что такое внешняя видеокарта
Внешняя видеокарта — что это и зачем нужна
Если к компьютеру физически нельзя подключить видеокарту (нет полноценного PCIe-порта), но, например, хочется поиграть или видюха нужна для монтажа и рендеринга, выход есть – внешняя видеокарта.
Внешние видеокарты используют в основном в ноутбуках с интегрированной видеокартой. При этом, подключение самой видеокарты можно осуществить следующим образом:
Но возникает вопрос: «Как происходит подключение внешней видеокарты?». Процесс это не такой простой как кажется на первый взгляд, но вооружившись необходимой полезной информацией все получится.
Высокая скорость – видеоадаптеру
Возможность работать на высокой скорости была разработана и установлена аппаратным интерфейсом Thunderbolt от компании Apple, чтобы подключать периферийные устройства, которые работают по принципу «ввода — вывода» данных на высокой скорости. Последовательность подключения нескольких устройств дает возможность функционировать в то время, как скорость будет достигать до 10 Гбит
сек. Оптический интерфейс способен увеличить способность пропуска в два раза.
Элемент, в котором размещена внешняя видеокарта подключается между портом ноутбука и экрана и осуществляет обмен информацией.
Рассмотрим несколько моделей устройств:
Из всех рассмотренных моделей найти на отечественных рынках можно только BizonBOX 2, но стоимость такой аппаратуры деже без видеокарты весьма высока. Стоит отметить, что помимо этих моделей есть неплохие станции MSI (работает только с моделью ноутбука MSI Shadow) и Dell Alienware Graphics Amplifier (подходит не для всех моделей ноутбуков).
Внешняя видеокарта: «за» и «против»
Главным преимуществом можно назвать то, что отсутствуют какие – либо ограничения для видеоадаптера. Кроме того, положительно, что обмен информацией между ПК и прибором не знает проблем со скоростью и весь процесс осуществляется достаточно быстро. Mac OS, операционная система, способна сама обнаружить видеоадаптер, без предварительных настроек. USB видеокарта мобильного гаджета никак не относится к процессу, происходящему на мониторе, который подключается дополнительно. Об этом свидетельствует бесшумная работа ноутбука в то время, как запущена видеоигра.
Одним из недостатков, с которым могут столкнуться пользователи, отдавшие предпочтение видеоадаптеру, это чрезмерный расход энергии. Потребление превышает показатель в 200 ватт. По этой причине ничего не остается, как купить блок питания, который будет отличаться более высокой мощностью. Как источник энергии для видеоадаптера, можно использовать любого типа блок питания, мощность которого не меньше, чем 200 ватт.
Определившись с преимуществами и недостатками различных способов подключения, узнав, как переключается внешняя видеокарта на встроенную, только тогда можно начать реализовывать свои планы.
Прежде всего, следует остановить свой выбор на наиболее подходящем адаптере, а после этого заняться выбором нужных устройств. Только такой алгоритм действий исключит необходимость покупать блок питания.
Expresscard — оптимальный вариант
Expresscard присутствует в большинстве моделей мобильных компьютеров. Этот интерфейс необходим для того, чтобы опционально подключать всевозможные мультимедийные устройства, включая ТВ- тюнер, плату видеозахвата, модем и другие подобные приборы. По этой причине производителям стал интересен вопрос использования этого разъема, чтобы подключить внешний видеоадаптер.
Подключение внешней видеокарты становится возможным благодаря приспособлению, называющемуся EXP GDX eGPU. Кроме Expresscard, комплект предусматривает наличие интерфейсного приемника, позволяющего установить видеоадаптер, а также блока питания и кабелей, которые необходимы для подключения. Удобство и доступная цена подобного комплекта подойдут как самый приемлемый и оптимальный вариант, который может себе позволить россиянин с любым бюджетом.
USB — не самый удачный выбор
Большинство пользователей по достоинству оценили внешнюю видеокарту USB Video BOX, которая была не так давно разработана компанией nVidia. Компактность и удобный способ подключения исчерпывают перечень причин, почему стоит приобрести такую видеокарту. Что касается недостатков, то они тоже есть. Интерфейс пропускной способности не превышает 640 мб/сек. Отсутствует возможность установки собственного видеоадаптера. Пробная эксплуатация выявила массу недоработок, что послужило причиной отказа от использования USB – интерфейса. Поэтому, свой выбор стоит остановить на более эффективном и надежном устройстве.
