La guía definitiva para el usuario de gráficos externos eGPU

por Javier Rodríguez 10/09/2017 2

Más ventajas que los gráficos dedicados

Introducción

Desde hace tiempo fabricantes y usuarios han buscado la opción de los gráficos externos como el método de adaptar portátiles no preparados para convertirse en máquinas capaces. Muchas veces también para poder usar gráficos de sobremesa, más potentes, que los que se instalaban normalmente en ordenadores portátiles, por las limitaciones de consumo de energía.

Ahora esta diferencia de potencia entre gráficos sobremesa y portátil se ha reducido de forma importante. Aun así, las razones no faltan para optar por este tipo de soluciones y ahora es más fácil que nunca gracias a las nuevas generaciones de tecnologías conectivas y a las últimas generaciones de tarjetas gráficas más eficientes y al mejor soporte que ofrecen los fabricantes en sus drivers y también los desarrolladores en sus sistemas operativos.

Actualmente Windows 10 ofrece un gran soporte para estas tecnologías y MacOS lo hará de forma definitiva en su próxima versión de MacOS X, que está al caer. AMD y Nvidia disponen, mediante Xconnect y Optimus respectivamente, del soporte adecuado para sacar partido a este tipo de gráficas y aunque el soporte no es perfecto, lo cierto es que avanza a buen ritmo, tanto como la disponibilidad de este tipo de graficas en el mercado. 

Más ventajas que los gráficos dedicados

La conectividad Thunderbolt 3 ofrece más prestaciones, nos permitirá velocidades de acceso de hasta 40gbps combinados con alimentación de hasta 100w, conectividad USB 3.1 y video Displayport capaz de controlar pantallas de hasta 5k.

Esto significa, que, eligiendo el hardware adecuado, podemos tener conectividad periférica –ratones, teclados, etc.—además de conectividad de video, los gráficos externos potentes que buscamos y, casi más importante, alimentación para nuestro portátil. Podremos concentrar todo el uso “sobremesa” de nuestro ordenador portátil o convertible, en un solo conector de tipo USB-C.

Un solo cable para tener carga y conectividad completa

Eligiendo bien el portátil

Eligiendo bien el portátil

Hay algo básico que necesitaremos para usar este tipo de gráficas y no es otra cosa que un conector Thunderbolt 3. Este tipo de conectividad, que usa un conector USB-C estándar y cada vez está más utilizado en portátiles de toda índole más aun cuando Intel ha liberado la tecnología de todo tipo de “royalties”.

Pero no todos los portátiles Thunderbolt 3 son aptos para tarjetas gráficas externas y los que lo son tienen, la mayoría algunos factores que tener en cuenta. Uno de los más importantes es la capacidad de alimentación que tengan a través del puerto Thunderbolt3.

Uno de estos conectores ofrece hasta 100w de potencia de carga, más que suficiente para una gran mayoría de portátiles del mercado, pero esto tiene que ir en consonancia con las capacidades de la caja externa que usemos, con el cableado Thunderbolt 3 que usemos y con la configuración de bios y firmware que tenga nuestro portátil. Hay portátiles con consumos más elevados, cercanos a los 100w, que son más sensibles a una potencia de carga menor y suelen limitar la potencia del procesador y otros componentes para no perder capacidad de carga de la batería. Esto ocurre en ordenadores portátiles más grandes tipo Dell XPS 15.

Con el cable adecuado podremos mejorar este comportamiento. Los 100w de potencia de carga requieren de un cable corto, de unos 50cm, y también que este certificado para esa potencia de carga. Muchas cajas, aparte de lo prometido, no cumplen con esto, pero podremos encontrarlos en las tiendas habituales por costes muy similares a los cables más “normales”. Según aumentemos el largo del cable perderemos capacidad de carga, este es un punto importante.

