Внешние видеокарты для ноутбуков: все, что нужно знать

Ноутбуки уже давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Их компактность и мобильность позволяют работать и развлекаться в любом месте, но в погоне за портативностью производители часто жертвуют производительностью, особенно в части графической подсистемы. Даже мощные игровые лэптопы обычно уступают по возможностям настольным компьютерам аналогичного ценового сегмента.

Но что если вы хотите получить максимальную графическую производительность без необходимости покупать громоздкий десктоп?

На помощь приходят внешние видеокарты (eGPU) для ноутбуков. Это относительно новый класс устройств, который может в разы повысить игровую производительность и возможности работы с графикой практически любого современного лэптопа. Давайте разберемся, что такое внешние видеокарты, как они работают, и какие преимущества дают.

По сути, внешняя видеокарта — это корпус или док-станция со встроенным десктопным графическим ускорителем и блоком питания. Такие устройства подключаются к ноутбуку через высокоскоростной интерфейс, чаще всего Thunderbolt 3/4 (реже - проприетарный коннектор). Внутри eGPU находится полноценная настольная видеокарта, ничем не уступающая по возможностям аналогам, устанавливаемым в стационарные ПК.

После подключения внешней видеокарты к ноутбуку, встроенный графический адаптер лэптопа отключается, а все вычисления, связанные с графикой, перенаправляются на мощный внешний GPU. Это позволяет превратить практически любой современный тонкий и легкий ноутбук в полноценную игровую машину или мобильную рабочую станцию для работы с графикой, 3D-моделированием и видеомонтажом.

Сама концепция использования внешней видеокарты для ноутбука не нова. Еще в начале 2000-х годов некоторые энтузиасты экспериментировали с подключением десктопных графических карт к лэптопам через интерфейсы ExpressCard или miniPCI-E. Однако из-за ограничений пропускной способности и отсутствия стандартизации, такие самодельные решения не получили распространения.

Ситуация начала меняться в 2011 году с появлением интерфейса Thunderbolt, разработанного компаниями Intel и Apple. Thunderbolt обеспечивал высокую пропускную способность (до 10 Гбит/с в первой версии) и возможность прямого доступа к шине PCI-Express, что теоретически позволяло подключать высокопроизводительные периферийные устройства, в том числе внешние видеокарты.

Однако коммерческие eGPU появились на рынке лишь несколько лет спустя. Одной из первых была док-станция MSI GUS II, показанная на выставке Computex в 2012 году. Устройство оснащалось мобильной видеокартой NVIDIA GeForce GTX 660M и подключалось к ноутбуку по интерфейсу Thunderbolt 1. Но из-за высокой цены и ограниченной совместимости этот продукт не получил широкого распространения.

Ситуация начала меняться в 2014 году, когда Intel представила интерфейс Thunderbolt 2 с пропускной способностью 20 Гбит/с. В этом же году на рынке появилась одна из первых коммерчески успешных внешних док-станций для видеокарт - Alienware Graphics Amplifier. Это устройство подключалось к ноутбукам Alienware через фирменный интерфейс и позволяло установить практически любую настольную видеокарту. Вскоре свои аналогичные продукты представили ASUS (ROG XG Station) и MSI (Gaming Dock).

Настоящий прорыв произошел в 2016 году с появлением Thunderbolt 3 с пропускной способностью до 40 Гбит/с. Благодаря более чем двукратному увеличению скорости и переходу на разъем USB Type-C, интерфейс Thunderbolt 3 впервые позволил создавать внешние видеокарты с производительностью, близкой к настольным аналогам. Также в 2016 году компании AMD и NVIDIA добавили программную поддержку eGPU, что упростило подключение внешних видеокарт.

В этот период на рынке появилось множество новых продуктов в категории внешних графических ускорителей от таких производителей как Razer, Akitio, Gigabyte, Sonnet и других. Большинство этих eGPU уже оснащались настольными версиями топовых видеокарт и блоками питания высокой мощности. Хорошим примером является Razer Core V2 - внешний корпус для видеокарт с интерфейсом Thunderbolt 3, БП мощностью 500 Вт и поддержкой полноразмерных видеокарт вплоть до NVIDIA TITAN Xp.

В 2020 году дебютировал интерфейс Thunderbolt 4, который сохранил прежнюю пропускную способность 40 Гбит/с, но предложил ряд новых возможностей, таких как поддержка до двух 4К дисплеев или одного 8K монитора. Многие актуальные внешние видеокарты используют именно Thunderbolt 4 для подключения.

На данный момент индустрия eGPU продолжает активно развиваться. Появляются новые модели внешних корпусов и готовых решений на базе самых современных видеокарт NVIDIA GeForce RTX 30 и AMD Radeon RX 6000. При этом некоторые производители, такие как ASUS, также экспериментируют с альтернативными проприетарными интерфейсами для обеспечения максимальной производительности в своих ноутбуках.

Использование eGPU имеет целый ряд преимуществ по сравнению со встроенной графикой или ноутбуком с дискретной видеокартой:

Современные eGPU позволяют использовать с ноутбуком практически любые настольные видеокарты, вплоть до топовых моделей. Это дает возможность играть в самые требовательные игры на максимальных настройках графики или комфортно работать с профессиональными приложениями для 3D-моделирования, рендеринга и монтажа видео.

Внешние видеокарты предоставляют отличную возможность для апгрейда графической подсистемы ноутбука без необходимости покупки нового лэптопа. Если в будущем вам потребуется больше графической мощности, достаточно будет заменить видеокарту в eGPU на более новую и производительную модель.

