Друзья, привет!
Сегодня вновь поговорим о подключении внешних видеокарт к ноутбукам и мини-ПК. А точнее, поговорим о нашем решении для подключения внешней видеокарты к разъему M2 NVME. Это дает нам возможность передачи данных по 4-м линиям PCI-express, в отличие от традиционных способов с одной линией. Потенциально это должно дать нам более полное использование возможностей внешних видеокарт.
В ролике мы расскажем о райзере нашей разработки, особенностях подключения и проведем несколько тестов производительности.
Варианты райзеров
О различных вариантах подключения внешних видеокарт и технических средствах для этого мы подробно рассказывали в наших роликах. Поэтому сейчас лишь краткий обзор для тех, кто в этой теме недавно. Он позволит лучше понять ход наших рассуждений.
Итак, задача подключения внешней видеокарты к шине PCI ноутбука или мини-ПК решалась при помощи различных адаптеров.
Исторически, первыми для внешних решений стали использоваться адаптеры для разъема mini PCIexpress, которые обычно служили слотом для WiFi-адаптеров и содержали 1 канал шины PCI. В этом случае адаптер извлекался. Вместо него устанавливался переходник, который подключался USB-кабелем к плате-райзеру, в которую уже устанавливалась видеокарта. Через райзер на видеокарту подводилось и питание от внешнего блока питания.
Дальше, по мере появления на рынке ноутбуков моделей с разъемами M2, стали появляться и соответствующие адаптеры и переходники. Например такой, позволяющий подключить к M2, предназначенному для WiFi все тот-же разъем от mini PCIexpress.
Получался вот такой гамбургер. Тем не менее, решение вполне рабочее.
Для снижения стоимости и повышения удобства подключения видеокарты к слоту M2 типа A или E мы в свое время создали довольно удачный переходник, который позволял подключать кабель от райзера без промежуточных адаптеров.
Однако, по мере роста сложности видеоигр, возрастали и требования к полосе пропускания шины, по которой подключалась видеокарта. Ведь если, например в довольно старую World of Tanks вы спокойно поиграете по одной линии PCI даже на высоких настройках, то, скажем в Assassins Creed сделать это будет уже проблематично.
Ситуация поменялась в лучшую сторону вместе с распространением устройств, снабженных интерфейсом M2 NVME. Интерфейс изначально предназначен для подключения скоростных SSD-накопителей и имеет в своем составе 4 линии PCI! Соответственно стали появляться и адаптеры для подключения видеокарт к этому разъему. Вот лишь несколько примеров таких адаптеров из числа наиболее доступных.
Решение «в лоб»: выводим PCI непосредственно на разъем USB и кабелем подключаем к райзеру. Дешево и сердито. Но! Во-первых? громоздко, особенно со вставленным разъемом, а во-вторых, через кабель USB провести только один канал PCI. Значит выигрыша в скорости мы не получим.
Более производительное решение требует подключения большего количества линий. Для этого можно использовать непосредственно разъем PCIexpress, к которому придется подвести и питание видеокарты.
Но установить видеокарту в такой разъем непосредственно Вы, скорее всего, все равно не сможете из-за конструктивной неприспособленности корпуса ноутбука. Остается использовать шлейф PCIexpress как средство вывести сигнал за пределы корпуса.
Все равно получается громоздко!
Наша конструкция
Для преодоления ограничений мы решили разработать свою конструкцию адаптера. Как и в первый раз ее было решено сделать из 2-х частей. Первая — устанавливается в ноутбуке или ПК,а ко второй подключается видеокарта. Между собой обе части будут соединяться плоским шлейфом.
Изготовление спроектированных плат было заказано заказано в Китае. Вот так выглядит внутренняя часть, которая устанавливается в слот M2 вместо накопителя NVME.
А вот это ответная часть, на которой будет установлен разъем PCIexpress x4.
Соединяться между собой обе карты будут плоским 34-пиновым шлейфом FFC с шагом 0,5 миллиметра.
Сборка
Пайка плат осуществлялась вручную, под микроскопом. Было довольно сложно распаять 34 контакта, расположенных через 0,5 миллиметра, но мы справились!
