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:
Meine die PCIe Version. Ein x2 Link ist mir persönlich zu aufwendig, da man dann intern ein Kabel rausführen muss und ggf. eine Karte ausbauen muss. Außerdem bringt x1 als x1.1 Setup (Optimus) mehr Leistung, sodass man sich den Aufwand sparen kann.
 
Jop dis ist klar mit dem x2 Link.
Aber nochmal zum mitippen: der PE4H(L) Adapter kann nur PCIe Version 1.0 oder schon Version 2.0 ?

Was hat es mit dem Optimus auf sich??? Hab da im englischen Thread schon was gelesen, aber net wirklich schlau draus geworden...
 
Momentan kann kein Adapter PCIe Version 2.0 nutzen. Hauptproblem liegt wohl am Kabel, sodass das Mainboard direkt auf Version 1.0 schaltet, falls 2.0 nicht einwandfrei läuft.

Optimus kennt man von einigen Notebooks, wo man die Grafikkarte deaktivieren kann, wenn sie nicht benutzt wird. Bei einer eGPU Lösung geht es jedoch um etwas anderes, denn die Optimus-Treiber gehen noch einen Schritt weiter. Sie komprimieren die Daten, die über PCIe gesendet werden und somit wird dieser Flaschenhals weitesgehend umgangen. Funktioniert nur mit neueren Nvidia-Karten und in Verbindung mit einer Intel Onboard-Grafik (Intel GMA 4500MHD, HD, HD3000 oder x3150).

Komplette Liste der Nvidia Karten: GT4xx, GTS4xx, GTX4xx, GTX5xx, oder GTS240. GTS250

Habe auch noch woanders einen Thread mit meiner Erfahrung erstellt.
 
Ach du bist das^^
Hab ich mir grad durchgelesen :-)
Ist denn der PE4 Adapter generell schon fähig für PCIw 2.0 oder nicht? Liegt es nur am Kabel?
Ok so hatte ich das mit Optimus auch verstanden...bei AMD hab ich da wohl keine Chance...nur Omegatreiber die es noch nicht gibt...
Bin mal gespannt was die 6870 mit dem PE4L leistet*waiting*
 
PCIe Version1.x arbeitet mit 2,5Gbit/s und v2.0 mit 5Gbit/s durch kodierungsoverhead beleiben 250MB/s bzw 500MB/s über.
x2, x4... bedeutet, dass x Bahnen(Lanes) Parallel geschaltet werden.

Beim Desktop ist es so:
v1.x Karte in v2.0 Slot gibt v1.x speed
v2.0 Karte in v1.x Slot gibt v1.x speed
v2.0 Karte in v2.0 Slot gibt v2.0 speed

Das heißt, dass der Slot/die Karte immer im v1.x Modus starten muss und dann später auf v2.0 speed schalten kann.

Ich denke dem Adapter ist die Version egal, da er die Signale nur weiterleitet für eine verarbeitung der Signale sind auf der Platine zu wenig Bauteile

Ein Problem könnte die Kabellänge und die Signalqualität durch die höhere Frequenz sein.

Aber da hilft am wohl nur Probieren ;-)

Edit: Da x220t es bereits getestet hat geht es wohl nicht :-/
 
Zuletzt bearbeitet:
So das gute Stück wartet darauf endlich getestet zu werden:thumbsup:



edit:

pcie.png

Sieht ja so aus, als ob noch eine Leitung frei wäre oder?
Frag mich aber wo dann die Gobi2000 angeschlossen ist?
 
Zuletzt bearbeitet:
So wie ich das bisher verstanden habe, liegt es nicht am Board PE4H. Sondern an dessen Verbindung zur Express Card:
http://forum.notebookreview.com/7575216-post4031.html

Desweiteren bestehen ja weiterhin die BIOS- Probleme und Lenovo scheint sich nicht wirklich darum zu kümmern:
http://forums.lenovo.com/t5/T400-T5...-TOLUD-in-newer-BIOS-files/td-p/466099/page/8

Desweiteren gibt es eine Möglichkeit über den PE3A Adapter(http://www.hwtools.net/Adapter/PE3A.html) zu gehen, dieser unterstützt außerdem noch USB3.0. Eine Möglichkeit sich eine "Dockingstation" zu bauen, inkl. externen Festplatte, maus Tastatur usw. !?
Belege von PCIe 2.0 mit PE3A:
http://forum.notebookreview.com/gam...851-diy-egpu-experiences-527.html#post7873818
http://forum.notebookreview.com/7860445-post5165.html


Schade, dass es noch nicht ganz ausgereift ist. Bei mir hat der Spaß noch etwas Zeit, jedoch wäre eine vollständige Lösung super.
Für mich kommt dann wohl die "Dockingsstation" variante in Frage, da kann man sicherlich was feines basteln.
 
