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:
Dann schau mal nach der Temp. Der Lüfter kann evtl nicht mehr schneller und die Karte bekommt keine Frischluft mehr. Hast du sonst i-welche Lüfter im Gehäuse?
 
Um was für ein Netzteil handelt es sich? Bitte Hersteller- und Ampereangaben posten. Ich würde spontan auch auf ein Hitzeproblem des Netzteils tippen. Falls es irgendein Noname Ding ist, hat es höshtwahrscheinlich keine Lüftersteuerung, weshalb du die erhöhte Temperatur nicht mitbekommst. Wenn es wirklich ein Noname Netzteil ist, ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, dass die Leistungsangaben auf dem Netzteil völlig übertrieben sind.
Ein Überhitzen des eGPU halte ich für unwahrscheinlich, da diese ab einer bestimmten Temperatur einfach anfangen zu throttlen.
 
Netzteil ist LC Power also Noname. Habe das Set hier aus dem Forum und es lief ja auch die ganze zeit vernünftig oO

Das mit der Lüftersteuerung des Netzteils könnte sein.. Das Gehäuse ist bis auf Netzteil und Grafikkarte leer.
 
Das Problem hatte ich auch, bei mir lag es an einem Hitzestau unter der Grafikkarte. Mit einer kleinen Kontruktion und einem guten Gehäuselüfter ist alles im grünen Bereich!

Das LC Power hab ich auch (geschenkt bekommen... :) ). Bei mir reicht das für die GTX 560 AMP!
 
So, jetzt habe ich ein neues Problem:

Habe die eGPU in ein PC Gehäuse verfrachtet. Nun geht sie nach einer Zeit (ca.10-15min) Spielen einfach aus und der Monitor wird schwarz. Netzteil geht auch aus anscheinend. Muss dann das Netzteil für einige Sekunden komplett vom Netz trennen bevor es wieder anläuft. (Schalter am Netzteil an aus reicht nicht).

Was geht da vor? oO

Das spricht eigentlich sehr stark für die Kurzschluss-/Überlastsicherung des Netzteils. Bei den Netzteilen, wo ich dies bisher hatte, hört man ein leises knistern dieser Sicherung so lange sie aktiv trennt. Wenn man das Netzteil dann abstöpselt, wird das knistern leiser und verschwindet. Wenn es verschwunden ist, kann man es wieder anstöpseln und es geht wieder. Das sind zwar schon uralte Netzteile, aber ich könnte mir vorstellen, dass es immer noch genau so ist.
 
Das muss ein wirklich uraltes Netzteil sein, wenn die Sicherung schon knistert :eek:
Nein, Spaß beiseite, eine Sicherung, die aktiv trennt, existiert in keinem ATX Netzteil das ich kenne. Überstromschutz wird mit einem Shunt pro Spannungschiene realisiert, mit welchem der Stom auf dieser Schiene gemessen wird. Übersteigt dieser einen best. Wert, schaltet das Netzteil einfach ab. Viele Netzteile müssen danach komplett vom Netz getrennt werden, da der Überwachungschip (z.B. PS223) über die Standbyversorgung mit Spannung versorg wird und den Reset aufrecht erhält. Dadurch lassen sich viele Netzteile nicht vor dem kompletten Trennen vom Netz wieder einschalten.
Das komische ist aber, dass das Netzteil erst nach ca. 15 Minuten abschaltet. Eine Überstromabschaltung kann aber jederzeit geschehen, weshalb ich auf ein Temperaturproblem tippen würde. Wobei das bei einem älteren LC-Power Netzteil schwer zu sagen ist, da wahrscheinlich kaum Sicherungsmaßnahmen verbaut sind (kein Überwachungschip).
 
Also Überlastung können wir ausschließen, die Anordnung lief ja ausserhalb des Gehäuses ohne Probleme.

Nur ein NT und eine Grafikkarte ohne weiter Gehäuselüfter? da ist der Hitzestau vorprogrammiert, wenn die Warme Luft nicht abgesaugt werden kann. Mein A+ Windtunnel erreicht im inneren manchmal 32° und ich hab 2x250mm und 2 120mm Lüfter die Reinpusten, aus allen Öffnungen pfeift es schon. Die Graffikkarte wird gut 80°C heiß, die CPU 40°C, das NT kommt dazu, dann der Chipsatz, Festplatten etc pp. Hier sind es nur Grafikkarte und NT, aber die Luft staut sich, da machen bei manchen NTs 10°C mehr oder weniger viel aus, wenn sie alleine ihre Abluft und die der GraKa rauspusten müssen
 
Ganz klar Hitze.... wie gesagt, bei mir ist ein starker 80er Gehäuselüfter, der direkt nur die Grafikkarte anpustet --> max 70° beim zocken und Lüfter der Karte dreht mit gemütlichen 40% .... der regelt noch nicht mal hoch.