После установки компонентов платы приобрели завершенный облик.
К внешней части можно подключить 6-пиновый разъем питания для подключения компьютерного блока питания. Но мы решили проводить эксперименты с внешним блоком, напряжением 12 вольт, поэтому установили стандартный разъем 5,5 миллиметров.
Соединяем обе части адаптера шлейфом. Сборка закончена!
Тестовый стенд
Испытательный стенд мы соорудили из моей рабочей лошадки — мини-ПК на основе материнской платы ASUS Prime H310T. Это типичный миник, не обладающий полноценным разъемом PCIexpress x16, но имеющий на борту оба слота M2, как для подключения WiFi модулей, так и для SSD типа NVME. К сожалению, к сожалению, поддерживаемая версия PCI здесь лишь вторая, но для того, чтобы оценить прирост в производительности этого вполне хватит.
Для тестирования производительности по одной шине PCI мы задействуем наш прежний адаптер, установленный в разъем M2 типа E, в паре с райзером версии 6C.
В разъем же M2 типа M, мы установим нашего подопытного.
В качестве внешней видеокарты используем компактную 1050 с 4-мя Гигабайтами видеопамяти от китайской Veineda.
Тестирование
Вначале подключаем видеокарту по шине x1. Стенд в этом случае будет выглядеть следующим образом.
Питание осуществляется от блока питания на 12 вольт с максимальным током - 10 Ампер.
Прежде всего, запустим физический тест Комбустер и зафикируем результаты, полученные в нем.
Результат — примерно 160 кадров в секунду при 46..52 физических фреймах в секнду.
Теперь проверим карту в реальной игре с достаточно высокой потребностью в графике. В качестве такой мы выбрали Shadow of the Tomb Rider.
Устанавливаем разрешение FullHD, отключаем DirectX 12 и выбираем низкий пресет графики.
К сожалению, играть в этом режиме невозможно. Картинка практически близка к слайд-шоу. Лишь на открытых сценах с низкой детализацией можно получить более 20 кадров.
Средний же результат — 12 кадров в секунду.
Теперь подключаем видеокарту по интерфейсу NVME, то есть, с использованием 4-х линий PCI.
Проверяем, нет ли ошибок в работе с картой. Для этого заходим в диспетчер устройств. Как видно никаких значков ошибок на видеоадаптере нет. Значит можно начинать тестирование. Запускаем Комбустор.
Как видно средний FPS вырос примерно на 15%: со 160 до 180 кадров. Вроде бы не так много, но посмотрим, что будет в игре.
В игре ситуация поменялась кардинально. Теперь можно наблюдать плавную картинку. В самых трудных сценах ФПС не опускался ниже 20 кадров.
Средний ФПС по результатам теста составил 32 кадра.
Итоги
А теперь, откроем одну маленькую тайну! Все испытания проводились на скорости шины, соответствующей первому поколению PCIexpress. Значит, при переходе ко второй и, тем более 3-й версии можно ожидать дополнительного прироста скорости.
Это действительно так. Единственная проблема — пока нам не удалось добиться устойчивой работы адаптера на повышенных скоростях. Видимо в конструкции есть проблемы либо с помехозащищенностью, либо с согласованием импеданса. Именно поэтому мы пока не выкладываем предложение в наш магазин Вконтакте. Будем еще работать над ним, и, конечно сообщим о наших результатах!
Оставайтесь с нами! Нам очень важна поддержка наших зрителей!
Всего вам хорошего и до новых встреч на нашем канале и в группе ВК!
Для тех, кто предпочитает видео: https://rutube.ru/video/d2151a8fc92e77ceae0d724717974a88/
Наша группа ВК: https://vk.com/terrabyte
Видео по теме:
Внешняя видеокарта: какой вариант подключения выбрать. Различные райзеры, тесты в играх
Внешняя видеокарта для ноутбука: как сделать, чего ожидать
Подключение внешней видеокарты: сколько линий PCI нужно (эксперименты и тесты в играх)