Подключение через слот miniPCI
В порт устанавливают небольшую беспроводную карту WiFi и Bluetooth. Основной недостаток такого подключения в том, что необходимо протягивать шнур от материнки ноутбука для подсоединения видеокарты. Плюс ко всему следует учесть, что слот mini-PCIe в большинстве моделей один.
Безусловно, цифровой интерфейс имеет весомое преимущество, которому стоит отдать должное. Какой был выбран тип и способ подключения, видеоадаптер сделает ваш ноутбук мощнее и производительнее.
Док-станция для видеокарт
KFA2 SNPR GeForce GTX 1060
Вариант внешней видеокарты от KFA2 выполнен в прмоугольном, имеет размеры 165х156,5х73мм при весе 1,4 кг и предназначается, в основном, для владельцев ультрабуков и настольных мини-компьютеров, желающих расширить графические возможности железа. Установлена 6-гигабайтовая версия GTX 1060.
Коробочке, как и любой внешней видеокарте, для работы требуется внешний источник питания.
На борту следующие интерфейсы подключения:
Система охлаждения состоит из алюминиевого радиатора с тремя теплотрубками и два 70-мм вентилятора.
Стоимость девайса составляет от 500 Евро.
PowerColor Gaming Station
Рассмотрим девайс такого класса на примере PowerColor Gaming Station. Выполняет Gaming Station роль внешней видеокарты, при этом места занимает практически как полноценный ПК в микро исполнении. Может пригодиться в основном для ноутбуков. Отличительной особенностью является то, что это устройство разработано не под определенную видеокарту, установить туда можно любую карточку, которую позволит ваш кошелек. Будет это продукт AMD или nVidia — не важно.
Питание док-станция имеет собственное, представлено блоком питания на 550 ватт с сертификатом 80+ Bronze. Подключение предполагается через Thunderbolt 3-й версии. Также на борту пять USB 3.0 и порт Ethernet.
Обзор внешних видеокарт для ноутбуков
Введение
Мобильные компьютеры с начала своего существования всегда были ограничены в возможностях аппаратного апгрейда в отличии от персональных компьютеров. Только в позднее время стандартными компонентами стали люки, открывающие простой доступ к накопителям и оперативной памяти. Графическая же составляющая ноутбуков до сих пор чаще всего остаётся неизменной.
Компания NVIDIA пыталась эту досадную несправдливость, предложив стандарт MXM — Mobile PCI Express Module, Мобильный модуль на шине PCI Express. Инженеры компании отмечали тот, что на материнской плате ноутбука достаточно легко можно разместить горизонтально расположенный к плате слот PCI Express x16 для подключения видеокарт. Компактность решения заключалась в том, что плата MXM-видеокарты ограничивалась линейными размерами слота PCI-E и не превышала в последних версиях размеры 82х100 мм.
Увы, сейчас на рынке есть весьма небольшое количество ноутбуков с видеокартой реализованной в MXM-формате и производители, которые первыми начали его использовать, как например Fujitsu-Siemens, уже начали от него отказываться. Большую роль также играет завышенная цена и редкость MXM-видеокарт.
Но прогресс не стоит на месте. Неспешно, но уверенно на рынке появляются и иногда даже остаются на продолжительное время проекты внешних видеокарт от различных производителей. О них этот обзор.
ASUS XG Station
В январе 2007 года на выставке «Consumer Electronics Show» в Лас-Вегасе компания ASUS представила свой новый продукт XG Station.
Это устройство было разработано для обеспечения ноутбуков вычислительной мощью внешних видеокарт. К ноутбуку внешняя видеокарта подключалась посредством специального ExpressSlot-адаптера. Также имелся экран, на котором отображались частоты ядра и видеопамяти, скорость вращения системы охлаждения, температура, уровень звука и частота кадров.
В принципе, разобрав «станцию» можно было бы самостоятельно установить однослотовую видеокарту по своему желанию. Только вот, из-за шины ExpressSlot пропускная способность была ограничена на уровне PCI-E x1 версии 1.1.
Начать поставки устройства планировалось во втором квартале 2007 года. В базовую поставку планировалось включать видеокарту EN7900GS, а также различные аксессуары и ПО от компании ASUS. Увы, только на бумаге. В январе 2008 года, появилось сообщение, что выпуск продукта отодвигается на май того же года. Реально же, небольшая партия ASUS XG Station появилась в первой половине 2008 года и только в Австралии. На борту имелась видеокарта NVIDIA GeForce 8600GT с 256 мегабайтами DDR3-памяти и стоило это удовольствие 375 австралийских долларов. В середине 2009 «станцию» сняли с продаж.
