Der 2011er iMac und das leidige Thema mit der Grafikkarte

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.

13 thoughts on “Der 2011er iMac und das leidige Thema mit der Grafikkarte

  1. Kleine frage, ich würde gerne ne 770M in meinen 21.5 mid 2011 bauen, mit ner 2.5″ SSD geht das ja auch platzmässig auf, und bis 75W machen ja die grakas in den 21.5ern anscheinend keine probleme mit dem netzteil oder kühlung… zum bios flashen würde ich ganz dreist windows installieren und mit NVFLASH das bios der karte drüber bügeln 🙂 wo wir auch schon bei der frage sind: woher bekomme ich das passende bios für die 770M?

    1. Ich habe leider noch keinen 21,5 Zoll mein eignen nennen dürfen, also habe ich das noch nicht testen können. Was ich so gelesen habe ist, dass in einem 21,5 Zoll iMac nur die kleinen Karten rein passen. Für eine Großen, was die GTX ist, müsste innen drin etwas angepasst werden. Das Netzteil hat, soweit ich weiß, 200 Watt. Ob das reicht, kann ich nicht so sagen.

      Das Passende BIOS steht hier: https://www.die-oswalds.de/blog/2019/12/20/der-2011er-imac-und-das-leidige-thema-mit-der-grafikkarte-teil-2/ Aber auch bei Macrumors, wo es eventuell schon etwas neueres gibt. Es wird ja immer weiter entwickelt. Ich hatte allerdings die letzten Wochen keine Zeit zum basteln.

      Gruß Roman

      1. Ja, hatte gesehen das auch die grossen karten reingehen, man muss ledeglich nen stück vom HDD käfig wegbrechen, um platz zu machen, und passt dann nur noch ne 2.5″ rein… eh alles kein problem, da sonen magnetplattern bomber eh niemand mehr will, ausser evtl. als externes datengrab 😀

        merci, habe mir das paket mal gezogen und grad mal geschaut, gibt ja nen bios editor um die TDP und taktraten anzupassen, werde dann wohl grad auf die 780 gehen und die max TDP auf 75W begrenzen(original 122W), dürfte nur ca. 20-25% leistungsverlust bedeuten, da die karte mit sinkender spannung effektiver wird(so wie jeder chip), und somit immernoch 30% über der 770 agieren… in zusammenspiel mit dem 2600(non-S) und 2x 8GB low-latency(= 8-8-8-23) dürfte die kiste damit ordentlich flott werden… leider kann man ohne leistungsverlust ja nicht 4 module verbauen, der mac stellt bei vollbestückung auf 2T command um wie ich bemerkt habe, das bedeutet in speicherlastigen anwendungen und spielen bis zu 10% verlust… also werden die 4x 4GB rausgerissen und gegen 2x 8GB ersetzt.

        btw. die derzeitige 6750m habe ich unter windows mal taktmässig ans limit getrieben, von 600/800 gingen 820/1150, entsprechend habe ich das bios modifiziert und mit 800/1100 geflasht(unter win wäre das nicht nötig, da gibts passende tools die das beim start erledigen), somit ist unter OSX HS nun auch reale 30% mehrleistung vorhanden(nicht schlecht bei 35% mehr takt 30% mehr leistung, skaliert ziemlich gut die alte radeon) und damit schneller als die grosse schwester im 27″ aus gleichem jahrgang.

        und was mir aufgefallen ist, win10 läuft deutlich smoother auf dem mac als OSX es tut, ist apples OS inzwischen dermassen überladen, das es nun das schlechtere OS ist? weil auch in den passenden foren lese ich immer mehr, das die ihre macs und macbooks auf win10 “upgraden” weil sie macOS / OSX nicht mehr so dolle finden. O_o

  2. Hallo Roman,

    ich habe einen iMac 12.2 27“ mit einer GTX770M 3GB. Nun habe ich gelesen, dass eine GTX780M auch funktionieren soll. Laut Google gibt es da auch eine 6GB Version. Ist diese mit dem iMac 12.2 kompatibel? Über Rückinfo würde ich mich freuen…

    LG
    Robert

    1. Hallo Robert,

      Die GTX 780M funktioniert in der tat auch und dafür gibt es auch schon ein angepasstes Bios für ein Bootscreen. Dieses Thema kommt in meinem nächsten Blogeintrag, wenn ich den mal fertig bekomme. Es funktioniert auch die GTX 860M und sogar die RX580, allerdings sind für AMD-Karten einige andere Modifikationen notwendig damit die Hintergrundbeleuchtung funktioniert. Ich kann leider nicht sagen ob die 6GB Variante der GTX 780M funktioniert. Und einen merkbaren Unterschied macht die 780 zu der 770 nicht. Auf Macrumors wurden einige Karten mit diversen Benchmarks getestet, bei Geekbench gibt es deutliche Unterschiede in den Karten, aber bei z.B. Valley sind die Unterschiede nur marginal. Bei den iMacs bremst irgendwas die Grafikleistung aus. Beim 2010er ist es noch extremer.