Hay portátiles que tienen firmware Thunderbolt 3 especializadas en gráficos externos, esto puede parecer un requisito, pero ciertamente no lo es. Simplemente tendremos algo menos de ancho de banda y algo menos de aprovechamiento de la capacidad de su conectividad. Lo que, si tendremos que tener es un portátil con el firmware Thunderbolt 3 debidamente actualizado, así también el de la caja que usemos. Por tanto, un portátil con buen soporte es indispensable y por ello mi consejo es ceñirnos a los fabricantes que tengan un buen historial en este sentido.

Aunque nuestra máquina no este certificada para gráficos eGPU eso no significa que no vayan a funcionar, el requisito más importante es que tengamos la firmware 16.

El portátil que usemos debe disponer de Windows 10 o MacOS, aunque el soporte oficial en este sistema aun esta en desarrollo, y en sus versiones más recientes. En ellos encontraremos las tecnologías que aprovechan AMD y Nvidia para el desempeño de sus drivers con tecnología Xconnect (AMD) u Optimus (Nvidia).

Optimus se reutiliza para poder redirigir la potencia gráfica a cualquiera de las pantallas en uso.

A partir de aquí no hay límites. Podemos usar gráficos externos en cualquier portátil bien preparado sea cual sea el tipo. Desde ultraligeros delgados como el HP Spectre, convertibles como el ASUS Transformer 3, la gama Macbook Pro más reciente de Apple, o tablets con procesadores de ultra bajo consumo como algunos modelos de convertibles con procesadores Core M. En todos funcionará adecuadamente, pero la potencia grafica dependerá también de la potencia del procesador.

Estos procesadores de última generacion son una gran noticia para los que queremos combinar movilidad y gráficos potentes cuando es necesario.

En ordenadores portátiles tenemos que intentar usar procesadores capaces o al menos aprovechar bien el procesador al que tengamos acceso. Luego veremos algunos trucos y claves para lograr esto de la forma más adecuada. Un cambio importante, para bien, lo veremos en portátiles ligeros o convertibles, que aprovechen los nuevos procesadores Core de octava generación con cuatro núcleos y ocho hilos de proceso que mantienen el consumo de estos procesadores alrededor de los 15w. Esto será un apoyo importante para sacar más partido a nuestra grafica externa, sobre todo en juegos con APIs modernos y niveles de calidad elevados.

Claves para elegir una caja externa

Claves para elegir una caja externa

Esto es un juego de dos. Ya sabemos que tenemos que tener en cuenta para que nuestro portátil ofrezca un buen soporte, pero ahora queda la parte más importante porque las pocas cajas que hay en el mercado tienen todas sus peculiaridades. Nosotros no os vamos a recomendar un modelo concreto, pero si os daremos algunas claves a tener en cuenta.

No todas las cajas nos ofrecerán los 100w de carga a través del puerto y no todas ofrecen conectividad extra. Algunos verán esto como una ventaja, porque la caja se dedica a un objetivo claro, pero perderemos esa opción de usar un solo cable para la conectividad completa de sobremesa de nuestro ordenador portátil.

Otro factor a tener muy en cuenta es la potencia de la fuente de alimentación que ofrezca la caja que elijamos. Una gráfica de gama alta moderna puede consumir cerca de los 300w, más si hacemos overclocking, por lo que tendremos que elegir adecuadamente la solución que más se adapte a nuestras necesidades actuales y de futuro a medio plazo. Una caja equipada con una fuente de 450-500w seria adecuada para cargar nuestro portátil y ofrecer soporte para gráficos de alta potencia.

El tamaño es otro de los factores que tenemos que tener en cuenta. Personalmente creo que las cajas más grandes, para graficas externas, pierden la esencia de la movilidad y entran directa competencia, incluso en precio, con ordenadores sobremesa muy compactos. Algunos fabricantes, como Gigabyte, nos ofrecen modelos más compactos, pero estaremos limitados a graficas con tamaño ITX y la gráfica más poderosa en este formato es la GTX 1080 que esta misma marca ha puesto en el mercado hace tan solo unos días.

