Externe Grafikkarten für Laptops: Alles, was man wissen muss

Laptops sind längst zu einem unverzichtbaren Teil unseres Lebens geworden. Ihre Kompaktheit und Mobilität ermöglichen es, überall zu arbeiten und sich zu unterhalten, aber oft opfern Hersteller im Streben nach Portabilität die Leistung, insbesondere im Bereich der Grafiksubsysteme. Selbst leistungsstarke Gaming-Laptops stehen in der Regel in Bezug auf Leistungsfähigkeit ihren Desktop-Pendants im ähnlichen Preissegment nach.

Aber was ist, wenn Sie maximale grafische Leistung erhalten möchten, ohne einen sperrigen Desktop kaufen zu müssen?

Externe Grafikkarten (eGPU) für Laptops kommen zur Rettung. Dies ist eine relativ neue Klasse von Geräten, die die Gaming-Leistung und die Grafikfähigkeiten praktisch jedes modernen Laptops um ein Vielfaches verbessern können. Lassen Sie uns herausfinden, was externe Grafikkarten sind, wie sie funktionieren und welche Vorteile sie bieten.

Was ist eine externe Grafikkarte

Im Wesentlichen ist eine externe Grafikkarte ein Gehäuse oder eine Dockingstation mit integriertem Desktop-Grafikbeschleuniger und Netzteil. Diese Geräte werden über eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle mit dem Laptop verbunden, meistens über Thunderbolt 3/4 (seltener – proprietärer Anschluss). Innerhalb der eGPU befindet sich eine vollwertige Desktop-Grafikkarte, die den Möglichkeiten von Desktop-Äquivalenten in nichts nachsteht, die in Desktop-PCs installiert sind.

Nach dem Anschließen einer externen Grafikkarte an den Laptop wird der integrierte Grafikadapter des Laptops deaktiviert und alle mit Grafik verbundenen Berechnungen werden auf die leistungsstarke externe GPU umgeleitet. Dies ermöglicht es, praktisch jeden modernen schlanken und leichten Laptop in eine vollwertige Gaming-Maschine oder mobile Arbeitsstation für Grafikdesign, 3D-Modellierung und Videobearbeitung zu verwandeln.

Geschichte der Entstehung und Entwicklung von eGPU

Die Konzept der Verwendung einer externen Grafikkarte für Laptops ist nicht neu. Schon zu Beginn der 2000er Jahre experimentierten einige Enthusiasten mit dem Anschluss von Desktop-Grafikkarten an Laptops über Schnittstellen wie ExpressCard oder miniPCI-E. Aufgrund von Bandbreitenbeschränkungen und fehlender Standardisierung erlangten solche Eigenbau-Lösungen jedoch keine Verbreitung.

Die Situation begann sich 2011 mit der Einführung der Thunderbolt-Schnittstelle, entwickelt von Intel und Apple, zu ändern. Thunderbolt bot eine hohe Bandbreite (bis zu 10 Gbit/s in der ersten Version) und die Möglichkeit, direkt auf den PCI-Express-Bus zuzugreifen, was theoretisch die Anbindung von leistungsstarken Peripheriegeräten, einschließlich externer Grafikkarten, ermöglichte.

Kommerzielle eGPU kamen jedoch erst einige Jahre später auf den Markt. Eine der ersten war die Dockingstation MSI GUS II, die auf der Computex-Messe 2012 gezeigt wurde. Das Gerät war mit einer mobilen NVIDIA GeForce GTX 660M Grafikkarte ausgestattet und wurde über die Thunderbolt 1-Schnittstelle an den Laptop angeschlossen. Aufgrund des hohen Preises und der begrenzten Kompatibilität konnte sich dieses Produkt jedoch nicht weit verbreiten.

Die Situation begann sich 2014 zu ändern, als Intel die Thunderbolt 2-Schnittstelle mit einer Bandbreite von 20 Gbit/s vorstellte. Im selben Jahr erschien auf dem Markt eines der ersten kommerziell erfolgreichen externen Grafik-Docks – der Alienware Graphics Amplifier. Dieses Gerät wurde über die firmeneigene Schnittstelle an Alienware-Laptops angeschlossen und ermöglichte die Installation nahezu jeder Desktop-Grafikkarte. Bald darauf brachten auch ASUS (ROG XG Station) und MSI (Gaming Dock) ähnliche Produkte auf den Markt.

