HD 6770M

Der 2011er iMac und das leidige Thema mit der Grafikkarte – Teil 2

Roman

Im zweiten Teil der Anleitung für eine alternative Grafikkarte im iMac geht es um den Bootscreen und um Karten, die obwohl diese funktionieren sollten kein Bild erzeugen. Es gibt Karten die baugleich sind, aber in anderen Laptops verbaut wurden und somit eine andere Firmware haben und deswegen nicht so funktionieren wie sie sollten. Karten von Dell/Alienware funktionieren in der Regel, aber die gleichen Karten wurden z.B. auch in HPs und MSI Laptop verbaut und diese funktionieren eben nicht. Hier ist die Lösung, dass man die Firmware der Karte mit der von einer Dell/Alienware-Karte ersetzt. Der Bootscreen oder Startbildschirm ist eigentlich nicht so wichtig, wäre da nicht die Möglichkeit die Wiederherstellung oder eine Neuinstallation durchzuführen ohne diese Möglichkeit. Ohne einen Startbildschirm wird der Recoverymodus überhaupt nicht starten und die Neuinstallation in einer Endlosschleife hängen bleiben. Weil beide Punkte den selben Arbeitsschritt beinhalten, habe ich diese natürlich auch als einen behandelt, nämlich das Anpassen der Firmware der Grafikkarte. Diese Anleitung hatte etwas aus sich warten lassen, weil bis vor ein paar Wochen musste auch noch das BootRom des iMacs hierfür modifiziert werden. Dies ist nun nicht mehr notwendig.

Aber bevor wir loslegen – Ihr kennst das ja schon – erst mal der obligatorische Haftungsausschluss:

Ich übernehme keinerlei Haftung für irgendwelche Schäden, die bei der Reparatur elektronischer Geräte, dem Aufbau und Betrieb elektronischer Schaltungen, an Personen oder Geräten entstehen können.

>> Sollten Sie Windows auf dem iMac haben und dieses auch starten können, können Sie gleich zum Punkt: “Firmware der Grafikkarte anpassen” springen.

Für dieses Unterfangen brauchen wir neben dem defekten iMac einen zweiten Rechner und ein CH341A USB EPROM-Brenner. Den gibt es bei dem Onlinekaufhaus mit den 4 bunten Buchstaben für etwas unter 10 Euro. Achtet beim Kaufen darauf, dass es der schwarze CH341A ist und mit der Klammer. Als zweiten Rechner habe ich ein altes MBP mit Windows XP genommen. Bei Windows 10 gibt es Probleme mit den Treibern für das CH341A und einen Windows 7 Rechner hatte ich nicht zu Hand, sollte aber auch auf Windows 7 funktionieren. Sollte man keinen passenden alten Rechner haben, ein Windows XP Laptop bekommt man gebraucht für unter 30 Euro.

Weiterhin brauchen wir noch etwas Software und die passende Firmware der Grafikkarte. Ich habe alles, was benötigt wird, in einem Download zusammen gefasst. Diese Firmware und sämtliche Informationen habe ich aus dem Macrumors Forum. Externer Link

Download (etwa 8MB) CRC32-HASH: 0826EC78

CH341A.EXE wird durch McAfee als Virus erkannt.

Installation und Nutzung des CH341A

Das CH341A muss vor Gebrauch erst mal auf dem Zweitrechner installiert werden. Im Order “Treiber CH341A” aus obigem Download befindet sich der passende Treiber für das CH341A. Einfach die “setup.exe” ausführen und auf “Install” klicken. Nach erfolgreicher Installation kann nun das CH341A an den Rechner angeschlossen werden.

Benutzung des CH341A

Die Benutzung de CH341A ist recht einfach, wenn man weiß worauf man achten muss. Leider kommt das Gerät ohne jegliche Anleitung oder Treiber daher. Ich habe einige Zeit gebraucht und im Internet gesucht, bis ich damit zurecht kam. Das CH341A ist sowohl für “24 EEPROM” als für – was wir brauchen – “25 SPI Flash” Chips geeignet. Auf dem CH341A ist dies mit einer kleinen Zeichnung gekennzeichnet. Auch ist in dieser Zeichnung zu sehen, wo der Pin1 hingehört. Pin 1 ist mit einem kleinen Punkt gekennzeichnet. Hier wird die Klammer so angebracht, dass der rote Draht Pin1 entspricht. Der Pin1 1 ist auch dem entsprechendem Chip mit einem kleinen Kreis gekennzeichnet, auf dem Logicboard sogar mit einem kleinen weißem Pfeil.

 

Zum Beschreiben eines EEPROM habe ich das benötigte Programm in dem Ordner “Software CH341A” mitgeliefert. Die Software braucht man nicht zu installieren, man muss nur  das Programm “CH341A” ausführen. Im Programm muss man erst den entsprechenden Typ EEPROM auswählen, dies ist ein “25 SPI Flash”. Das automatische Erkennen des EEPROM über den Knopf “Detect” schlägt meistens fehl und gibt den falschen Wert zurück, also müssen wir den entsprechenden Chip per Hand auswählen. Dafür müssen wir erst mal wissen, welcher Chip verbaut wurde. Hierfür braucht man schon eine Lupe, um den Text auf dem Chip lesen zu können. In meinem Fall wurde ein MX25L6405D verbaut. Diesen wählen wir entsprechend in der Software aus unter dem Knopf “Chip Search”. Hier können wir einfach im Feld “Chip Name” einen Teil der Bezeichnung eingeben und im unteren Teil den entsprechenden Chip auswählen.

