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:
Ja, das fand ich auch toll, muss wohl sagenhaft Energiesparend sein, das Ding...:cool:
 
Das ist allerdings komisch, ist mir garnicht aufgefallen, aber wenn es interessiert:
Core-Takt: 985Mhz
Speicher-Takt: 2250Mhz
 
Hallo alle zusammen.

Will mich aber mal gerne dazu gesellen und euch meine Erfahrung zum Thema E-GPU mitteilen.
Ich habe mir zu meinem X220i eine EGPU Lösung gebastelt, das ganze war vor allem ein Bastelprojekt und die dauerhafte Benutzung stand bei mir nicht im Vordergrund.

Als ich Gestern mal wieder etwas Zeit hatte hab ich das komplette Setup gebencht und die Ergebnisse zusammengefasst. Außerdem sind ein paar Videos dabei auf den ihr FPS und Einstellungen in ein paar Spielen seht. (Videoqualität misst, da nur Handycam vorhanden)

Die Installation war ultra Simple beim X220i
-Laptop anschalten
-E-GPU anschalten
-E-GPU einstecken und erkennen lassen
-Treiber installieren (http://forum.notebookreview.com/e-gp...ml#post6542661)
-Laptop neu starten
-freuen

Hier mal meine Ergebnisse:
http://imageshack.us/photo/my-images...rtendaten.jpg/
Video:
http://youtu.be/xATx6dgKgQA

Laptop:
Lenovo X220i
i3-2310M 2,1 Ghz
8 GB Kingston Ram
128 GB Intel SSD

Grafikkarte:
Nvidia GTX 560 ti
1 GB Grafikspeicher
Standard-Takt
Accelarator TwinTurbo Pro Arctic Cooling

Monitor:
Samsung Syncmaster 206BW
angeschlossen an Dockingstation

Benchmark:
Grafikkarte
Captiva GTX 560TI 1GB
Kühler Accelarator TwinTurbo Pro Arctic Cooling

Benchmark ergebnisse

3d Vantage
P11123 3D Marks
14233 GRAPHICS SCORE
http://imageshack.us/photo/my-images...dvantagej.jpg/

3D Mark 11
P3588 3D Marks
3950 GRAPHICS SCORE
http://imageshack.us/photo/my-images/822/3dmark11c.jpg/

3D Mark 06
12213 3D Marks
5391 SM 2.0 Score
6316 HDR / SM 3.0 Score
http://imageshack.us/photo/my-images/11/3dmark06l.jpg/

Heaven
1149 Score
45,6 FPS
8,4 Min FPS
99,8 Max FPS
http://imageshack.us/photo/my-images/41/heavenct.jpg/

Devil May Cry
77,40 Average FPS
78,38 Scene 1
78,05 Scene 2
77,04 Scene 3
76,13 Scene 4
http://imageshack.us/photo/my-images...ilmaycryk.jpg/

Resident Evil
61,6 FPS
http://imageshack.us/photo/my-images...entevilch.jpg/

Call of Duty Video:
http://youtu.be/0rNfByKfO0U

Diablo 3 Video:
http://youtu.be/SjmKA_0D1ao

Torchlight 2 Video
http://youtu.be/POVvOPV0qJ4

Das Projekt ist für mich jetzt abgeschlossen und die E-GPU kommt wieder weg, falls ihr Interesse an Komponenten habt einfach melden. Auch bei Fragen helfe ich gern weiter. Bitte aber nur im Thread oder per Mail MonWinTen@gmail.com

Viel Spaß bei eurer E-GPU
 
Dit nenn ich ja mal nen spannendes Thema. Ich muss zu meiner Schande zugeben, dass ich mir jetzt nicht alle 130 Seiten durchgelesen habe. Das einzige was mich gerade von einer direkten Umsetzung noch abhält, ist die Tatsache, dass der Adapter ja auch schon wieder 100 Euronen kostet für nen Projekt dessen Sinn und Zweck ja doch noch anzuzweifeln ist (vorallem weil ich jetzt nicht gerade häufig zocken würde, wenns der Rechner denn mitmachen würde).

Dan lese ich hier noch viel von 8GB Ram? Ich dachte ja schon ich würde meine 4 niemals ausnutzen, aber macht es zum zocken allen ernstes Sinn auf 8 aufzurüsten? Klar das die "GPU" da was von abzwackt, aber in meiner Welt sind 4GB irgendwie sau viel. Oder lieg ich falsch und das ist einfach nich genug? Momentan laggen ja selbst spielereien wie CounterStrike bei mir (T410s mit 4GB Ram und nem i5 520M).

