Tutorial: Externe PCIe-Grafikkarte an Thinkpad anschließen

[elarei]

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.

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

 

[oliveron]

Gut, aber wenn "dar" CUDA nutzt wäre das auch ein Zweck außerhalb vom Zocken.

 

[MrTilman]

Und eine eGPU bringt nicht nur den Vorteil mit sich, mehr Grafikleistung zu haben. Man kann auch mehrere Monitore anschließen, was manchmal wirklich geschickt sein kann.

 

[dar]

danke. ja, wie gesagt, ich will nicht zocken sondern videos schneiden. hab halt sowohl hier als auch mal wo anders gelesen, dass die sache ihre grenzen hat weil expresscard nie so einen schnellen datenaustausch ermöglich wie pci. und da könnte es ja auch sein, dass die CUDA-Cores über expresscard vielleicht nicht gut oder gar nicht angesprochen werden können und dass bei den neuen grafikkarten und ihren geschwindigkeiten dann eh schluss ist, weil die schnittstelle nicht ausreicht. aber ich kenn mich da nicht so gut aus.

 

[Fusel Wusel]

HIER wird von 10-facher Performance bei CUDA vs. CPU gesprochen...

 

[taco3000]

Servus,
da hier scheinbar Leute vom Fach unterwegs sind, halte ich das mal für die gute idee nach der Meinung dieser Lösung zu fragen...:

Was haltet ihr von einen ViDock2 mit ner AMD Readeon HD 6670 ??? Sollte angeblich das stärkste sein was rein geht...
insgesamt für unter 170€...

...müsste ja mein x200 ordentlich beschleunigen...

gruß
taco3000

 

[MrTilman]

Nichts.

 

[Akira]

Schon ein bisschen Riskant mit der ViDock hier aufzutauchen. Mit einer PE4H Lösung bist du doch viel besser bedient, da passt auch eine GTX680 ohne Probleme rein bzw. eine HD 7970. Und das ganze kostet auch viel weniger.

 

[MrTilman]

Und v.a. gibt es keine Grenze bzgl. der Leistungsaufnahme. Kauf Dir also lieber ein PE4H, ist sinnvoller.

 

[taco3000]

naja, ich hab zur zeit keine Zeit zum basteln bzw. kaum erfahrung mit pc-basteln... hab immer nur laptops besessen. wollte daher nicht ne halbe frickellösung zusammen schustern... zudem adapter+netzteil+graka bin ich doch wohl auch bei 200€ ... oder hat jemand von euch was auf halde liegen ???

dann würd ich mich freuen von einem angebot zu hören.

gruß
taco3000

 

[Fusel Wusel]

So, ich habe mir jetzt auch eine eGPU-Lösung gebastelt!

Verwendet habe ich dafür folgendes:
- PE4L 2.1b von hwtools (Versand hat nur zwei(!) Tage gedauert!), hatte vor über einem Monat einen PE4H 2.4 bei eBay bestellt. Der ist aber immer noch nicht angekommen. Wenn er denn mal kommen sollte, wird er direkt wieder verkauft...
- Zwei xBox 360 203W Netzteile (Zusammen für unter 30€ bei eBay / hood.de). Die Plastikgehäuse drum herum habe ich entfernt und Stecker+Kabel abgelötet und durch für diesen Zweck passende Anschlüsse ersetzt.
- Gainward Geforce GTX 570 "Phantom" (Gebraucht aus nem anderen Forum für unter 200€)
- Reste eines uralten selbstgebauten Plexiglasgehäuses. Handwerklich keine glanzvolle Arbeit muss ich gestehen. Aber ich hatte weder Zeit, noch Lust, da mit zu viel Genauigkeit dran zu gehen. Habe auch versucht, so viel wie möglich aus dem alten Case zu übernehmen. Also nur da geschnitten/gesägt, wo es notwendig war. Sind überall ein paar Löcher zu viel drin. Ist halt nur ne Bastellösung . Wenn ich mich recht erinnere, ist das Makrolon, 7mm stark. Das zu bearbeiten ist eine elendige Arbeit, da das Zeug gefühlt doppelt so hart ist, wie Stahl. Die großen Öffnungen sind mit einem Dremel eingefräst/geschnitten. Hat ewig gedauert, hat mich dafür aber nur nochmal Zeit gekostet, denn das Material war ja schon da...

Benchmarks werde ich die Tage mal ergänzen. Heute ists mir zu spät dafür. Dafür ein paar Bilder vom Case:



Das Gehäuse werde ich aber am Wochenende nochmal umbauen. In die Seitenteile kommen auch Lüftungslöcher, der Lüfter wird anders herum montiert, so dass er nach draußen bläst und der Lüfter wird durch einen Silent-Lüfter ersetzt.
Mir grauts aber jetzt schon davor, das wieder auseinander zu schrauben

 

[Lpz3sn]

.oO( Hätt er mal ne Stichsäge mit neuem grobem Holzsägeblatt genommen )

 

[Fusel Wusel]

.oO( Hätt er mal ne Stichsäge mit neuem grobem Holzsägeblatt genommen )

Hätte er eine vernünftige gehabt, hätte er das evtl. sogar getan Das Gehäuse soll ja auch keinen Schönheitswettbewerb gewinnen. Ist mehr Mittel zum Zweck, damit der Kram nicht lose auf dem Schreibtisch liegt.