Warum nimmt man dann nicht gleich den PE3A Adapter? Sehe jetzt nur als Nachteil das die Grafikkarte direkt halt links am Laptop steht oder?
Stromversorgung der Karte kann doch trotzdem per externes Netzteil erfolgen oder?
 
Die Stromversorgung MUSS sogar extern erfolgen. Eine ausreichende Stromversorgung per ExpressCard ist nicht möglich.
Ja, der Nachteil liegt am direkten Anschluss, lässt sich auch schwieriger mit einem Gehäuse umsetzen. Dazu kommt noch der kleine Umbau dieser Karte, wie in dem Thread oben beschrieben.
 
Wäre ja kein Problem, bei ner halbwegs starken Karte brauch man eh nen externes Netzteil...

Dann müsste man bloß noch irgendwie was modden, dass man die Graka weiter vom Laptop weg bekommt...oder auf HWTools warten bis die nen PE4 entwickeln mit welchem dann PCIe 2.0 funktioniert :-)

Solange muss die PCIe Version 1.1 x1 Lösung herhalten^^
 
So das gute Stück wartet darauf endlich getestet zu werden:thumbsup:



Anhang anzeigen 42612

Sieht ja so aus, als ob noch eine Leitung frei wäre oder?
Frag mich aber wo dann die Gobi2000 angeschlossen ist?

die Geräte-Manager bietet die "anzeige" "Geräte nach Verbindung"
dort wirst du dann vermutlich feststellen, dass umts karten einfache usb geräte sind und über die usb leitungen am mpcie angebunden sind...

Desweiteren gibt es eine Möglichkeit über den PE3A Adapter(http://www.hwtools.net/Adapter/PE3A.html) zu gehen, dieser unterstützt außerdem noch USB3.0. Eine Möglichkeit sich eine "Dockingstation" zu bauen, inkl. externen Festplatte, maus Tastatur usw. !?
es funktioniert aber nur entweder der pcie oder usb3.0.... der usb3.0 controller hängt auf der selben pcie-lane wie der pcie slot... und den kann nur ein gerät benutzen...
 
@Lpz3sn

Leider wird die UMTS Karte gar nicht angezeigt...sehr komisch das ganze
 
Die Treiber sind quasi ein muss, da sie x1.1 (also Optimus) erlauben. Ohne sinkt die Performance enorm und selbst der Bildaufbau von Seiten kann ruckeln.
 
so sieht das normal aus...
 

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@x220t

sprich deine werte, welche im ersten post im highscore stehen, sind mit optiumus treibern erreicht worden...


@Lpz3sn

ah ok, nun hab ichs bei mir auch gefunden.....
 
Ja, habe ausschließlich mit Optimus getestet. Habe beim ersten Mal einfach die normalen Treiber installiert und gewundert, wieso quasi fast jedes Game öfters ruckelt. Dann auf die Treiber gestoßen und schon war die Performance sehr gut. Ohne Optimus wäre AMD wohl viel beliebter in diesem Bereich.
 
@sl500

Kalter Kaffe :-P

eGPU ist auch da und wird morgen mal getestet :-)
(Fred)

ich wollte mir auch eine eGPU "basteln"...

hast dann auch das gesammte set von hwtools?
welche Version (2.4/2.0?)?
Mit welchem der beiden Thinkpads willst du es probieren?
Würdest du es mit dem x200 probieren können (kommt meinem auch vom chipsatz am nähsten habe 2,53Ghz)....
Probleme mit GMA 4500MHD vs Nvidia GraKa
3DMark 2006 Punkte vorher/nacher...
Spiele? (Battlefield Bad Company 2, Mass Effect 2, Assassins Creed sowas in der art vom Anspruch) Erfahrung, Einstellungen (alles auf hoch?), FPS, etc^^

sorry ich bombardier dich jetzt enorm mit fragen^^

ic hweiß nur nicht ob es sich lohnt einen pc mit 4x3,2Ghz gegen 2x2,53 zu tauschen.. .grafikkarte wäre eine nvidia 470GTX
 
Hi Adun,

ich teste es mit dem PE4L aktuellste Version (laut Verkäufer)....hoffe der Adapter kommt heute!
aktuell hab ich ne 6870 da, wird aber durch die gtx 560 ti oc ersetzt!

setup wird nur mit dem x201 aus der signatur getestet, hab keinen anderen rechner mehr^^
Signatur ist nich ganz aktuell...8GB und ne m4 128 gb sind inzwischen drin...

Hier ist erstmal nen Wert an den ich locker rankommen sollte, da "nur" ne GTX 460 verwendet wird...

http://forum.notebookreview.com/gam...851-diy-egpu-experiences-145.html#post6618666


Sobald ich den Adapter habe und dazu komme poste ich hier mehr...


edit: Adapter kam grad an....sprich ich kann Abend mal mit dem Aufbau beginnen :-)
 
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