Es kann vorkommen, dass ein Chip nicht im Programm vorkommt, aber mit einer anderen Einstellung beschrieben werden kann. So hatte ich zum Beispiel einen 25Q064A, was – wie für einen iMac von 2011 üblich ist – ein 8MByte/64MBit Chip ist. So habe ich von oben nach unten jeden 8MByte/64MBit Chip ausprobiert und mit dem W25Q64BV dann beschreiben können. Es ist ratsam, nach jedem durchgeführten Schreibvorgang, diesen zu kontrollieren, indem man das Geschriebene mit dem Original vergleicht. Hierfür gibt es die Option “Verify” oben im Menü. Aber bevor wir einen Chip beschreiben, machen wir erstmal ein Backup, indem wir  im Menü auf “Read” klicken. Nach dem Einlesen der Daten des EEPROMS können wir diese einfach in eine BIN-Datei über den Menüpunkt “Save” speichern. Zum Beschreiben müssen wir erst eine BIN-Datei auswählen über den Menüpunkt “Open” und anschließend den Punkt “Program” drücken. Man kann vorher eventuell noch den Punkt “Erase” wählen, um den Chipinhalt zu löschen.

Firmware der Grafikkarte anpassen

Momentan gibt es angepasste Firmware für die Quadro K1000M, K1100M, K2000M, K2100M, GTX 765M, GTX 770M und GTX 780M. Ebenfalls gibt es Firmware für die AMD WX4170 (RX560) und die AMD WX7100 (RX580), allerdings brauchen die AMD-Karten noch einige andere Modifikation, welche ich in diesem Beitrag nicht behandeln werde. Diese Firmware befindet sich im Ordner “GPU Firmware” im Download. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Firmware der Grafikkarte anzupassen: entweder aus einer Windows Installation heraus oder mit dem CH341A. Wenn man die Karte bereits eingebaut hat und Windows installiert hat, ist dies die einfachste Methode. Hierfür habe ich das Flashtool von Nvidia in den Download hinzugefügt. nvflash ist für das 32-Nit System und nvflash64 für ein 64-Bit System. Man sollte vorher remote desktop aktiviert haben oder über eine andere Art, z.B. VNC die Möglichkeit haben um auf das System zugreifen zu können weil die Chance besteht, dass der Bildschirm während des Flashens ausgeht. Und man sollte, bevor man die modifizierte Firmware installiert, erst mal eine Sicherheitskopie der alten Firmware machen. Hierfür geben wir folgendes Kommando ein:

nvflash -b alt.rom oder nvflash64 -b alt.rom

Nach erfolgreichem Backup können wir die modifizierte Firmware ins Rom flashen:

nvflash neuesbios.rom oder nvflash64 neuesbios.rom

Wobei neuesbios.rom natürlich durch den Namen der zuvor heruntergeladenen Biosdatei ersetzt wird.

Sollte man kein Windows installiert haben oder nicht gestartet bekommen, muss man den CH341A benutzen. Dafür muss die Karte, sollte man diese bereits eingebaut haben, wieder aus dem iMac ausgebaut werden. Wie oben beschrieben müssen wir erst den Type des EEPROM mit der Lupe herausfinden und in der Software einstellen. Danach die Klammer auf den Chip befestigen und die Firmware entsprechend sichern und die neue installieren. Hiernach kann die Karte wieder eingebaut werden. Ob es richtig funktioniert hat, sieht man anschließend wenn das OS hoch gefahren ist und man oben auf den Apfel klickt und “Über meinen Mac” auswählt. In dieser Übersicht sollte bei Grafikkarte ein Vermerk von Nick[D]vB stehen.

 

Der 2011er iMac und das leidige Thema mit der Grafikkarte

Roman

Wie im MacBook Pro von 2011 werkelt im iMac des gleichen Jahres auch eine Grafikkarte der AMD Radeon HD 6-Serie mit einer ähnlich hohen Ausfallrate. Beim iMac kann man leider nicht, wie beim MacBook Pro, auf die Intel HD3000 wechseln, so muss hier eine andere Lösung her. Zum Glück hatte Apple bei diesem Gerät die Grafikeinheit nicht auf dem Logicboard verlötet, sondern eine recht gebräuchliche MXM-Karte verwendet, die man austauschen kann. Beim Austausch kann man natürlich eine baugleiche nehmen mit dem selben Seriendefekt, diese wird aber auch nicht ewig halten. Als Alternative kann man MXM-Karten aus Dell/Alienware Laptops einbauen. Diese sind in der Regel auch deutlich günstiger. Übrigens sind auch bei den Modellen von 2009 und 2010 die Grafikkarten auf die gleiche Art und mit den selben Karten zu wechseln.