ATI XGP
4 июня 2008 года на выставке Computex в Тайбэе, представляя мобильную платформу «Puma», основой которой являлся чипсет RS780, компания AMD представила аппаратный эксперимент — технологию ATI eXternal Graphics Platform.
Слухи о проекте «Lasso», так на этапе разработки называлась ATI XGP, курсировали достаточно давно, как минимум, за год до выставки. Сайт HEXUS.net писал, что проект появился как сопутствующая разработка видеокарт семейства R600 и подразумевает соединение ноутбука с настольной дискретной видеокартой двумя кабелями, в соответствии со спецификацией внешней кабельной системы PCI-E 1.0.
В итоге, ATI XGP представил собой внешний интерфейс PCI Express, позволяющий объединить ноутбук (а в перспективе и компактный ПК) с мощной дискретной видеокартой по технологии переключаемой графики ATI PowerXPress. На тот момент флагманской была видеокарта Radeon HD 3870 — вот именно с ней и предлагалось соединять ноутбук.
Увы, возможно, из-за недостаточного продвижения продукта или из-за сырой поддержки в драйверах и ПО продуктов с этой технологией на рынке появилось крайне мало:
Fujitsu-Siemens AMILO Notebook Sa 3650 и AMILO GraphicBooster
Первый ноутбук, штатно комплектующийся портом XGP. Чипсет M780G, Процессор AMD Turion X2 Ultra Mobile ZM-86 2,4 Гигагерца — в общем, платформа Puma как она и была представлена.
В комплекте поставки помимо самого ноутбука поставлялась и внешнее устройство AMILO Graphics Booster, с ATI Mobility Radeon HD 3870 внутри. Видеокарта несла на борту 512 Мегабайт видеопамяти GDDR3. Замена видеокарты не подразумевалась.
Acer Ferrari One 200 и DynaVivid
В начале 2009 года компания Acer, к тому времени уже наладившая производство нетбуков весьма успешной серии Aspire One, выпустила свой вариант ноутбука на немного обновлённой платформе «Puma» (использовался 1,2 гигагерцовый процессор AMD Athlon X2 L310) с штатным портом XGP. Увы, в отличии от «коллеги» ноутбук поставлялся без внешней видеокарты.
Что характерно, ноутбук был брендирован маркой Ferrari и внешне весьма убедительно выполнен под спортивную машину соответствующей марки, даже резиновые ножки были выполнены в виде покрышек.
Увы, внешний графический док от Acer появился чуть более чем через год после выпуска Ferrari One. Acer DynaVivid Graphics Dock нёс на борту мобильное графическое ядро Radeon HD 4670, HDMI и VGA и 6 USB-портов. В Европе устройство предлагалось по цене в 199 евро. Также планировался выпуск DynaVivid c Radeon HD 5830, но этого, к сожалению, не случилось.
Shuttle I-Power GXT Mini
В марте 2010 года на выставке CeBIT в саксонском Ганновере всемирно известный производитель компактных ПК, компания Shuttle представила свою новую разработку.
Устройство с мудрённым названием Shuttle I-Power GXT Mini представляло собой небольшую коробочку с обычной однослотовой видеокартой Radeon HD 4650. Подключаемая через USB-порт к нетбуку компании Shuttle, внешняя видеокарта должна была поднять производительность неспешного атома в 3DMark06 с 500 до 5000 «попугаев», то есть в 10 раз. Новинка комплектовалась блоком питания на 90 ватт, что, в принципе, позволило бы установить и более мощную видеокарту, например, Radeon HD 5750. Также, по словам производителя, в I-Power GXT Mini можно было установить не только видеокарту, но и, например, ТВ-тюнер.
Увы, на следующей выставке CeBIT, уже в этом году компания объявила о прекращении работ над проектом. Основной причиной представители Shuttle называют необходимость снижения расходов, а не отсутствие спроса у потенциальной аудитории и сложности технической реализации, как можно было бы подумать.
MSI Graphics Upgrade Solution
В том же 2010 году на выставке Computex в Тайбэе, компания MSI представила свой вариант внешней видеокарты. Этот GUS представляет собой довольно объёмную коробку с хорошей вентиляцией, способную вместить двухслотовую видеокарту.