 

[taco3000]

Servus, hab seit kurzem ebenfalls diese tolle möglichkeit genutzt mein x200 zu einem DTR zu wandeln... grfikleistung ist im vergleich zu vorher natürlich der wahnsinn, aber ich hab mir ein wenig mehr erhofft...


das System:
- x200 mit P8400 und 4GB Ram
- ATI Radeon HD5770

Ergebinsse:

Das ist schon ganz ok, aber nach der Tabelle im ersten Post, sollte da noch einwenig mehr gehen, oder??

Gruß, taco3000

 

[Akira]

Das ist schon ganz ok, aber nach der Tabelle im ersten Post, sollte da noch einwenig mehr gehen, oder??

Du hättest die GTX550Ti nehmen sollen. Sie bietet die gleiche Leistung wie die HD5770, nur hat sie Optimus Treiber zu verfügung. Dadurch werden die Daten komprimiert und die Leistung erhöht. Ich erreiche daher 8800 Punkte im 3DMarkVantage.

Radeons eignen sich extrem schlecht als eGPU. Es heißt dass sogar der 2D Betrieb ruckelt. Mit meiner GTX550Ti hingegen, hatte ich noch nie Probleme und kann sogar Skyrim auf maximal spielen. (@1920x1080)

 

[MrTilman]

Für welche OnBoard Grafikkarten ist der Optimus Treiber?

 

[taco3000]

ich hab das ganze als bundle (bis auf netzteil und monitor) erworben... daher will ich mich nicht beklagen... vielleicht hätt ich mich auch näher damit beschäftigen sollen... mal schauen ... vielleicht kommt da in zukunft auch ne dicke nvidia rein... danke für den hinweis...

das tolle ist, dass ich aufgrund der lautstärke der HD5770 und des Netzteils tpfc auf bios-mode stellen kann und ich das x200 bei last trotzdem nicht höre

hab mir gestern abend innerhalb von 15 min n gehäuse gebastelt - mich haben die rumliegenden Kabel und die pc-hardware-innereien doch arg iritiert... etwas provisorisch, muss ich zugeben, aber das hat keiner

 

[MrTilman]

Sieht doch gut aus! Noch ein Vorteil: Wenn irgendetwas Feuer fängt, sind Grafikkarte, Netzteil und ThinkPad auch gleich weg

 

[taco3000]

...

Wenn irgendetwas Feuer fängt, sind Grafikkarte, Netzteil und ThinkPad auch gleich weg

Stimmt... aber glaub mir, durch den karton pfeifts ordentlich durch... hab grad mal mit speccy die temps beim 3dmark vantage beobachtet...

...da würd ich doch mal sagen: Alles im grünen Bereich... zumal bei 30,6°C Raumtemperatur

 

[oliveron]

das tolle ist, dass ich aufgrund der lautstärke der HD5770 und des Netzteils tpfc auf bios-mode stellen kann und ich das x200 bei last trotzdem nicht höre

Dann ist das x200 aber entweder sehr angenehm oder das Netzteil ist sehr laut bzw. die HD5770 schlecht geregelt. Der Arctic L2 Pro der da drauf ist sollte bis zu reichlich 1000rpm flüsterleise sein und ausreichend kühlen.

...
Stimmt... aber glaub mir, durch den karton pfeifts ordentlich durch... hab grad mal mit speccy die temps beim 3dmark vantage beobachtet...
...da würd ich doch mal sagen: Alles im grünen Bereich... zumal bei 30,6°C Raumtemperatur

Ist wirklich i.O.
Das der Pappkarton aufgrund der Komponentenhitze anfängt zu brennen ist Quark - die Entzündungstemperatur muss ja weit über 100°C liegen.
Im Grunde darf die HD5770 auch 80°C heiß werden und ist immer noch locker im grünen Bereich.
Aber wie schon gesagt vermute ich eher das Netzteil als Krachmacher, sieht recht einfach aus und hat einen recht veralteten absaugenden 80mm Lüfter.

Wenn die Geräuschkulisse besser werden soll - BeQuiet PurePower L7 300W für 30€ kaufen und den Arctic L2 Pro an 5V oder 7V klemmen und schon ist die eGPU sowie deren Stromversorgung mucksmäuschenstill.
Ein passives Netzteil ist bei den knapp 100W auch kein Problem.
Wenige Seiten zuvor hat ja jemand so ein Xbox Netzteil verwendet - sehr interessant und klein.

 

[Adun]

Wer von euch spielt denn Mass Effect 3, Battlefield 3 mit der e-GPU? Welche Grafikkarte habt ihr/du?

Spielt hier eigentlich der RAM auch eine Rolle, ob 4 oder 8GB ?