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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Kann man dieses SWEX, oder wie auch immer genau, so einstellen, dass ich weiterhin über den Ein/Aus-Schalter vom Gehäuse die Sache starten kann?
Wie habt ihr das in einem externen Gehäuse gemacht? Der Ein und Ausschalter ist ja auf dem SWEX auch sehr blöde verbaut.
Du kannst die SWEX auch immer an lassen und das Netzteil zum ein- und ausschalten verwenden.
 
Wenn ichs ins Gehäuse baue dann löte ich mir einen anderen Kippschalter dran ;)
 
Leider hat das Netzteil vom Thinkcentre so einen Schalter nicht. Wenn ich ein anderes Einbaue, dann wäre das natürlich eine Option, aber an sich wäre der Schalter vorne die einzige Option die für mich bleibt :) Alles andere ist doch nichts ;)

Ich muss mir das wohl nochmal anschauen, wenn alles hier ist. Oder gibt es noch Tipps?

Was meint ihr zu dem Kabel und Stecker Problem? Spricht etwas dagegen direkt die 6pin Leitungen anzuklemmen?

MFG
 
Hat von euch jemand zufällig bei Harmonic Inversion bestellt? Warte nun schon fast 3 Wochen auf mein Paket (laut USPS soll es 6-10 Werktage dauern). Muss wohl beim Zoll hängen :facepalm:.
 
Schaltung bauen mit einen Relais oder Optokoppler welches bei anliegenden 5V am usb durchschaltet... dann ist es immer an wenn das NBook 5V liefert (aber das Relais nicht ohne Freilaufdiode betreiben sonst kann es das NB grillen ^^, ja so macht basteln spass ;D )
 
Ganz einfach, Pin 14 und 15: Kabel Dran, an Kippschalter dran, fertig ists....
 
Hallo,

ich habe meinem T500 (2082-7SG) mit 8gb RAM, T9550 mit 2,6 GHz, Win7 x64, den PE4H (2.4a) mit einer GTX 550TI spendiert. Angebunden ist die Karte alleinig über Expresscard. Treiber ist der akutelle 301.42. ich komme jedoch nur auf 6125 gpu score in 3dmark vantage. Das ist mager. ARMA2 gerade so spielbar mit schwankenden 12-24 fps. Ausgabe erfolgt an externen 26" LCD.

Welche Alternativen bleiben mir denn noch, um die Performane noch etwas noch oben zu schrauben?

- Weiter Lane über P3MN? (Wo wird dieser denn verbaut? WLAN sollte jedoch erhalten bleiben)
- Bessere Grafikkarte ala 460 oder 560?
- Custom Mod-Treiber?
- Was bringt die Investition in das 1.xSetup?

Danke!
 
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Hallo,

ich habe meinem T500 (2082-7SG) mit 8gb RAM, T9550 mit 2,6 GHz, Win7 x64, den PE4H (2.4a) mit einer GTX 550TI spendiert. Angebunden ist die Karte alleinig über Expresscard. Treiber ist der akutelle 301.42. ich komme jedoch nur auf 6125 gpu score in 3dmark vantage. Das ist mager. ARMA2 gerade so spielbar mit schwankenden 12-24 fps. Ausgabe erfolgt an externen 26" LCD.

Welche Alternativen bleiben mir denn noch, um die Performane noch etwas noch oben zu schrauben?

- Weiter Lane über P3MN? (Wo wird dieser denn verbaut? WLAN sollte jedoch erhalten bleiben)
- Bessere Grafikkarte ala 460 oder 560?
- Custom Mod-Treiber?
- Was bringt die Investition in das 1.xSetup?

Danke!

Da stimmt was nicht. Ich komme mit ExpressCard 1.0 Geschw. (so wie du) mit der GTX550Ti auf 8500 Punkte im Vantage. Ich hab aber keine Ahnung, was du falsch gemacht haben könntest.
Bei mir reicht die Leistung für Skyrim auf maximalen Details. Bevor du also in eine neue Karte investierst, solltest du erstmal schauen dass du das Setup zum laufen bekommst.
 
Das hab ich mir schon irgendwie gedacht. Auf der egpu-Hauptseite gibt es auch mehrere Leute, die ein T400 bzw. W500 auf 11.000 gpu score gebracht haben. Die haben auch nur ExpressCard und den 4er Intel Chipsatz.

Hast du auch den Standard-Nvidia-Treiber oder noch per nvam.inf modiviziert? Hast du dir das 1.x Setup für 25 USD angeschafft? Erfahrungen?
 