      Gruß Roman

      1. Hallo Roman,

        danke für deine Antwort. Vielleicht lass ich dann meine GTX770M einfach drin. Mich würde echt brennend interessieren, wie man die GPU und den Mac flasht. Vielleicht schaffst du es ja mal eine Anleitung zu machen, dass wäre der Hammer 😉

        Vielen lieben Dank!!!

        Gruß Robert

      2. Hallo Robert,

        ich habe soeben der Beitrag fertig gestellt. Es ändert sich halt jedes mal etwas wenn ich fertig bin. Nun gibt es auch Firmware für die Quadros, dies werde ich heute Abend direkt mal mit meiner K1100M testen.

        Gruß Roman

  3. hallo christoph!

    ich hatte das gleiche Problem, allerdings mit einer gtx 765m , angeblich aus einem Alienware pc.
    tatsächlich war sie aus einem msi, und ich hatte das gleich Szenario wie du.
    ich habe dann mit der angepassten Alienware firmware die Grafikkarte geflashed,
    damit ging der imac schon mal, allerdings ohne Bootscreen.
    mittels Romans vorab hilfe hab ich auch den iMac geflashed, und ja alles funktioniert, booten, Bootmenü und auch Bootcamp…..perfekt.
    hab damit 3 imac 2011 in die gegenwart gebracht…
    das einzige was nicht geht ist die Helligkeitsregelung des displays, das lässt sich aber mittels kleinem tool aus dem app store regeln….

  4. Hallo Roman,
    wollte dich fragen, ob du einen Tip für mich hättest, was ich noch tun könnte, um meinen IMac 27“ mid 2011 (12.2) mit einer GTX780M zum Laufen zu bringen!

    Historie: 2014 erstmaliger Ausfall der GPU /senkrechte Streifen) –> Reparatur im Zuge der Garantie (neue GPU). Hielt jetzt 5 Jahre, doch viel mir voriges Monat die GPU mit demselben Fehlerbild wieder aus. Nach einer Backaktion (200°C – 8 Minuten – Ober-Unterhitze) funktioniert das Teil wieder, befürchte aber, dass ich demnächst wieder mit einem Ausfall rechnen muß…..

    Also mal vorsorglich eine neue SSD rein und Catalina m.H. des CatalinaPatchers von DOSDude installiert, alle PostInstalls ausgeführt – Catalina läuft (wenn auch mit grottenschlechter Grafikperformance (logisch, ist ja auch noch die Non-Metal-ATI-GPU drin!)
    bei Herrn Ali eine NVIDIA GTX 780M aus einem Dell/Alienware gekauft (https://de.aliexpress.com/item/32974525619.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.2e904c4dVBnstT),
    Heatpipe bedremelt, gute griechische Wärmeleitpasta auf die relevanten Bauteile draufgepappt – Gegendruckkreuz angepasst – zusammengebaut – Knöpfchen gedrückt:
    kein Chime, schwarzer Bildschirm, Fans laufen kurz an, das wars! *heul*
    Wieder alte GPU rein –> funktioniert!
    Jetzt steh ich etwas an, hast du mittlerweile das mit dem flashen des GPU-BIOS versucht? Glaubst du könnte das etwas bringen? Muss ich dann nicht auch noch was an der IMAC-Firmware flashen?
    Wäre toll, wenn du mir antworten/helfen könntest!

    lG Christoph

    1. Hallo Christoph,

      Die GTX780M von Dell solle eigentlich funktionieren. Wenn es an der Firmware b.z.w. GPU-BIOS liegen würden, startet der Mac eigentlich normal, nur bleibt der Bildschirm dunkel. Er sollte nicht ausgehen. Ich habe hier für die GTX765/770M/780M angepasste Firmware die man braucht um dem iMac wieder ein Bootscreen bei zu bringen. Dafür muss auch noch das BootRom des iMacs angepasst werden. Dafür brauchst du noch einen Zweitrechner, am besten mit Windows XP oder 7 und ein CH341A in schwarz (einfach mal bei eBay suchen).

      Ich bin gerade mit dem zweiten Teil für den 2011er iMac beschäftigt der genau diesen Bereich abdekt und denke, dass ich den am Wochenende Fertig habe.

      Gruß Roman

      1. Stimmt, beim installieren den GPU-Patch deselektieren, ansonsten bleibt der Bildschirm dunkel. Die Quadro und GTX sind ja Metal-Fahäig.

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