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:
Hab gerade gesehen , dass an dem Adapter noch ein USB-Slot dran ist. USB 3.0 ist der aber leider nicht oder ?
 
Nein, nur USB 2.0. Da wird wohl nur der USB Anschluss des interne mPCIE Ports nach außen geführt.
 
Ist den folgendes Szeneraio möglich?

Notebook : X220T mit I5 Sandy_Bridge
Monitor Setup :
- 2x 20" 4:3 an EGPU-nvidia
+ interner Tabletdisplay + einen weiteren 20" 4:3 an Notebook via VGA/Displayport direkt oder gar an der MiniDock.

Daher 4 Bildschirme simultan mit unterschiedlichen Content anzusteuern
 
So,

ich habe jetzt meine GTX 770 mit PE4L 2.1b. Funktioniert Problemlos, allerdings nur mit 8GB nicht mit 16GB Ram :/
Kann ich irgendwie feststellen ob ich NVIDIA optimus aktiviert habe?
Ich habe gelesen, dass aktuelle NVIDIA treiber bei einem PCIe 1x link automatisch die Daten komprimiert an die Graka schicken. Stimmt das?

Gruß,

weelkin
 
Hallo, habe mir letzte Woche eine externe Grafikkarte via PE4L-EC060A V2.1b an mein X220i angeschlossen. Nachdem ich das Notebook neu aufgesetzt habe und alle Treiber installiert habe funktionierte es endlich.
Als Grafikkarte habe ich mich für eine Radeon R7 260X mit 2GB entschieden, wegen des passenden Preisleistungsverhältnisses.
Nach ca einer Stunde hängt sich das Notebook immer komplett auf und ich muss es mit gewallt Neustarten.

Habt Ihr eine Idee woran das liegen könnte?

Mit freundlichsten Grüßen

Esel
 
Hallo zusammen,
ich habe bereits eine Externe Grafikkarte erfolgreich an meinem Lenovo R400 laufen.

Jetzt möchte ich mir gerne ein Lenovo Yoga 2 Pro (i5 oder i7) besorgen. Soweit ich informiert bin hat es ebenfalls ein Kartenlesegerät und eine 4400 Grafikkarte integriert.

Was meint ihr kann ich beim Yoga ebenfalls eine externe Grafikkarte laufen lassen?

Für eine Antwort wäre ich sehr dankbar.


Grüße,
Michael
 
das yoga2 hat einen expresscardschacht? sicher? also ich seh da keinen auf den bildern...
 
Hallo,
stimmt entschuldigt bitte, er hat wohl nur ein Kartenlesegerät.

Das bedeutet also, das es beim Yoga 2 keine Möglichkeit gibt eine externe Grafikkarte anzuschließen?


Grüße,
Michael
 
Hallo,
Vielen Dank für die rasche Antwort.


Man, das nervt vielleicht...ist vielleicht ein neues Gerät in Richtung Yoga mit expresscard Schacht in Planung ?

Finde die Idee von Laptop und Tablet in einem genial aber auch die externe Grafikkarte war ein super Feature.



Grüße,
Michael
 
Hi,

Danke für deine Antwort.

So wie ich das jetzt verstanden habe ist thunderbold eine neue Schnittstelle (quasi wie usb?), also ein neuer Standart, welcher nicht Nachrüstbar ist.

Meinst du ich soll dann lieber warten?

Mir gefällt das Joga 2 Pro wirklich gut, aber diese bescheidene Grafikkarte....


Grüße,
Michael
 
Ich habe mir eine GTX 550 entsprechend der Anleitung an mein ThinkPad angeschlossen, und auf den ersten Blick scheint auch alles zu funktionieren. Es wurde automatisch ein 284MB großer Treiber heruntergeladen und danach funktionierten sofort alle externen Bildschirme (An die GPU lassen sich ein VGA und ein DVI-Monitor anschließen, was ich auch getan habe). Der ThinkPad LCD funktionierte ebenfalls als dritter Bildschirm, alles soweit so gut. Nur beim Ausführen einer grafisch komplexen Anwendung wurden die externen Bildschirme leicht rosa und zeigten kein Bild mehr an. Der LCD fror stumpf ein und auch das Deaktivieren des ThinkPad LCD oder das Abstecken eines externen Bildschirms funktionierten nicht. Als ThinkPad fungiert ein T410 mit NVS3100 OHNE Optimus. nVidia Treiber ist 332.21. Im BIOS lässt sich auch nichts wirklich umschalten was mir weiterhelfen würde. Das Netzteil hat genug Leistung um die GPU anzutreiben, da ich das Netzteil mit der GPU auch in einem Desktoprechner erfolgreich und problemfrei betrieben habe.