Вроде бы, отличное решение, но есть и минусы. Во-первых, используется достаточно медленный интерфейс ExpressCard для подключения к ноутбуку. В будущем MSI обещает сделать версию, поддерживающую подключение через USB3.
Во-вторых, GUS не имеет дополнительного питания для видеокарт и производитель не рекомендует установку видеокарт с TDP более 84 ватт, то есть Radeon HD 5670 пока что его теоретический потолок.
К счастью, в отличии от прошлых устройств, GUS всё ещё продаётся по цене 229 долларов в комплектации с Radeon HD 5670 (1 гигабайт видеопамяти) и 100 долларов без онной.
Village Instruments ViDock
Наиболее закрепившееся на рынке решение. Устройство поддерживает установку двухслотовых видеокарт, но при этом предоставляется дополнительное питание (6+2 и 6). Увы интерфейс подключения к ноутбук — ExpressCard, со всеми вытекающими отсюда проблемами.
Первая версия устройства появилась ещё в 2008 году и компания продолжает его постоянно дорабатывать, выпуская обновлённые версии. Последний на данный момент ViDock носит гордую версию четыре с плюсом (4+) и поддерживает видеокарты мощностью до 225 ватт.
Купить коробку можно по цене от 200 долларов за третью версию до 280 за 4+.
DIY — Do It Yourself — Сделай сам
При наличии головы на плечах и прямых рук док для внешней видеокарты сейчас возможно собрать и самостоятельно. Процесс уже был в описан в соответствующей статье на хабре — habrahabr.ru/blogs/DIY/110726.
Благодарности и источники
Спасибо человеку, который прислал мне инвайт.
Спасибо ресурсам 3DNews, iXBT Labs, Anandtech и BIT-Tech за использование соттветсвующих фотографий для обзора.
При написании статьи косвенно использовались материалы с вышеозначенных сайтов, а также английская и русская версии википедии.
Как дешево прокачать ноутбук внешней видеокартой
Есть универсальный способ и для MacBook, и для Windows-устройств.
Видеокарта – наиболее узкое место ноутбуков. Даже если разместить в нем полноценный процессор, не всегда габариты и энергопотребление позволяют установку мощного ускорителя.
Пример тому – ультрабуки, в которых производительные видеокарты практически не встречаются.
Как подключить внешнюю видеокарту?
Для этого необходимы специальные переходники-(док)станции. Внешние доки для видеокарты знакомы нашим читателям, среди которых существуют и специальные варианты для MacBook.
Почему они не получили широкого распространения? Цена. Смотрите сами:
У каждого из них свои особенности и требования. На этом фоне очень выгодно выглядит EXP GDC за 46 долларов.
EXP GDC подойдет для всех MacBook (со свободным MiniPCI-Express, Thunderbolt, M.2), а так же для большинства Windows/Linux ноутбуков.
Как работает EXP GDC?
EXP GDC — активный переходник (eGPU) со стандартного для настольных видеокарт разъема PCI-Express 16x на одну из вариаций miniPCI-Express. 
Он необходим для того, чтобы ноутбук мог использовать внешнюю полноразмерную видеокарту вместо или вместе с интегрированной в процессор. Поддерживается два способа работы:
Не смотря на совместимость разъемов, просто перекинуть провода с видеокарты на мини-разъем не получится, требуется конвертация. Для этого и требуется питание, необходимость которого скрывает слово «активный». 
Система представляет собой конструктор: на ней есть базовые входы-выходы: порт для подключения кабеля к компьютеру, USB 2.0, гнезда питания для видеокарты и дока.
Для подключения ПК в продаже есть следующие варианты кабелей:
Один из этих разъемов обязательно есть у ноутбука. В частности, miniPCI-E и M.2 используются для подключения Wi-Fi модуля ноутбука и для дополнительных жестких дисков. Многие лэп топы обладают дополнительным слотом для подключения устройств расширения (например, 4G-модема). 
Интерфейс ExpressCard, пришедший на смену давно устаревшему PCMCIA, представляет собой MiniPCI-E, из которого убраны линии подключения светодиодов и SIM-карты. С его помощью EXP GDC через соответствующий переходник можно подключить к разъему Thunderbolt.
Впрочем, у MacBook есть miniPCI-E или его вариант M.2 (а вот у миниатюрных настольных «маков»).
Реальные системные требования
Фактически, разработчики EXP GDC не выдвигают требований к ноутбуку для подключения. Единственным условием является наличие поддерживаемого разъема. Так им удалось создать практически универсальное устройство — подойдет даже для древних систем до линейки Intel Core i3/i5/i7.