Bei Schilling ist ja auch schon nen anderer Adapter zu sehen, gibts da mittlerweile mehrere Entdeckungen die dafür geeignet sind? Darf man hier noch nach ner Liste der möglichen Adapter anfragen ohne gesteinigt zu werden?

@ Schillig: Was würdeste denn für den Adapter haben wollen (Grafikkarte ist schon da) bzw. steht der Adapter dem von HWTools Adapter den Elerei benutzt hat irgendwie nach?
 
Zuletzt bearbeitet:
Kommt ja durch die Expresscard eh nur einfach durch oder? Sowas wie ne Europaeische Loesung gibts da nicht rein zufaellig oder? Wobei die wahrscheinlich auch gleich doppelt so teuer waere ....
 
Kommt ja durch die Expresscard eh nur einfach durch oder? Sowas wie ne Europaeische Loesung gibts da nicht rein zufaellig oder? Wobei die wahrscheinlich auch gleich doppelt so teuer waere ....

Nein gibt es nicht. Der PE4L (2.1) unterstützt PCI Express 2.0, was einer doppelten Anbindung gleicht.
 
Genau. Also 500MB/s in beide Richtungen statt den üblichen 250MB/s. Es ist zwar eine 1x Anbindung, aber sie stellt den gleichen Datendurchsatz wie eine 2x Bindung zur Verfügung. Dazu braucht man aber mindestens Sandy-Bridge. Ivy-Bridge hat sogar schon PCI Express 3.0, was einer 4x Bindung gleicht. (1GB/s)
 
Genau. Also 500MB/s in beide Richtungen statt den üblichen 250MB/s. Es ist zwar eine 1x Anbindung, aber sie stellt den gleichen Datendurchsatz wie eine 2x Bindung zur Verfügung. Dazu braucht man aber mindestens Sandy-Bridge. Ivy-Bridge hat sogar schon PCI Express 3.0, was einer 4x Bindung gleicht. (1GB/s)

Allerdings gibt es noch keinen PE4L/H Adapter der PCI Express 3.0 kann !?
 
Allerdings gibt es noch keinen PE4L/H Adapter der PCI Express 3.0 kann !?
Nein, das leider nicht. Den PE4H gibt es noch nicht einmal mit PCI Express 2.0, das kann zur Zeit wie schon gesagt nur der PE4L. Wir werden uns noch eine Weile gedulden müssen.
 
Hey also der Adapter ist leider schon reserviert.

Aber jetzt erst mal zum PCIe3.0 laut aussagen von BPlus auf der Computex 2012 soll der PE4L 2.1b denn 3.0 er Standard schon erreichen.
Quellennachweis:
http://forum.notebookreview.com/e-g...scussion/418851-diy-egpu-experiences-403.html
Eintrag vom 5-22-2012

und
http://forum.notebookreview.com/e-g...lt-egpu-solution-available-8.html#post8591454

Der H Adapter macht nur sinn wenn man mehr als einen Port abgreifen kann. Bei SB müsste man sogar mindestens 4 abgreifen das der momentane H Adapter überhaupt mehr Bandbreite gibt.
 
Der H Adapter macht nur sinn wenn man mehr als einen Port abgreifen kann. Bei SB müsste man sogar mindestens 4 abgreifen das der momentane H Adapter überhaupt mehr Bandbreite gibt.
Angeblich soll es bald einen neuen geben der auch PCI Express 2.0 kann. Ich habe aber noch nichts gesehen.
Aber jetzt erst mal zum PCIe3.0 laut aussagen von BPlus auf der Computex 2012 soll der PE4L 2.1b denn 3.0 er Standard schon erreichen.
Laut HWTools ist maximal 2.0 drinnen. Es wäre wohl interessant zu sehen, ob das wirklich stimmt mit dem 3.0. "Leider" habe ich ein X220i und den PE4H, daher wird das wohl ein anderer machen müssen.
 
btw,... der adapter macht ja nicht nur für eGPU sinn... eine sata Raidkarte oder eine Soundkarte passen da auch sehr schön rein ^^
 
Schon, aber mit Dolby braucht man doch eh keine Soundkarte mehr.
 
Das Problem wenn man keine Grafikkarte betreiben will ist, dass es dann natürlich auch keine Optimus Unterstützung und damit höhere Durchsatzleistung durch Komprimierung mehr gibt.
 
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