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:
Wenn Du die dedizierte GPU unterwegs nicht brauchst, dann kauf Dir ein T520. Mit Intel HD 3000 hat das eine annehmbare Grafikperformance und Du hast auf keinen Fall Probleme mit der eGPU!
Da gebe ich dir vollkommen recht, HD3000 reicht unterwegs vollkommen aus. Spreche da aus Erfahrung mit meinem aktuellen L520 ;).

Das W520 hätte eigentlich keinen Sinn, wenn Du eine eGPU haben willst, die Performance wird sich nicht wirklich bedeutend steigern.
Inwiefern wäre es keine Steigerung? Daheim soll das Gute Stück unter anderem fürs Gaming verwendet werden. Die vorhandene GPU ist für Office und CAD ausgelegt und mit dem DDR3 Speicher eher etwas langsam ... mal abgesehen von den auf Office-Anwendungen optimierten Treibern.

Wird aber vermutlich eh der T520 oder ein vergleichbarer T420 werden da ich im W520 keinen großen Vorteil sehe (langfristig gesehen wäre die CPU zwar interessant ... bin aber nicht sicher ob die Investition sich wirklich auszahlen würde).
 
Ich meinte, die Performance interne GPU vs. eGPU wird sich nicht besonders verändern.
 
Ich meinte, die Performance interne GPU vs. eGPU wird sich nicht besonders verändern.

Na da wär ich aber anderer Meinung... meine eGPU (ati hd5770) steckt die nVidia Quadro 1000M aber beim 3DmarkVantage aber gut in die Tasche ( 4600pkt vs ca 5800pkt )

http://www.notebookcheck.com/NVIDIA-Quadro-1000M.47312.0.html

@ Cpt.Yesterday: Du müsstest die dann auch als eGPU eine Karte von nem anderen Hersteller, also ATI, kaufen solltest du eines der vorgestellen Notebooks kaufen... da soll es sonst - aus für mich logischen Gründen - Probleme mit den Treibern (kann ich jedoch nicht aus erfahrung sagen...)

VG
taco3000
 
Mit Windows 7 hat sich das mit den Treibern ein wenig geändert, ich würde aber trotzdem eine GTX vorziehen, wegen Optimus mit der Intel HD.

Ich finde, da lohnt sich einfach kein eGPU, wenn man schon eine so starke dedizierte hat!
 
Was wäre wenn ich noch eine 1Tb HDD an den Adapter anschließe? Müsste ich mit einem Leistungsverlust rechnen? (spielen und gleichzeitiger, starker zugriff auf die HDD (extremfall))
 
Ich schätze mal, so ein 3/4 der Leistung ohne HDD dürfte dann noch drin sein. Natürlich ein unbestätigte Vermutung.
 
@Adun: an welchem TP betreibst du deine eGPU?

Ich muss zur Zeit auch feststellen, dass das X200 mit 3 USB Ports echt spärlich bestückt ist... Maus und Tastatur ran, und schon sind 2 Ports weg. Eine direkte Kopie von nem USB-Stick auf externe HDD ist so leider nicht mehr drin...

Was wäre wenn ich noch eine 1Tb HDD an den Adapter anschließe? Müsste ich mit einem Leistungsverlust rechnen?

Das Problem mit dem Leistungverlust (falls es besteht - oh, ich könnte es eigentlich auch mal testen... :D ) läst sich wohl am besten mit nen USB-Hub oder ner Ultrabase lösen :cool:
 
Hey,

ich betriebe die eGPU an einem T400, z.Z. auch, in einer Dock. An USB Anschlüssen mangelt es mir nicht, 4 an der Dock, 2 am Bildschrim vor mir, 2 am Bildschirm rechts, hab also 6. ;)

Ich müsste es auch mal testen. Ich kaufe mir nämlich ein HTPC Gehäuse, höchstwahrscheinlich das hier oder das hier.