Der eigentliche Durchbruch erfolgte 2016 mit der Einführung von Thunderbolt 3 mit einer Bandbreite von bis zu 40 Gbit/s. Dank der mehr als zweifachen Geschwindigkeitserhöhung und dem Wechsel zum USB Type-C-Anschluss ermöglichte Thunderbolt 3 erstmals die Herstellung externer Grafikkarten mit Leistung, die Desktop-Pendants nahekommt. Im selben Jahr fügten AMD und NVIDIA auch die Softwareunterstützung für eGPU hinzu, was das Anschließen externer Grafikkarten vereinfachte.

In diesem Zeitraum kamen viele neue Produkte in der Kategorie externer Grafikbeschleuniger von Herstellern wie Razer, Akitio, Gigabyte, Sonnet und anderen auf den Markt. Die meisten dieser eGPU waren bereits mit Desktop-Versionen der Top-Grafikkarten und leistungsstarken Netzteilen ausgestattet. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Razer Core V2 – ein externes Gehäuse für Grafikkarten mit Thunderbolt 3-Schnittstelle, einem 500-W-Netzteil und Unterstützung für Vollformat-Grafikkarten bis hin zur NVIDIA TITAN Xp.

Im Jahr 2020 debütierte die Thunderbolt 4-Schnittstelle, die die bisherige Bandbreite von 40 Gbit/s beibehielt, aber eine Reihe neuer Funktionen wie die Unterstützung von bis zu zwei 4K-Displays oder einem 8K-Monitor bot. Viele aktuelle externe Grafikkarten verwenden gerade Thunderbolt 4 für die Verbindung.

Derzeit entwickelt sich die eGPU-Industrie weiterhin aktiv. Neue Modelle von externen Gehäusen und fertigen Lösungen auf Basis der neuesten NVIDIA GeForce RTX 30 und AMD Radeon RX 6000 Grafikkarten kommen auf den Markt. Einige Hersteller wie ASUS experimentieren auch mit alternativen proprietären Schnittstellen, um die maximale Leistung in ihren Laptops zu gewährleisten.

Vorteile externer Grafikkarten

Die Verwendung einer eGPU bietet eine Vielzahl von Vorteilen im Vergleich zur integrierten Grafik oder einem Laptop mit dedizierter Grafikkarte:

Leistung auf Desktop-PC-Niveau

Moderne eGPUs ermöglichen die Verwendung nahezu jeder Desktop-Grafikkarte mit Ihrem Laptop, einschließlich Top-Modellen. Dies ermöglicht das Spielen anspruchsvollster Spiele bei maximalen Grafikeinstellungen oder die komfortable Arbeit mit professionellen Anwendungen für 3D-Modellierung, Rendering und Videobearbeitung.

Upgrade ohne Laptop-Ersatz

Externe Grafikkarten bieten eine ausgezeichnete Möglichkeit, die Grafikleistung Ihres Laptops zu aktualisieren, ohne einen neuen Laptop kaufen zu müssen. Wenn Sie in Zukunft mehr Grafikleistung benötigen, reicht es aus, die Grafikkarte in der eGPU durch ein neueres und leistungsfähigeres Modell zu ersetzen.

Ersparnis und Vielseitigkeit

Die Verwendung einer externen Grafikkarte ermöglicht es, beim Kauf eines Laptops Geld zu sparen. Anstatt ein teures Gaming-Modell mit Top-Grafik zu kaufen, können Sie einen erschwinglicheren, schlanken und leichten Laptop mit einem guten Prozessor wählen und eine leistungsstarke eGPU anschließen. Wenn Sie keine hohe Leistung für Spiele oder Grafik benötigen, können Sie die sperrige Dockingstation einfach abtrennen. Darüber hinaus kann eine eGPU mit mehreren Laptops verwendet werden (sofern Thunderbolt 3/4 vorhanden ist).