Использование внешней видеокарты позволяет сэкономить на покупке ноутбука. Вместо дорогой игровой модели с топовой графикой, можно выбрать более доступный тонкий и легкий ноутбук с хорошим процессором и подключить к нему мощную eGPU. Когда высокая производительность в играх или работе с графикой не нужна, от громоздкой док-станции можно просто отключиться. Более того, одну eGPU можно использовать с несколькими ноутбуками (при условии наличия Thunderbolt 3/4).

Большинство современных внешних видеокарт предлагают дополнительные порты USB, Ethernet и др. Таким образом eGPU может выступать в качестве полноценной док-станции, к которой можно подключить внешние накопители, периферию и сетевой кабель, освободив порты на ноутбуке. Встроенный блок питания высокой мощности обеспечивает стабильную работу видеокарты и зачастую позволяет заряжать подключенный лэптоп.

Несмотря на все преимущества, использование внешних видеокарт имеет ряд ограничений и недостатков:

Ноутбук должен иметь интерфейс Thunderbolt 3 или 4 для подключения большинства современных eGPU. К сожалению, данные разъемы пока еще не стали стандартом индустрии и доступны преимущественно в моделях среднего и высокого ценовых сегментов. Хотя некоторые производители предлагают специальные внешние видеокарты с проприетарными коннекторами для своих ноутбуков (например, ASUS ROG XG Mobile), совместимость таких решений очень ограничена.

Пропускная способность даже интерфейса Thunderbolt 4 (40 Гбит/с) все еще примерно в 3 раза меньше, чем у настольного PCI-Express 3.0 x16 (около 128 Гбит/с). Это означает, что в некоторых сценариях производительность внешней видеокарты может немного отставать от аналогичной десктопной модели, особенно в играх и приложениях с высокой нагрузкой на CPU. В среднем можно ожидать 10-15% проседания FPS по сравнению с настольным ПК. Также стоит учитывать, что быстродействие eGPU может дополнительно ограничиваться самим процессором ноутбука.

Внешние видеокарты — довольно громоздкие устройства. Средние размеры eGPU составляют 30х20х15 см, а вес может достигать 5-7 кг. Плюс для работы им требуется постоянное подключение к электросети. Все это означает, что об истинной мобильности речи не идет. Использовать ноутбук с подключенной внешней видеокартой можно только дома или в офисе, но никак не в дороге или кафе.

Стоимость внешней видеокарты складывается из цены самой десктопной графики, корпуса и блока питания. Хорошие eGPU корпуса стоят в районе 300-500$. Таким образом итоговые затраты могут быть сопоставимы с ценой игрового ноутбука. К тому же видеокарты для внешних боксов приходится покупать отдельно, а цены на них сейчас сильно завышены из-за дефицита.

При выборе внешней видеокарты нужно обратить внимание на следующие моменты:

Внешние видеокарты — отличное решение для тех, кому нужна высокая графическая производительность без покупки громоздкого игрового ноутбука или настольного ПК. Современные eGPU на базе интерфейса Thunderbolt 3 и 4 позволяют использовать с лэптопами практически любые десктопные видеокарты и получать впечатляющий прирост FPS в играх и скорости работы профессиональных графических приложений.

При этом важно понимать ограничения технологии внешних видеокарт. Они по-прежнему не обеспечивают 100% производительности карт по сравнению с настольными системами, довольно громоздки и требуют постоянного подключения к розетке. Поэтому для по-настоящему мобильных сценариев использования eGPU не подойдут.

Также стоит учитывать, что внешние видеокарты - недешевое удовольствие. Цена самой графики плюс стоимость корпуса с блоком питания может быть сопоставима с ценой неплохого игрового ноутбука. Поэтому к покупке eGPU стоит присматриваться в первую очередь владельцам уже имеющихся производительных лэптопов с Thunderbolt 3/4, желающим продлить их жизненный цикл и получить новые графические возможности.

Если вы только планируете покупку мобильного компьютера для игр и работы с графикой, то в большинстве случаев оптимальным выбором будет все же игровой ноутбук с мощной дискретной видеокартой. Благодаря активному развитию энергоэффективных графических и центральных процессоров, а также систем охлаждения, современные игровые лэптопы уже не такие громоздкие и тяжелые, как раньше. При этом они стоят сопоставимо или даже дешевле комплекта из ноутбука с eGPU, но при этом не требуют дополнительного оборудования и проводов для работы.

В то же время для некоторых специфических сценариев использование внешней видеокарты может быть оправдано. Например, если у вас уже есть производительный ультрабук или трансформер с Thunderbolt 3/4, и вы хотите использовать его для игр или работы с графикой только дома или в офисе. Или если вам нужна действительно топовая графическая производительность, которую не предлагает ни один ноутбук.

Но даже в этих случаях, перед покупкой eGPU стоит тщательно обдумать все за и против. Помимо ограничений формата как такового, важно учитывать конкретные параметры присматриваемой внешней видеокарты — совместимость с вашим ноутбуком, поддерживаемые размеры и мощность графических ускорителей, качество охлаждения, набор портов, возможность апгрейда и цену. Универсального решения, идеально подходящего всем, тут нет — внешние видеокарты, как и сами ноутбуки, нужно подбирать индивидуально под свои задачи и бюджет.

Но в целом можно смело сказать, что eGPU - весьма любопытная и перспективная технология, которая может дать вторую жизнь многим ноутбукам и обеспечить их владельцев производительностью, о которой они раньше могли только мечтать.

Уже сейчас внешние видеокарты находят своих пользователей среди геймеров, профессионалов, работающих с графикой, и просто энтузиастов мобильных технологий. А с дальнейшим развитием и распространением интерфейсов класса Thunderbolt, а также неизбежным удешевлением самих графических ускорителей, популярность eGPU будет только расти.

Вполне возможно, что спустя несколько лет использование внешней видеокарты с ноутбуком станет таким же обыденным делом, как подключение внешнего монитора или накопителя.