Beide sind klein, sehen relativ gut aus (im Endeffekt wird man das Gehäuse nicht wahrnehmen) und scheinen einen guten Luftstrom zu bieten. Ich weiß nur noch nicht wie ich den Adapter anbringen soll. Doppelseitiges Klebeband ist mir da doch zu doof. :D und an den zwei schrauben lass ich das sicherlich nicht hängen.
Da mach ich wohl irgendwelche "Finger" dran, welche mit einer M3 Schraube und einer Mutter von hinten den Adapter festziehen.

Die Sache mit der HDD ist noch nicht sicher, ich dachte nur, da hast schon ein Gehäuse und ein USB Anschluss, da kann man was draus machen. Zumal meine 5 HDDs im Desktop zu viel sind und zu laut.

Ich glaube ich lass mal, sowie ich Zeit habe, 3DMark Vantage durchlaufen, zwei mal, einmal mit und einmal ohne HDD (und gleichzeitigem kopieren bzw HD Tunes Test, da sieht man es am besten)
 
Zuletzt bearbeitet:
Hier gibt es was interessantes zum Thema Leistungssteigerung: http://www.videocardbenchmark.net/high_end_gpus.html

Man sieht deutlich, dass selbst wenn man eine GTX460 als eGPU nehmen würde mit einem 50% Leistungsverlust, so wäre man immer noch weit besser dran als mit der Quadro 1000m.

Ok, wenn es um die Gaming-Eigenschaften gehen würde, so würde ich eher zu anderen Notebooks greifen. Ich brauche allerdings eine Dockingstation wenn der Desktop-PC ersetzt werden soll. Da kommen leider nicht so viele in Hersteller in Frage ... Acer und Asus kommen nicht in Frage. Mit Fujitsu tolle Erfahrung gemacht: Nach Garantieende GPU schrott und HDD beschädigt . HP wäre eventuell eine alternative doch die sind nur bedingt besser ausgestattet und zudem häufig sogar noch teurer. ... ein separates Bootlaufwerk in Forum einer mini SSD (leider selten) oder einer zweiten 2,5 Zoll Festplatte (noch viel seltener).

Ich werde es mir die Tage mal genauer überlegen. Danke für die zahlreichen Tipps und Antworten.
 
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Leistungsverlust hat man bei der eGPU um ca 20%. Meine GraKas, HD5770 und GTX 470, erlaubten es aber immer noch Bad Company 2 o.ä auf mittel - hoch zu spielen.

Der Leistungsverlust um den es mir gerade ging, bezieht sich auf das Anschließen einer USB HDD an den USB Port des Adapters ;)


Ach ja @Thread allgemein, das mit Battlefied 3 habe ich hinbekommen, es lag daran, das ich den internen Bildschirm noch aktiviert hatte. Diesen hat er als Hautpschrim genommen und mir gesagt das darüber zu wenig Leistung verfügbar ist
 
So... hab mein Test mit der HDD am Adapter beendet: Ich habe wärend des kopierens von 11,1 GB DVD-Images auf auf die interne HDD den 3DmarkVantage laufen lassen... und nun das crazy Ergebnis nach einem Test: Es hat die Leistung der eGPU gesteigert !!! :confused:

3DmarkVantage mit aktiver HDD am PE4H.JPG

Die HD5770 hat fast so viele Punkte bekommen wie bei dem Test mit Übertaktung die MSI Afterburner... jetzt mit HDD am Adapter 6082 Punkte sonst 5780 Punkte ( aus 2 Tests) ohne OC, mit 6100 (1 Test)
Die HDD hatte bis zum Start des ersten Grafiktests ne Übertragungsrate von ca 22 MB/s ... das ist für die alte IDE Platte in meiner Lacie Brick ok...
 
Ja, das Sitmmt schon... es scheint aber auch so zu sein, dass der Betrieb bzw. die Leistung der eGPU duch den Anschluss einer HDD am Adapter nicht beeinträchtigt wird.
Daher kann man sich auch noch eine HDD mit SATA-to-USB-Adapter in sein recht leeres Gehäuse für die eGPU bauen ... o.ä.
 
es scheint aber auch so zu sein, dass der Betrieb bzw. die Leistung der eGPU duch den Anschluss einer HDD am Adapter nicht beeinträchtigt wird.