Bequemlichkeit und Erweiterbarkeit

Die meisten modernen externen Grafikkarten bieten zusätzliche Anschlüsse wie USB, Ethernet usw. Dadurch kann die eGPU als vollwertige Dockingstation fungieren, an die externe Laufwerke, Peripheriegeräte und Netzwerkkabel angeschlossen werden können, wodurch die Anschlüsse des Laptops frei werden. Das integrierte Hochleistungsnetzteil sorgt für einen stabilen Betrieb der Grafikkarte und ermöglicht oft auch das Aufladen des angeschlossenen Laptops.

Einschränkungen von eGPU

Trotz aller Vorteile hat die Verwendung externer Grafikkarten eine Reihe von Einschränkungen und Nachteilen:

Nicht für alle Laptops geeignet

Ihr Laptop muss über eine Thunderbolt 3 oder 4-Schnittstelle verfügen, um die meisten modernen eGPU anschließen zu können. Leider sind diese Anschlüsse noch nicht branchenüblich und hauptsächlich in mittleren und oberen Preissegmenten verfügbar. Obwohl einige Hersteller spezielle externe Grafikkarten mit proprietären Anschlüssen für ihre Laptops anbieten (z. B. ASUS ROG XG Mobile), ist die Kompatibilität solcher Lösungen sehr begrenzt.

Leistung

Die Bandbreite selbst der Thunderbolt 4-Schnittstelle (40 Gbit/s) ist immer noch etwa dreimal niedriger als die eines Desktop-PCI-Express 3.0 x16 (ca. 128 Gbit/s). Dies bedeutet, dass die Leistung der externen Grafikkarte in einigen Szenarien möglicherweise etwas hinter der eines Desktop-Modells zurückbleibt, insbesondere in Spielen und Anwendungen mit hoher CPU-Auslastung. Im Durchschnitt können Sie eine FPS-Reduzierung von 10-15% im Vergleich zu einem Desktop-PC erwarten. Außerdem kann die Leistungsfähigkeit der eGPU zusätzlich durch den Prozessor des Laptops eingeschränkt sein.

Größe und Tragbarkeit

Externe Grafikkarten sind ziemlich sperrige Geräte. Die durchschnittliche Größe einer eGPU beträgt 30x20x15 cm, und das Gewicht kann 5-7 kg erreichen. Außerdem benötigen sie für den Betrieb eine permanente Stromversorgung. Dies bedeutet, dass sie nicht wirklich mobil sind. Sie können einen Laptop mit angeschlossener externen Grafikkarte nur zu Hause oder im Büro verwenden, nicht jedoch unterwegs oder in einem Café.

Preis

Die Kosten einer externen Grafikkarte setzen sich aus dem Preis der Desktop-Grafik, dem Gehäuse und dem Netzteil zusammen. Gute eGPU-Gehäuse kosten etwa 300-500 $. Daher können die Gesamtkosten vergleichbar mit dem Preis eines Gaming-Laptops sein. Außerdem müssen Grafikkarten für externe Boxen separat gekauft werden, und die Preise dafür sind derzeit aufgrund von Knappheit stark überhöht.

Welche eGPU wählen?

Beim Kauf einer externen Grafikkarte sollten Sie auf folgende Punkte achten:

