und einer Auflösung von 1280x720 manchmal ein bisschen Zäh. (Also bei BFBC2) Ich hoffe das sich das mit dem Dual Channel Modus noch ändern wird. Wenns übrigens ne leise Karte sein kann man immer zu passiv gekühlten Alternativen greifen: http://www.amazon.de/ENGTS450-Grafi...5LTY/ref=sr_1_3?ie=UTF8&qid=1312125959&sr=8-3 :D Nimmt leider 2 oder mehr slots aufgrund des fetten Kühlkörpers ein. O.o
 
Ui das sind ja mal Punkte :D das sieht man gern ^^ so wird ja ein X2xx richtig sportlich was Games angeht ich werd neidisch.
 
Hi,

wow, scharf - da scheint Sandy Bridge eine Menge auszumachen. Ich häng meins morgen mal ran und bin gespannt. Trotzdem witzig, wie das X220 problemlos mit dem W520 mithalten kann! :)
 
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Wieviel Zeit muss man für den Aufbau + das Einstellen einer externen Grafiklösung ca rechnen? Und welches preiswerte Case empfehlt ihr? Bin am überlegen mein X220t aufzurüsten ;)
 
Auf Software-Ebene musst du praktisch kaum was machen. Einmal die original Notebook-Treiber von Nvidia laden, sie entpacken und eine Datei ersetzen. Danach installieren und neu starten. Das wars! Hat bei meinem x220t bestens geklappt. Jedoch geht das nur mit Bios 1.12 (oder 1.11?) - alles darüber geht nicht.

Der Aufbau ist so einfach, wie du es machst. Falls du extra ein Gehäuse basteln willst, dann dauert es wohl etwas. Ansonsten kannst du die Grafikkarte samt Netzteil auch auf dem Tisch aufbauen. Wielang du dafür brauchst, kannst dir wohl selbst denken :D

HWTools arbeitet angeblich an einer PCIE2.0 Version des PE4h Adapters. Da die ersten Prototypen nicht den erwünschten Erfolg hatten, wird es sich wohl ein bisschen verschieben.
 
begrenzt der Adapter die Geschwindigkeit oder der Expresscard Slot? Und wie zukunftssicher ist das Ganze: kann man in 3 Jahren "aufrüsten" (nur die Grafikkarte)?
 
Beides begrenzt :D

Der Adapter allgemein bringt nur einen x1 Link (Desktop hat x16).
Der ExpressCard Slot ist intern mit dem Chipsatz verbunden. Das x220 hat z.B. PCIE2.0 und somit eine doppelt so hohe Bandbreite wie die älteren Notebooks mit PCIE1.0.

Wieviel Bandbreite nötig ist, kommt immer aufs Spiel an. Konsolenports (vorallem CoD) sind durch viele kleine Ruckler nicht nett zu spielen (siehe hier). Andere spiele lassen sich eigentlich "ganz normal" spielen. Was bringt einem eine Autobahn mit 300km/h Zulassung, wenn das Fahrrad nur 30km/h fährt :D
Ob man in drei Jahren einfach die Grafikkarte aufrüsten kann und dann wieder spielebereit ist, mag ich bezweifeln. Schließlich ist weiterhin "nur" eine Notebook CPU verbaut. Der Trend geht immer weiter zu vier Kernen. Da wird wohl die CPU in Zukunft limitieren.
 
Naja gut ich glaub ich spar mir den Spaß erstmal, lenkt nur vom Studium ab :D.
Paar Spiele gehn ja mit mittleren Details, bin eh nicht so der Zocker ^^.
 
Naja selbst mit einem Athlon 64 X2 lassen sich alle aktuellen Spiele (sofern eine gute Grafikkarte verbaut ist^^) lagg frei spielen. Natürlich läufts mit nem i7 wahrscheinlich einen tick besser, vor allem wenn das spiel auf mehrere Kerne optimiert ist, aber nach ein paar jahren wenn wieder eine neue Karte fürs Notebook nötig ist sollte man mit den Sandy Bridge Prozessoren eigentlich sehr gut bewaffnet sein (siehe X220). Denn wenn die nicht mehr genug leistung für spiele liefern (also mit externer Grafikkarte^^), dann wirds glaub ich Zeit für einen neuen Laptop, und dann hat man das Problem auch nicht mehr.
 
das juckt mich grad auch ein wenig... ich werde bald umziehen da ich für mein Studium in einer WG wohnen werde und da wäre die Lösung auch ganz gut!
"Flory: x200, P8600, 6 GB RAM, HD 5770 1GB, PCIe 1x: 10232 3DMarks"

Mein Laptop hat einen p8700 (2x2,53Ghz, 4GB RAM, Vertex SSD) und eine HD 5770 mit 1GB GDDR5 RAM... Würde man damit gut Spiele spielen? Die CPU reicht eigentlich aus, kann ich mir durch die Grafiklösung gute Leistung versprechen? Spiele wie Anno1404 (läuft so schon fast flüßig), Battlefield Bad Company 2 und Mass Effect 2?
 
Welche interne Anbindung hat denn der ExpressCard Slot im x201?
 
Hallo,

Mass Effect 2 habe ich mit so einer Konfiguration gespielt, das lief super auf ziemlich hohen Settings. Allerdings ist ME auch sehr gut umgesetzt. Schlechte Konsolenports sind viel schlimmer.
 
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