Perfekt! Vielen Dank!

Werde dann zu dem Gehäuse mit den USB Anschlüssen auf der Oberseite greifen, dann habe ich noch ein paar für den Notfall (via USB HUB verbunden ;) )

22Mb/s finde ich i.o als File Server Platte.
 
Ist wie gescahffen für die eGPU, ich glaube das Gehäuse werde ich mir ordern.

http://www.ebay.de/itm/MSI-Mega-PC-...=463456102396257998&pid=100015&prg=1006&rk=1&

Welches Netzteil muss denn da rein? Es steht nur "Standard ATX Netzteil verwendbar - Nein". Die Öffnungen hinten sehen einbischen aus als ob sie auf ein bestimmtes Netzteil ausgelegt worden wären (oder ist es einfach nur Micro ATX?). .... Kann es vielleicht sein, dass die eingebraute GraKa dann mit der Lüfter-Seite direkt an der Gehäusewand sitzen würde? Passt da überhaupt eine GraKa mit einer Höhe von 2 Slots hinein? Sieht ein wenig zu aus, also ob die Trennung zwischen den beiden Slots nicht entfernt werden könnte.

Richtig, das Netzteil sieht aus als könnte man TFX verwenden. Genau zu passen scheint aber auch das nicht. Vielleicht ist das hier eine Konstruktion die ein spezielles erfordert? Das Gehäuse stammt immerhin von einem Fertig-PC von irgendwas um 2005 (vielleicht auch noch früher). Die Gehäuselänge könnte passen, aber einige der ganz bulligen GPUs werden vielleicht auch schon ein Problem.
Was meinst du aber mit der "Trennung zwischen den zwei Slots"? Die Trennung der Slotbleche? Die stört nicht.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich muss zur Zeit auch feststellen, dass das X200 mit 3 USB Ports echt spärlich bestückt ist... Maus und Tastatur ran, und schon sind 2 Ports weg. Eine direkte Kopie von nem USB-Stick auf externe HDD ist so leider nicht mehr drin...

1.) Braucht man denn generell unbedingt Maus und Tastatur am x200 ?

Wenn man es stationär benutzt sollte man über die Docking nachdenken, dann müssten die USB Slot von Notebook und Docking nutzbar sein.

Wenn man direkt davor sitzt würde ich zumindest die Tastatur weglassen.
Und wenn man kurzzeitig von HDD auf USB Stick kopieren will kann man ja auch mal was abziehen.

3x USB2.0 war nunmal lange Zeit normal, gibt sogar Notebooks mit nur 2x USB.

2.) Nutze doch eine kabellose Maus-Tastatur Kombi, die braucht in der Regel nur einen Empfänger.
 
@Oliveron:

Wenn an dem X200 die eGPU dran hab und dann über den Full-HD-Monitor arbeiten kann, stell ich nicht das X200 direkt vor mich und arbeite mit dem 12,1" als Hauptschirm... der wir max als erweiterter Bildschirm verwendet... das X200 steht schön daneben...

Ne Funk-Maus/Tastatur Kombi wäre dann wohl echt praktisch, aber ich schaue mich gerade nach einer günstigen guten mechanischen Tastatur um. Und die sind dann selten so ausgestattet, dass sie sich mit dem Unified Empfänger von Logitech verstehen... und Bluetooth können die auch selten... :D

da werde ich dann wohl um nen USB-Hub nicht herum kommen... und nur für nen Hub is mir die Dock zu teuer... hab zudem auch gerade n slim DVD-Brenner geschossen... daher fällt auch die Zusatzoption der Dock weg...

Mein N100 hatte noch 4 x USB 2.0 das ist super... naja... schon gut das im x200 3 sind und nicht wie im x40 2
 
Stimmt, USB HUBs gibts ja auch noch.
Kannst für Maus + Tastatur ja sogar nen altes 1.1er nehmen. Und nur für Maus + Tastatur reicht auch ein unverstärktes.
 
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