Ich freue mich über Ideen und Anregungen zur Problemlösung
 
Hmm klingt so als wolle er trotzdem bei Grafik von Intel auf nvidia switchen. Eventuell kannst du das über den nvidia Treiber sehen welche karte/ob die nvidia Karte aktiv ist. Ich würde glaube ich nochmal nvidia und Intel Treiber deinstallieren und dann erst den nvidia und dann den Intel Treiber (besser mit optimus) installieren. Auf jeden Fall viel Erfolg. (kannst auch mal im hardwaremanager den Intel Chip deaktivieren und neustarten, mal sehen was er da macht)
 
Hallo Toastmeister,


Allenfalls wäre es noch von Vorteil, wenn du erwähnen könntest, welches Betriebssystem du verwendest, ich nehme mal an, dass es sich um Windows handelt.

Die Ansonsten könnte noch die Frage sein, wie genau die Treibersituation bei dir im Moment genau aussieht. Ich verstehe deinen Beitrag so, dass du im Moment ja zwei NVIDIA GPUs verwendest, eine NVS 3100 im T410 und eine GTX 550. So stellt sich die Frage, für welche der GPUs der erwähnte NVIDIA-Treiber 332.21 ist, also ob das der Treiber für die NVS3100 oder der Treiber für die GTX550.


Falls es der Treiber für die NV S3100 ist, könnte es sein, dass Windows für die GTX 550 einen Standard-Treiber installiert hat. Überprüfen kannst du das im "Geräte-Manager". Falls unter "Grafikkarte" ein Eintrag wie "VGA-Standardgrafikkarte" steht, müsstest du wohl noch einen Treiber für die GTX 550 nachinstallieren.

Mangels spezifischer Kenntnisse kann ich dir nicht sagen, ob du dabei etwas bestimmtes beachten musst. Allerdings wird im ersten Beitrag geraten, den Treiber manuell zu installieren. Dazu musst du zuerst den aktuellen Treiber von der NVIDIA-Homepage runterladen und dann entpacken (aber nicht gleich installieren). Die Installation geht dann über den Geräte-Manager per Rechtsklick auf den Eintrag der Grafikkarte, dann wählst du "Treibersoftware aktualisieren...". Anschliessend nimmst du die untere Option ("Auf dem Computer nach Treibersoftware suchen"), dann kannst über den "Durchsuchen"-Knopf zum entpackten Ordner mit dem Treiber navigieren und diesen installieren.

Allenfalls wäre es auch ganz allgemein eine Idee, den aktuellsten Treiber zu installieren, auch wenn schon ein NIVDIA-Treiber für die GTX 550 installiert ist.

Leider kann ich dir aber nicht sagen, ob es durch die Installation eines Treibers für die GTX 550 zu irgendwelchen Problemen mit der verbauten NVS 3100 kommen kann. Im ersten Beitrag ist jedenfalls erwähnt, dass es nicht sinnvoll ist eine AMD-GPU als eGPU zu verwenden, wenn schon eine AMD-GPU verbaut ist. Bezüglich NVIDIA-GPUs steht, dass nicht klar sei, ob es Probleme geben kann.
 
Eine Intel GPU habe ich zwar, aber die ist hardwareseitig deaktiviert und nicht per BIOS aktivierbar. Daran sollte es also nicht liegen. Ich habe in der Tat Windows 7 Professional 64 Bit - die GTX550 wurde NICHT als Standard VGA GPU erkannt, sondern der nVidia Treiber wurde automatisch installiert, in der nVidia Systemsteuerungen wurden mir beide GPUs angezeigt, es ließen sich auch Einstellungen für beide verändern, und die Vorschau für die Grafikqualität (Das sich drehende nVidia Logo) wurde auch ordentlich gerendert.

Mittlerweile
habe ich die Treiber für die GTX550 gelöscht und die GPU erneut suchen lassen, und siehe da, sie wurde als Standard VGA GPU erkannt. Ich habe dann manuell den 344.11 Treiber installiert, die GPU wird auch erkannt und Windows fordert mich zum Reboot auf - allerdings erkennt die GTX550 (noch) keinen Bildschirm. Die nVidia Systemsteuerung ist jetzt ebenfalls auf Version 344.11, erkennt jedoch keine GPU, sondern zeigt mir nur an, welche Systemdateien was in der Grafik regeln (nVidia Systemsteuerung => Systeminfo => Komponenten).

Ich werde jetzt den Rechner rebooten, was dann passiert folgt in einem späteren Post. Falls ich das noch nicht erwähnt habe, das ThinkPad steht in einer Dockingstation, auch wenn es ohne Dock bis jetzt auch noch nicht richtig funktionierte.
 
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