Otro factor que tenemos que tener en cuenta, aunque este está siendo adaptado por todos los fabricantes, es que necesitamos un firmware donde se haya corregido el bug que Intel detecto en la comunicación “Host to Device” (H2D) que prácticamente dobla el ancho de banda entre la caja y el sistema. Como digo todos los fabricantes están ya adaptados, o en vías de adaptación a esta mejora. Mejora que se realiza a nivel de software.

Si no tenemos actualizado el firmware para mejorar el rendimiento H2D
nuestro ancho de banda estara limitado a 1000MBps.

Las opciones más interesantes

Las opciones más interesantes

La Razer Core es una de las mejores opciones si tenemos un presupuesto abultado y queremos graficas de tamaño compatible con los modelos de referencia de Nvidia y AMD. Es una caja difícil de conseguir en España, pero tiene todo lo que podemos desear y eso incluye una fuente de 500w, conectividad USB 3.0 mediante cuatro puertos, Ethernet Gigabit y un formato atractivo y fácil de mantener.

El problema es que cuesta en Europa casi 500 Euros, el precio de un buen ordenador compacto. Admite graficas de 31cm de largo.

ASUS ROG XG Station 2 es otra de las mejores opciones que podemos encontrar si no tenemos complejos con el tamaño de la caja. Tiene una fuente con 600w de potencia, ofrece 100w de carga, cuatro puertos USB 3.0 y Ethernet. Es un modelo también muy caro, cercano a los 500 Euros y difícil de conseguir en España. Admite gráficos de hasta 31cm de largo.

HP Omen Accelerator es la alternativa de HP y su mayor problema es el tamaño. Tiene una fuente de 500w, carga máxima de 60w, pero incluye cuatro puertos USB 3.0, Ethernet e incluso una bahía para discos de 2.5” con el que añadir almacenamiento. Una buena idea si queremos dejar nuestros juegos “junto” a la caja. HP comercializara este modelo antes de que acabe el año por un precio cercano a los 375 Euros. No es barata, pero muy completa. Admite graficas de hasta 29cm de largo.

Sonnet Break away Box es la caja que ha utilizado Apple para su kit de desarrollo de gráficos externos para MacOS High Sierra. Tiene opciones de fuentes entre los 350 y 550w, carga máxima de 87w, pero no ofrece ninguna conectividad extra. Su tamaño máximo de grafica es de 31 centímetros. Apple comercializa esta caja, con una AMD Radeon RX580 en su interior por 600 dólares, como kit de desarrollo.

Gigabyte GTX 1070 Gaming Box. Esta opción de Gigabyte incluye una gráfica Nvidia Geforce GTX 1070. Admite graficas de hasta 17cm de largo, estándar ITX, y tiene una fuente con 450w que permite también cargar portátiles de hasta 100w. Tiene tres puertos USB 3.0 de tipo A y un puerto dedicado únicamente a carga con compatibilidad Quick Charge 3.0. Es la caja más pequeña de todas las que os mostramos hoy, muy compacta y eficiente, pero tiene un punto débil en sus dos ventiladores de 4cm que usa como refrigeración. El problema, básicamente, es que es ruidosa a pesar de usar en su interior una magnifica grafica con refrigeración hibrida.

Es muy pequeña y manejable y Gigabyte la entrega con una bolsa de transporte. Su precio ronda los 660 Euros, con la gráfica integrada, pero se puede encontrar por precios cercanos a los 600 Euros. Es una de las opciones más accesibles en España y tiene un precio bastante equilibrado para el hardware que incluye.

Zotac también prepara su propia caja externa con gráficos integrados y la idea es hacerlo con modelos de grafica GTX 1080 o GTX 1080 Ti. Es un modelo compacto de aspecto cuidado y conectividad frontal y trasera. Aun es un prototipo, se presentó en Computex, y no hay fecha ni precios sobre este producto.