Vorteile:
* alternative Karten sind deutlich günstiger
* Karten der neueren Generation sind schneller und oft auch stromsparender
* Karten der neueren Generation sind metal-fähig, also für Mojave geeignet

Nachteile:
* Kein Bootscreen mehr. Bild kommt erst, wenn das OS komplett geladen ist
* Hintergrundbeleuchtung ist nicht mehr einstellbar
* Target-Mode funktioniert nicht mehr
* Kühler muss angepasst werden

Aber es gibt mittlerweile schon einige Lösungen, um die Nachteile auszumerzen, aber das ist etwas für die nächsten Beiträge. In diesem soll erst mal die defekte Karte ausgetauscht werden.

Bevor wir loslegen erst mal der obligatorische Haftungsausschluss:

Ich übernehme keinerlei Haftung für irgendwelche Schäden, die bei der Reparatur elektronischer Geräte, dem Aufbau und Betrieb elektronischer Schaltungen, an Personen oder Geräten entstehen können.

Welche Karten funktionieren?

Mann muss vorher wissen, dass in einem 21,5″ nur kleine MXM 3.0A Karten rein passen und im 27″ sowohl die kleine MXM 3.0A als auch die Größeren MXM 3.0B Karten. Karten die bis jetzt erfolgreich getestet wurden sind die MXM 3.0-B von Dell/Alienware GTX 765M, GTX 770M, GTX 780M und die GTX 860M. Dazu kommen noch die kleine MCM 3.0-A Karten Quadro K1100M und die K2000M.

Anpassung des Kühlers

Weil jede Karte einen anderen Aufbau an Komponenten hat, muss der Kühler in de meisten Fällen angepasst werden. Hierfür eignet sich ein Dremel oder vergleichbares Werkzeug. Für die hier benutzte GTX 765M (rechts) musste ich an zwei Stellen etwas aus dem Kühler flexen und das Kreuz auf der Rückseite musste auch etwas angepasst werden.

Auch für die von mir verwendete K1100M musste ich sowohl den Kühler als auch das Kreuz etwas anpassen. Beim Befestigen des Kühlers muss neben der Wärmeleitpaste auf dem GPU auch ein Wärmeleitmittel auf den Speicherchips, Spulen und Kondensatoren aufgetragen werden. Hier benutze ich gerne Wärmeleitpads statt Wärmeleitpaste. Normale Wärmeleitpaste kann hierfür auch nicht benutzt werden, weil der Abstand zwischen den Speicherchips und dem Kühlkörper deutlich größer ist als der Abstand vom GPU und dem Kühlkörper. Hierfür eignet sich ansonsten K5-Pro.

Einbau der Grafikkarte

Um die neue Grafikkarte einzubauen, muss erst mal die alte heraus – und dafür muss leider der ganze iMac auseinander gebaut werden. Leider gibt es bei iFixit nur eine Anleitung für den 21,5 iMac, aber nicht für das 27″ Modell. Die Schritte für den 27″ iMac sind nahezu identisch zu dem vom 21,5″ iMac. Lediglich befinden sich einige Kabel an einer anderen Stelle. So ist z.B. das Audio-Kabel bei Schritt 32 deutlich kürzer.

https://de.ifixit.com/Anleitung/iMac+Intel+215-Inch+EMC+2428+GPU+Karte+austauschen/5980

Was, wenn es dunkel bleibt?

Es können nach dem Tausch 3 Sachen passieren:  Zum einen startet der iMac und es kommt nach dem Starten des Betriebssystems auch ein Bild – das ich natürlich das, was wir wollen. Es kann aber auch nichts passieren, also dass der iMac überhaupt nicht startet. In diesem Fall ist auch nicht viel zu machen – heißt Karte wieder ausbauen. Hier besteht eventuell noch die Möglichkeit, die Karte mit einer neuen Firmware auszustatten. Dazu aber mehr in nächsten Beitrag. Es kann auch passieren, dass der iMac startet, aber kein Bild kommt. In diesem Fall kann man noch die Nvidia Webdrivers installieren, vorausgesetzt, man hat sich für eine Nvidia Karte entschieden. Allerdings gibt es für Mojave keine Nvidia-Webdrivers mehr.

 

System aufrüsten oder neu installieren

Nach dem Einbau wird das bereits installierte Betriebssystem weiterhin funktionieren. Auch sollten Updates keine Probleme machen. Allerdings macht eine Neuinstallation bzw. ein Upgrade auf ein neueres Betriebssystem Probleme. Dies endete in meinen Tests immer in einer Bootschleife. Um ein Betriebssystem installieren zu können, braucht man entweder einen zweiten Apple Rechner, wo man die Installation vollziehen kann und anschließend die Festplatte in den iMac baut, oder man muss die alte defekte Karte einbauen, solange diese noch im abgesichertem Modus funktioniert. Auch für die Installation per Mojave-Patcher muss man eine dieser beiden Optionen wählen. Allerdings besteht die Möglichkeit, den BootRom und das vBios der Grafikkarte zu modifizieren, sodass eine Neuinstallation möglich ist. Dies werde ich in meinem folgenden Blogeintrag dokumentieren.