1. Kompatibilität: Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihr Laptop über einen Thunderbolt 3- oder 4-Port verfügt. Für einige eGPUs, wie z. B. die ASUS XG Station Pro, kann auch die Unterstützung externer Grafikkarten auf Hardwareebene erforderlich sein. Überprüfen Sie daher sorgfältig die Spezifikationen des jeweiligen Modells.
2. Größe und Stromversorgung: Stellen Sie sicher, dass das von Ihnen interessierte eGPU-Gehäuse die physischen Abmessungen (Länge und Dicke) der benötigten Grafikkarte unterstützt und das eingebaute Netzteil genügend Leistung für ihren Betrieb bereitstellt. Beachten Sie, dass alte oder preiswerte Modelle möglicherweise nicht für Top-Grafikbeschleuniger geeignet sind.
3. Kühlung: Ein hochwertiges Kühlsystem ist entscheidend für die stabile Funktion der Komponenten und die Ausschöpfung des Leistungspotenzials der externen Grafikkarte. Geben Sie daher Modellen mit durchdachter Belüftung und der Möglichkeit zur Regelung der Lüftergeschwindigkeit den Vorzug.
4. Aufrüstbarkeit: Wenn Sie planen, die Grafikkarte in Zukunft zu aktualisieren, sollten Sie ein eGPU-Gehäuse wählen, das den Austausch des Grafikbeschleunigers ermöglicht. In einigen Lösungen mit Laptops, wie z. B. ASUS ROG XG Mobile, ist die Grafikkarte fest verlötet und nicht aufrüstbar.
5. Zusätzliche Anschlüsse: Fortgeschrittene eGPU-Gehäuse sind mit zusätzlichen Anschlüssen wie USB, Ethernet usw. ausgestattet. Dies ermöglicht die Verwendung der externen Grafikkarte als vollwertige Dockingstation. Berücksichtigen Sie diesen Faktor bei Ihrer Auswahl.
6. Preis: Vergleichen Sie die Preise verschiedener eGPU-Modelle und wählen Sie die optimale Option basierend auf dem Verhältnis von Funktionen und Kosten aus. Sparen Sie jedoch nicht an der Qualität des Netzteils und der Kühlung.

Externe Grafikkarten sind eine großartige Lösung für diejenigen, die eine hohe grafische Leistung ohne den Kauf eines sperrigen Gaming-Laptops oder Desktop-PCs benötigen. Moderne eGPUs auf Basis von Thunderbolt 3 und 4 ermöglichen die Verwendung nahezu jeder Desktop-Grafikkarte mit Laptops und bieten beeindruckende FPS-Steigerungen in Spielen und Geschwindigkeitsverbesserungen bei professionellen Grafikanwendungen.

Es ist jedoch wichtig, die Einschränkungen der externen Grafikkartentechnologie zu verstehen. Sie bieten immer noch keine 100%ige Leistung im Vergleich zu Desktop-Systemen, sind ziemlich sperrig und erfordern eine ständige Stromversorgung. Daher sind sie nicht für wirklich mobile Szenarien geeignet.

Es ist auch zu beachten, dass externe Grafikkarten eine kostspielige Investition sind. Der Preis der Grafikkarte selbst plus die Kosten für das Gehäuse mit dem Netzteil können mit dem Preis eines guten Gaming-Laptops vergleichbar sein. Daher sollten Besitzer bereits leistungsfähiger Laptops mit Thunderbolt 3/4, die deren Lebensdauer verlängern und neue grafische Möglichkeiten nutzen möchten, eGPU in Betracht ziehen.

Wenn Sie jedoch planen, einen Laptop für Spiele und Grafikarbeit zu kaufen, ist in den meisten Fällen ein leistungsstarker Gaming-Laptop mit einer leistungsstarken dedizierten Grafikkarte immer noch die beste Wahl. Dank der aktiven Entwicklung energieeffizienter Grafik- und Hauptprozessoren sowie Kühlungssysteme sind moderne Gaming-Laptops nicht mehr so sperrig und schwer wie früher. Sie sind vergleichbar oder sogar günstiger als ein Set aus einem Laptop mit eGPU und erfordern keine zusätzliche Ausrüstung und Kabel für den Betrieb.

Dennoch kann die Verwendung einer externen Grafikkarte für einige spezifische Szenarien gerechtfertigt sein. Zum Beispiel, wenn Sie bereits einen leistungsstarken Ultrabook oder Transformer mit Thunderbolt 3/4 haben und ihn nur zu Hause oder im Büro für Spiele oder Grafikarbeit verwenden möchten. Oder wenn Sie eine wirklich erstklassige grafische Leistung benötigen, die kein Laptop bietet.

Aber auch in diesen Fällen sollten Sie vor dem Kauf einer eGPU alle Vor- und Nachteile sorgfältig abwägen. Neben den Einschränkungen des Formats an sich ist es wichtig, die spezifischen Parameter der gewünschten externen Grafikkarte zu berücksichtigen – Kompatibilität mit Ihrem Laptop, unterstüt