Podemos encontrar cajas para gráficos de otras marcas, listas para personalizar, de marcas como Akitio o Netstor. La Netstor Hercules es una gran caja con espacio para graficas de referencia, fuente de hasta 300w, pero sin modo de carga más allá de los 15w. Tiene uno de los mejores anchos de banda de todas las cajas disponibles, y es de las pocas que disponen de dos conectores Thunderbolt 3, para entrada y salida. No es barata en Europa, cerca de los 450 Euros.

La Akitio Node es otra opción para montar nosotros mismos con un precio adecuado. Admite graficas grandes, de hasta 32cm, pero no tiene modo de carga, solo 15w. La fuente que integra es de 400w y la podemos encontrar por menos de 330 Euros aquí en España. Es un clásico entre usuarios de eGPU y una garantía de éxito, pero con carencias como la alimentación o no disponer de ningún conector adicional.

Nuestra experiencia de uso real

Nuestra experiencia de uso real

Nosotros hemos optado por la Gigabyte GTX 1070 Gaming Box porque es una solución completa, con el formato más compacto de todas las opciones que hay en el mercado y porque cumple con todas las expectativas que podemos poner en modelos más grandes, como la capacidad de carga o la conectividad adicional. Su único problema, aunque para mi importante, es el ruido que producen sus dos pequeños ventiladores de 40mm, que usa para extraer calor del interior de su pequeño chasis.

Tiene unas dimensiones de poco más de 20cm, con unos 12cm de ancho y 16cm de alto. En su interior encontraremos una Geforce GTX 1070 que es adecuada para jugar con hasta resoluciones 2k a juegos tipo AAA. Su precio ronda los 650 Euros, no es barata, pero incluye la tarjeta gráfica y añadidos interesantes como una bolsa de transporte.

Es compacta y fácil de instalar. Tiene una fuente de alimentación interna y ofrece capacidad de carga de hasta 100w. Se activa cuando lo conectamos al portátil y se apaga con él, manteniendo la capacidad de carga en modo de reposo. Gigabyte le ha añadido un sistema de leds que podemos personalizar y podemos ajustar la gráfica como haríamos con cualquier grafica interna. Tiene varios perfiles de uso, también de ventilador, y en reposo apaga completamente su ventilador principal.

Instalarla es tan sencillo como conectarla e instalar los últimos controladores de Nvidia. La grafica usará la tecnología Optimus de Nvidia y nos permitirá acelerar gráficos en monitores conectados a él, a la caja directamente, así como también en la propia pantalla del portátil. No necesitamos de monitores adicionales, si no queremos. Cierto es que la velocidad aumenta en pantallas conectadas a la caja, cerca de un 5% más de rendimiento, que cuando la usamos en la pantalla del propio portátil. Podemos usar escritorio extendido, conectar periféricos a la caja, añadir conectividad Ethernet USB, o almacenamiento masivo, y todo se conectará al portátil con un solo cable.

Podemos usar todas las conexiones del portátil y de la caja para sistemas de pantalla extendida.

En nuestras pruebas la gráfica supera los índices de VR Mark para una buena experiencia en VR y dispone de toda la conectividad necesaria en el propio cuerpo de la caja. Hemos jugado a algunos de los juegos más recientes, como Mass Effect Andromeda y Killing Floor 2 con excelentes resultados de rendimiento, pero con una perdida en torno al 10% sobre las capacidades de esta misma gráfica conectada a un ordenador sobremesa potente.

Si dedicamos la CPU al trabajo que queremos aceelerar los resultados serán los adecuados.No hay throttling en gráfica por temperatura y recibe la información que necesita para maximizar su rendimiento.

El rendimiento se reduce cuando usamos la gráfica externa para acelerar la pantalla integrada en el portátil, la perdida ronda el 5-10% dependiendo del juego.