Allerdings geht das erst, seid dem ich ein "Luftleitblech" (aus Pappe :P ) gemacht habe, was den oberen Teil der Luft des Lüfters nach unten drückt (Graka hängt in der mitte des flach stehenden Gehäuses)... Die Graka wurde unten rum einfach zu warm und oben rum erfüllen die Lüfter selbst ihren Zweck.

Was ist das überhaupt für ein Gehäuse?
 
Mit 2 neuen Gehäuselüftern scheint das Problem gelöst.. dafür klingt es nun wie ein vorbeifliegendes Flugzeug.
Muss die also noch etwas umplatzieren ^^

Das Gehäuse ist ein kleiner ATX Tower.
 
Doppelpost, aber sonst wird ja niemand benachrichtigt.

Es ist gerade wieder ausgegangen. GPU Temp war 46° und nur 2d betrieb. Das Netzteil ist dann definitiv aus.

Verändert von dem gekauften und außerhalb des Gehäuse laufenden Sets habe ich vor dem Einbau nur die Isolierung (Die hälfte der Kabel war abgeschnitten und einmal Panzertape drum. Habe nun jedes einzelne Kabel einzeln isoliert sowie Power-On per lüsterklemme anstatt per Klebeband mit Masse verbunden.

Jetzt bin ich ratlos..
 
Möglicherweise hat sich das Netzteil verabschiedet, nachdem du angefangen hast es zu benutzen. Falls du dich traust es aufzuschrauben, um nach aufgeblähten/geplatzen Kondensatoren zu suchen, könntest du eine Fehlerquelle ausschließen. Hast du zum Testen kein anderes Netzteil zur Hand?
 
Es geht ja.. nur irgendwie aus nach einer Weile oO

Habe keines.. will aber auch nicht da noch mehr Geld reinstecken. :/

Es muss doch so irgendeine Lösung geben die total auf der Hand liegt und nicht mit weiteren Kosten verbunden ist ^_^

Kann es sein das mehr als nur Grün und Schwarz verbunden sein müssen?
 
Zuletzt bearbeitet:
Kann es sein das mehr als nur Grün und Schwarz verbunden sein müssen?

Nein! Die beiden reichen!

Was für ein Netzteil hast du denn? Gib mal die genaue Nummer durch, ich hab ja auch ein LC, womit es funktioniert.

Also es ist so ein ganz normaler Desktop-Tower 0815.... oder?!....
 
Aufgrund von Faulheit:

IMG_20120907_193727.jpgIMG_20120907_193735.jpg

Grafikkarte ist halt noch die radeon hd 6770..
Aber an sich hat es ja funktioniert :/
 
Naja, wenn man den Platz hat...:rolleyes::thumbup:
Wenn ich mir die Grafikkarte zusammengespart hab, hab ich ehrlich gesagt vor, ein möglichst kleines Gehäuse zu bauen, so etwas in 3,5Zoll-Größe...
 
ich hab jetzt mal meine GTX 470 ans T410 angeschlossen:
http://www.3dmark.com/3dmv/4280601

7500Pkt in 3D Mark Vantage, mit meiner GTX am x200 hatte ich bei 3DMark06 11k Pkt, Vantage bewertet anders, ist das nun gut oder nicht? :D

Jetzt kommen morgen hofftl die 8GB Ram rein und dann läuft das zocken auf der internen auch besser :)
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich werde mir nun ein neues Netzteil kaufen in der Hoffnung, dass es an meiner Isolieraktion liegt.

Edit: Multimeter sagt das das alte Netzteil unter 9Volt ging unter last. Ohne Last kam es auf 11,4.
Das neue Netzteil geht unter Last nicht unter 11,5. Tja. War einfach das Netzteil hin
 
Zuletzt bearbeitet:
Okay, dann hast du den Fehler ja schon gefunden, bin noch nicht dazu gekommen nach meinem Netzteil zu schauen.

Meins geht bei Last auch von 11,86V auf 11,4V das hat man vor allem bei meinem alten Lüfter gehort, da immer ziemlich geschwankt hat.

Läuft dein System jetzt also auch... Perfekt :)
 
Ich werde mir nun ein neues Netzteil kaufen in der Hoffnung, dass es an meiner Isolieraktion liegt.

Edit: Multimeter sagt das das alte Netzteil unter 9Volt ging unter last. Ohne Last kam es auf 11,4.
Das neue Netzteil geht unter Last nicht unter 11,5. Tja. War einfach das Netzteil hin

Ich hole nochmal meinen Beitrag hervor von der Problembeschreibung vorher...
Das spricht eigentlich sehr stark für die Kurzschluss-/Überlastsicherung des Netzteils.
;)
 
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