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:
meinte doch expresscard 34 :)

wie viel sind ein "paar Seiten"? hab keine lust 148 seiten zu lesen :rolleyes:
 
die fragen wurden leider nicht auf den ersten 10 seiten beantwortet.
wenn ich eine Nvidia nehme, beispielsweise ne 460 Ti oder so, könnte ich die mit der internen Intel 4500mhd per optimus nutzen?
 
Klar, für Optimus braucht man eine Intel 4500HD, GMA HD, GMA HD 3000 oder GMA HD 4000 und dazu eine Graka der mindestens 1. Fermi Generation.
 
ah okay. aber ich sollte schon den langen adapter nehmen, oder?

edit: hab gelesen der PE4H soll kein PCIe 2.0 unterstützen, der PE4L schon?

der PE4L hat aber nur 4x PCI-E und der PE4H aber 16x?

welchen soll ich nehmen?

mit Optimus: muss ich dann einen externen monitor anschliessen oder kann ich dann auch über den internen zocken?
 
Zuletzt bearbeitet:
Man kann imho auch über den Internen zocken, hat dann aber die halbe Leistung weil die Daten nicht nur zur Grafikkarte sondern über den Bus auch wieder zurück müssen.

Vorteil: Beim Internen kannste möglicherweise ohne objektiv sichtbare Verluste die Auflösung verringern was wieder der Leistung zu Gute kommt.

Frage: Brauchst du überhaupt PCIe 2.0 wenn der Anschluss am Notebook nichtmal die Spezifikation von PCIe 1.0 voll ausschöpft?


Ich für meinen Teil bin von der Lösung wieder abgerückt.
1. will ich den Kabelsalat nicht auf dem Tisch haben
2. Habe ich mir für 300€ ein itx-system zugelegt was deutlich mehr Leistung bietet und einfacher aufzurüsten ist.
3. War mir das ganze zu unsicher in der Handhabung. Mal konnte ich die Karte auswerfen, mal ist Windows dabei abgestürzt.
Das Einstecken und einschalten der Karte (inkl. automatischer Monitorumschaltung) hat zu Beginn ganz simpel funktioniert. Nachdem ich wegen eines Problems dann den Intel Grafiktreiber geupdated hatte ging das nicht mehr.
Zum Aktivieren und Deaktivieren der externen Grafik musste ich das System jedesmal neustarten.

Das war mir irgendwann einfach zu "bastelmäßig"
 
Zuletzt bearbeitet:
@Pommbär

Es kommt auch stark darauf an wie du die Sache angehst.

zu 1. Mit einem schönen eselbst gebastelten Gehäuse ist der Kabelsalat nahezu bei 0
zu 3. Auswerfen geht bei meinen X230 im Betrieb ohne Probleme auch das wieder anstecken geht reibungslos wenn man in "Energie Sparen" wechselt. Das einzige was bei den Lenovos nervt ist das die eGPU beim start laufen muss damit der TOLUD angepasst wird.
 
Moin moin,

bin euch ja noch Bilder schuldig :P

Da ich eh grad welche gemacht habe (wegen Verkauf), hier noch die Bilder von meiner "Konstruktion" :)
 

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Na dich natürlicn :D.
Sind ja nur Fotos vom Grafikkartenkühler und dem Gehäuse, aber intressant ist doch wie es innen ausschaut, die technische Umsetzung eben.
 
Na denn :)

Nachdem ich es komplett von den Innereien befreit habe, habe ich es wie folgt neu aufsetzt:

Hinten links das Netzteil, zieht Luft durch ein Loch unten im Boden des Gehäuses.

Vorne links unter dem DVD-Laufwerk liegen die Kabel schön zusammen gepackt. Kabel zur Expresskarte durch das Frontcover gelegt.

An der Front die beiden Kippschalter:
(1) zum Einschalten der eGPU/ Netzteil
(2) war zum Einschalten eines Lüftes, ist aber mit Einbau des temperaturgesteuerten Lüfters hinfällig geworden.

Dann hinten rechts natürlich die Grafikkarte, die hinten am Gehäuse befestigt ist und auf "Kunststofftürmchen" steht, ist also relativ mittig im Gehäuse fest.

Vorne rechts ist ein temp. gesteuerter Arctic Cooling 92mm, der die Grafikkarte oben und unten mit Firschluft versorgt.

An der Grafikkarte hängt dann noch der PE4L.

Alles mit Strom versorgt. Fertig.

Wenn Ihr noch fragen habt, immer her damit.

Viele Grüße,

Antro
 

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Ich habe mal eine Frage:

Ich bsitze ein X200. Das verfügt über kein Displayport bzw. HDMI Ausgang.
Ist es nun möglich über das hier beschriebene Prinzip dennoch einen Full-HD Bildschirm mit entsprechender Signalqualität zu betreiben?
Ich stelle mir das so vor:
Den Bildschirm nicht an den VGA-Port (den hat das x200) anschließen, sondern an die externe PCIe-Grafikkarte?

Ich hoffe das passt hier rein und ist nicht selbsterklärend. :)
 
Ich habe mal eine Frage:

Ich bsitze ein X200. Das verfügt über kein Displayport bzw. HDMI Ausgang.
Ist es nun möglich über das hier beschriebene Prinzip dennoch einen Full-HD Bildschirm mit entsprechender Signalqualität zu betreiben?
Ich stelle mir das so vor:
Den Bildschirm nicht an den VGA-Port (den hat das x200) anschließen, sondern an die externe PCIe-Grafikkarte?

Ich hoffe das passt hier rein und ist nicht selbsterklärend. :)


Kauf dir die Ultrabase. Die hat DisplayPort.
 
VGA kann die Auflösung ansteuern, jedoch womöglich nicht in der von Dir gewünschten Qualität.

Wenn Du einen DisplayPort willst, brauchst Du keine eGPU, dafür reicht auch die UltraBase, die hat nämlich einen.

EDIT: Dieser Laberkopf war schneller :D
 
Ja!

edit: klar, wenns rein um den Anschluss von Full-HD geht... Dockingstation.

Die eGPU hat ja noch weitere Vorteile :P
 
Zuletzt bearbeitet:
Mein Überlegung war, ob ich die Ultrabase nicht einsparen kann.
Denn wenn ein Monitor auch über die eGPU läuft, wäre das die Möglichkeit zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen.

LG
 
Und was bringt es, noch eine eGPU zu haben? Benötigst Du die Grafikleistung?
 
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