Para maximizar el rendimiento de la gráfica externa tendremos que saber aprovechar toda la potencia de proceso del procesador de nuestro portátil. Si es un portátil con un procesador de 2 núcleos y 4 hilos de proceso, tendremos que tener especial cuidado en que no haya tareas que consuman CPU al mismo tiempo que nuestro juego, suele ser el punto que genera más picos de rendimiento o perdida de rendimiento puesto que son procesadores que se saturan más fácilmente con múltiples tareas exigentes. Controlado esto el rendimiento con procesadores Core i5 o Core i5 de 15w es excelente, casi perfecto en procesadores de 4 núcleos y 8 hilos.

El rendimiento es algo más bajo del que lograria esta grafica en un slot PCI Express 3.0 16x, pero es perfectamente adecuado para los juuegos más modernos. Convertirá tu portatil de trabajo en una estación de juegos más que decente.

Hemos probado la caja en tres ordenadores diferentes y solo hemos encontrado un pequeño problema de “lag” en el ratón en un HP Spectre de última generación. El problema se solventaba conectando el ratón a otro puerto del portátil, en vez de a la propia caja y como no hemos detectado este mismo problema en otros ordenadores es fácil discernir que el problema está en el propio firmware del portátil.

La conectividad es completamente estable, el funcionamiento perfecto y podemos aprovechar también la aceleración de computo de la tarjeta gráfica para acelerar nuestras aplicaciones multimedia. Ciertamente todo ordenador al que hemos conectado esta grafica externa parece disfrutar de una agilidad general que no disponía sin ella.

Carga el portátil, añade conectividad de periféricos y ocupa muy poco espacio en nuestro escritorio. El único problema es sus dos pequeños y odiosos ventiladores de 4cm, pero este problema también dependerá de cómo y donde tengamos posicionada la caja. Viene perfectamente equipada, con todo lo necesario para su puesta en marcha y se puede instalar en apenas 5 minutos y Gigabyte está cuidando bien su soporte con una actualización de firmware para corregir el enlace H2D apenas unos días después de su lanzamiento.

Conclusión

Conclusión

Los gráficos externos nos permitirán mantener una gran movilidad cuando salimos fuera de la oficina o de casa y tener ese aumento de rendimiento cuando llegamos a ella. Un mismo portátil o tablet, que usamos por peso y autonomía cuando nos movemos, puede ser una autentica máquina de juegos o estación de trabajo multimedia o unidad de computo de alto rendimiento o sistema de realidad virtual para cualquier maquina compatible.

Para ello solo necesitaremos un cable, que además cargará el portátil y nos dará toda la conectividad de periféricos que necesitamos cuando usamos el ordenador portátil como ordenador de sobremesa. Es un sueño que lleva muchos años de intentos pero que parece que ahora, gracias a Thunderbolt 3, logra unos estadios de funcionamiento casi perfectos, a los que solo hace falta algo más de ancho de banda, ahora limitado a PCI Express 3.0 4x, para competir perfectamente con gráficos instalados directamente en el ordenador.

Equipos sobremesa compactos, como los Intel Nuc, Gigabyte Brix, Zotac MiniPC, con thunderbolt 3 pueden aprovechar tambien este tipo de graficas externas.

Con cajas como la Gigabyte Gaming Box que hemos usado en nuestras pruebas se demuestra que también pueden ser unidades muy pequeñas y versátiles y no por ello no ampliables. Las gráficas modernas más eficientes suelen tener formatos más compactos y esta tendencia se puede aprovechar para minimizar nuestro espacio de escritorio y aprovechar mejor nuestra inversión en hardware general y en gráficos.

Hay mucho margen de mejora, sobre todo en la estandarización del soporte completo de esta tecnología, pero el camino parece bien marcado, los desarrolladores de sistemas operativos tienen claro que esta es una tecnología con futuro y los fabricantes de gráficos también están concienciados en que la experiencia con este tipo de sistemas, con sus graficas instaladas, tiene que ser lo más cercano posible a la experiencia que tendría ese mismo motor gráfico instalado dentro de un PC.

Ese sueño de usar un ordenador ligero y de gran autonomía como máquina de juegos cuando queremos relajarnos en casa es ahora perfectamente factible.

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