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:
Ach und ich habe beim x200 2x2GB Ram drin und ja nur die Intelgrafik.
Es sollte ja also kein TOLUD Problem geben oder derartiges. Und das Setup 1.1x brauche ich ja deswegen auch nicht, oder ?

Das mit dem Energiesparmodus und dann anstecken werde ich mal testen.

Kannst du mir noch ein Bild deines Gerätemanagers machen ?
Ich habe da immer ein unerkanntes Gerät drin: "PCI Kommunikationscontroller (einfach)" und der ist mit dem gelben Ausrufezeichen versehen. Falls das bei euch nicht der Fall ist, würde mich interessieren was für einen Treiber da drin steht.

Edit:
Also das mit dem Energiesparmodus funzt nicht.

Aber wieder aufwecken, Expresscard rein (Strom ist dran) und dann im Gerätemanager F5 zum aktualisieren geht.
Die Nvidia Systemsteuerung kann man aber nach wie vor noch nicht öffnen.
 

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Zuletzt bearbeitet:
Der PCI Kommunikationscontroller wird die Intel Management Engine (meist ist der Treiber mit "MEI" oder Management Engine Inferface bezeichnet) sein. Schau mal in der Treibermatrix bei Lenovo nach dem passenden Treiber.

Und dann probier mal bei Nvidia Geforce GT440 im Gerätemanager einen Rechtsklick und dann Treiber aktualisieren. Da lässt du alles automatisch suchen. Tut er dann was?
 
Hat jemand einen Vorschlag für ein kleines platzsparendes Gehäuse für die EGPU? Mich nervt das große ATX Gehäuse langsam an. ^^
 
Ein Karton^^ hab ich zumindest so gemacht, nicht schick aber funktional :thumbup:
 
Ich glaub ich muss die Frage erweitern.. ^^ Hat jemand einen Vorschlag für ein preiswertes kleines platzsparendes schickes Gehäuse für die EGPU?
 
Vielleicht ein NAS Gehäuse, die sind doch recht klein oder? Oder aus Holz selber bauen.
 
Der PCI Kommunikationscontroller wird die Intel Management Engine (meist ist der Treiber mit "MEI" oder Management Engine Inferface bezeichnet) sein. Schau mal in der Treibermatrix bei Lenovo nach dem passenden Treiber.

Und dann probier mal bei Nvidia Geforce GT440 im Gerätemanager einen Rechtsklick und dann Treiber aktualisieren. Da lässt du alles automatisch suchen. Tut er dann was?

War ne gute Idee, aber brachte nicht den Erfolg.

Ich habe alle 3 Treiber von der Lenovo Page installiert, der PCI Kommunikationscontroller ist nun mit Treiber aber das Problem mit der Nvidia Systemsteuerung besteht.

Solangsam bin ich mit meinem Latein am Ende, mir fällt nur ein:
- win7 neu installieren auf ner anderen Platte
- eine andere Karte als die GT440 nehmen (habe aber keine andere GT4xx aufwärts)
- einen anderen Adapter probieren (ich habe den PE4H v2.0a und noch nicht den v2.4, aber die Unterschiede sind laut http://www.hwtools.net/Adapter/PE4H.html ja nur in den LEDs und dem Delay Switch zu finden), aber mit ext. TFT läuft er ja erste Sahne
 
@Oliveron

Ich hatte je gesagt das ich wenn mein X200t kommt ich mich nochmal mit deinem Problem befassen werden. Allerdings will mein X200t mit eine regpu gar nicht. Also booten geht nicht denn da bleibt der Bildschirm schwarz. Also momentan kann ich dir überhaupt nicht helfen
 
Ja genau das habe ich auch, also mit booten geht gar nciht am X200t, und nur per externen Monitor ging es mit nvidia oder ati überhaupt. Am internen ist er dann immer weggeschmiert oder hat sie nciht aktiviert oder was auch immer.
 
,,Das X200 kann per:

-ExpressCard
-Mini PCI-e (WLAN Modul)
-Mini PCI-e (WWAN Modul)
-Mini PCI-e (Turbo Memory Modul)

eine Verbindung mit dem PE4H eingehen. Das ergibt 4x.''

Hat die letzten drei Möglichkeiten denn schonmal jemand ausprobiert - würde mich mal interessieren. :)
 
@antro:
Also bei Dirt 2 in 1280x800 +4x AA hat man:
mit x1: 14,2fps AVG und 12,5fps min
mit x2: 26,3fps AVG und 17,1fps min

Das ist zwar einer der krassesten Unterschiede, aber man kann es nicht einfach unter den Teppich kehren.

Die Sache ist nur:
Wenn man anfängt Bodenplatten (oder im Thinkpad gar Tastaturen) entfernen zu müssen und das Gerät halb zerlegt ist hat man damit die Existenzberechtigung einer solchen eGPU ad absurdum geführt.
Das Notebook ist dann nicht mehr mobil und der Kostenaufwand ist viel zu groß.
Ein schnelles gebrauchtes ITX System kostet doch nur ca. 150€ und taugt viel mehr für sowas.

Und nur weil man dann kein zweites OS braucht sowie Daten synchronisieren muss ist eine Ausführung mit mehreren PCI Express Links eben trotzdem nicht praxistauglich.
 
Zuletzt bearbeitet:
Das ist ja aber nur der Steigerungsfaktor.
Kommt mir für Dirt2 aber auch etwas wenig vor bei der recht geringen Auflösung.

Wenn man aber Antialiasing deaktiviert kommt man vielleicht ü30.
 
Da ich immer noch kein kleines Gehäuse gefunden habe, hab ich mir mal was gebastelt, für 20€ Holz gekauft und los ging es :D
Und so übel sieht es gar nicht mal aus^^

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Ich würde sagen, das lohnt sich nicht... Lieber selber eins bauen oder ein PC Gehäuse nehmen, kostet wahrscheinlich nicht mal die Hälfte.
 
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