Hast du auch den Standard-Nvidia-Treiber oder noch per nvam.inf modiviziert? Hast du dir das 1.x Setup für 25 USD angeschafft? Erfahrungen?
Gar nichts. Der Standard Optimus Treiber hat bereits dieses nvam Zeug drinnen, das fällt jetzt also seit der 271er Beta Version oder so weg. Einfach den neusten NVIDIA Treiber von ihrer Seite runterladen und man hat in diesem Bereich schon alles. Immerhin sind wir schon beim 300er angelangt. Und dieses Setup 1.x: Um Ehrlich zu sein ich habe keine Ahnung was das überhaupt sein soll. Da reden die 1000 Worte um nichts zu sagen. Ich habe bis Heute keine vernünftige Beschreibung dafür gefunden.

Ich nutze mein X220i übrigens auch mit einem PE4H v2.4. (deshalb PCIe 1.0)

Vielleicht wird bei dir die Bandbreite nicht optimal genutz? Stell mal im BIOS ExpressCard auf Generation 1. Vielleicht hilft's was. Im Gerätemanager solltest du außerdem diese HDMI Töne der GPU (4 sind's glaub ich) deaktivieren.
 
Zuletzt bearbeitet:
Dann ist dein Performance-Vorsprung wohl deinem Sandy-Bridge-Chipsatz geschuldet, welcher die Performance im Durchschnitt um 1,5x hebt.

Soweit ich das verstanden habe, soll dax 1.x Setup die Integration vereinfachen, wenn es spezieller Fehlermeldungen gibt. Die hab ich aber nicht... ob das ganze dann überhaupt so sinnvoll ist.

Ich habe nämlich auch nichts großartig anders gemacht.

Edit: Ah gut, deine letzten zwei Tipps kannte ich noch gar nicht. ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Dann ist dein Performance-Vorsprung wohl deinem Sandy-Bridge-Chipsatz geschuldet, welcher die Performance im Durchschnitt um 1,5x hebt.
Eben nicht, ich sagte doch gerade dass ich den PE4H und nicht den PE4L habe. Damit habe ich die gleiche Leistung wie ein X200 z.B., da nur PCIe 1.0. Mit dem PE4L würde ich auf etwa 11000 Punkte kommen.
 
Das mit den HMDI-Tönen habe ich gefunden und alle 4 deaktiviert. Einen ExpressCard-Eintrag im Bios mit "Generation1" hab ich nicht. Gerade mal gebencht und von 6125 auf 6188 gegangen.

GPU-Z vermeldet: PCI-E 1.1 x16 @ x1 1.1
 
Zuletzt bearbeitet:
Das mit den HMDI-Tönen habe ich gefunden und alle 4 deaktiviert. Einen ExpressCard-Eintrag im Bios mit "Generation1" hab ich nicht. Gerade mal gebencht und von 6125 auf 6188 gegangen.

GPU-Z vermeldet: PCI-E 1.1 x16 @ x1 1.1
Naja, dann hat's wenigstens ein bisschen was gebracht.
Hast du das neueste BIOS drauf? (besonders wichtig) Und versuch mal nur 2GB RAM zu verwenden bzw. max. 3GB.
 
Neuestes BIOS ist drauf. Ja das mit dem TOLUD-Wert wäre eigentlich auch das letzte, was mir einfällt.

Hier mal ein Auszug: TOLUD.jpg

Ich hab hier noch Einstellungen im BIOS vorgenommen:

- das erste auf PCI Express
- das zweite auf external lcd
- das dritte auf discrete
- das letzte auf disable

So hab ich das ganze zu laufen gebracht. Ist das so überhaupt notwendig?

Das einzigste was noch seien könnte, dass es nicht per Optimus läuft... sonst bin ich mit meinem Latein am Ende.
 
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Bei der Leistungsbewertung liegt hier eine grundsätzliche Verwirrung vor. Die im Startpost zitierten Zahlen sind mit 3DMark06 erzeugt, nicht mit 3DMark Vantage. Da die beiden Programme völlig unterschiedlich benchmarken und die Ergebnisse in keinster Weise vergleichbar sind, sollte man die nicht in Relation setzen.
 
Danke für den Hinweis, aber das war uns schon klar. Ich für meinen Teil beziehe mich bei der Leistungsbewertung auf dier Resultate auf der EGPU-Hauptseite von notebookreview.
 
Mein PE4L 2.1b ist nun nach fast 4 Wochen auch angekommen (Zoll war schuld, http://www.harmonicinversion.com/ kann ich soweit empfehlen. Wurde schnell verschickt + Kontakt klappte auch mit der richtigen Mailadresse) + meine GTX 680 (günstig von einem Kollegen) + Netzteil werde später mal paar Benchmarks testen und berichten. Wobei die ganzen 3DMark-Teile sowieso sehr CPU-abhängig sind oder?
 
Zuletzt bearbeitet:
Nein, das hängt zum Großteil an der Grafikkarte und am Chipsatz. Neue Modelle haben leistungsfähigere Expresscard-Anbindung. Du kannst aber mal den Test machen, wie sich der Wert ändert, indem du die CPU-Leistung künstlich limitierst auf 90% oder 75% oder sowas. Geht mit Windows-Bordmitteln in der Energieverwaltung.
 
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