Для собственного ноутбука это можно проверить в подробных спецификациях. В том случае, если свободного слота не указано (нет), подойдут разъемы M.2 для дополнительного жесткого диска, внутреннего модема или модуля Wi-Fi. Придется их демонтировать.
На практике может случится, что слот есть, но внешняя карта работать не будет. При работе через miniPCI-E/M.2 нужно учитывать тип слота ноутбука. Нам требуется тип А (key A). Тип В скорее всего окажется неработоспособен.
Не стоит забывать и о балансе между видеокартой и процессором. EXP GDC работает через интерфейс с максимальной скоростью передачи около 5 Гбит/c. Что-то вроде GTX 1080 будет работать — но от нее не получить даже 30% процессорного времени. 
Идеальным вариантом станет карта уровня NVidia GTX 560/670. Именно на этих моделях производительность предельно упирается в скорость передачи интерфейса. Отрисовки изображения на матрице ноутбука при помощи внешней видеокарты можно добиться только при использовании видеокарт NVidia с поддержкой NVidia Optimus.
ВНИМАНИЕ. Двухчиповые видеокарты и SLI связки из-за особенностей адресации ввода-вывода работать через такой переходник не будут. Операционная система может быть любой. Причем, ноутбуки на Windows с объемом оперативной памяти свыше 4 ГБ требуют шаманизма при подключении внешней карты через EXP GDC. В Linux или OS X эта операция не требуется.
Что потребуется дополнительно?
Блок питания. EXP GDC продается с блоком питания и без него. Стоит ли переплачивать, если система будет функционировать с любым компьютерным БП с мощностью 350 Вт и выше, который можно купить за 5 долларов на местной барахолке?
Корпус. В противном случае система будет иметь не самый эстетичный вид. Если рабочее место стационарное — и так сойдет.
Кабели. Выбор необходимого для подключения к ноутбуку зависит от модели. Так же потребуется провод для подключения питания внешней видеокарты.
Это и правда работает?
Еще как. Например, для системы из
Результаты такие: раз два Конечно, со встроенным ядром они недостижимы.
Правда, в случае с доком EXP GDC максимальной производительности можно добиться только при работе с внешними мониторами. Их количество ограничено только возможностями карты.
О том, насколько использование узкой шины влияет на результаты, можно почитать здесь. В среднем получается около 10-35% потерь. Критично? Не думаю.
Важно, что процент потерь практически не меняется вплоть до 9 линейки Nvidia. Конечно, разница есть: но 90% возможностей GTX 560 и 65-70% GTX 960 — различаются в несколько раз.
Стоит ли покупать внешний док?
Все зависит от финансовых возможностей и поставленных целей. С помощью EXP GDC можно реализовать несколько интересных, востребованных сценариев.
Сценарий первый: превратить производительный ультрабук в игровую машину. Как ни крути, игровые ноутбуки — то еще удовольствие, особенно если с ними необходимо много и часто ездить. А мощности легких лэп топов часто не хватает именно со стороны графического адаптера.
Скажем, популярный Intel Core i7-6700 легко раскачает Nvidia GTX 960/1060. Этот процессор можно найти в устройствах стоимостью около 600-800 долларов, или 35-50 тысяч рублей.
Что значительно дешевле игрового лэп топа. (Конечно, существует еще серьезная машина Dell с видеокартой GTX 1060 и массой около 2 кг в районе 1000 долларов, но это совсем другая история.) 
Сценарий второй: увеличить производительности уже имеющегося старого устройства 2011-2014 года выпуска достаточно дешевой и производительной GTX 560/580 (кстати, это последняя карта NVidia с аппаратным декодированием наиболее популярного кодека видео с разрешением 4К).
Сценарий третий: получить дополнительные возможности, предлагаемые новыми видеокартами для настольных ПК. Их довольно много, но наиболее привлекательны:
Этот вариант я использую для подключения Maxsun GTX 1060 с кучей CUDA-процессоров (для расчетов математических моделей) к разнообразным рабочим машинам вроде 7-летних Dell. Игровые ноутбуки с этим не справляются. 
Для тех, кто боится трудностей настройки, существуют более производительные, чем EXP GDC за 46 долларов, решения с высокопроизводительным интерфейсом Thunderbolt 2/3. Но их цена значительно выше, и рассмотрим мы их чуть позже.
Николай Маслов
Kanban-инженер, радиофизик и музыкант. Рассказываю о технике простым языком.