Schede video nVidia su Apple iMac 21 e 27 2009 | 2010 | 2011 con problemi di scheda grafica

In questo articolo presento alcuni nostri lavori di upgrade e sostituzione della scheda video su Apple iMac con display da 21.5″ modello A1311 e Apple iMac con display da 27″ modello A1312 del 2009, 2010 e 2011 con schede video nuove (quindi di recente produzione) marcate nVidia Quadro e compatibili anche con sistemi Metal come ad esempio Mojave, Catalina e Big Sur. Per info & preventivi: Carlo 393.593.35.22 | assistenza@informaticanapoli.com

Se con il vostro iMac 2009-2010-2011 state riscontrando i classici problemi di scheda video, sappiate che oltre alla classica riparazione della scheda originale che proponiamo oramai a prezzi abbordabili (parlo di reballing oppure sostituzione completa del chip video AMD) è possibile già da diverso tempo avere un’altra possibilità: la completa sostituzione della scheda originale con una nuova compatibile più performante!

Poiché l’argomento “schede alternative” è in continua evoluzione proverò ad aggiornare questo articolo appena avrò grosse novità.

Ultimo aggiornamento: 29 agosto 2021

come installare una scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 3GB VRAM su iMac 27 e catalina

Schede nuove compatibili e performanti su vecchi iMac? Si può..

La magia dell’uso di schede NON-APPLE sugli iMac di qualche anno fa è possibile grazie ad un gruppo di appassionati e sviluppatori che hanno modificato alcuni firmware rendendo quindi compatibili sugli iMac alcuni modelli di schede in formato MXM progettate per altre macchine da gaming di altre marche.

Nel nostro laboratorio ne abbiamo installate, testate e sperimentate tantissime di queste schede, in diverse salse e versioni: con chip nVidia di diversa potenza e Video Ram composte da 1GB, 2GB, 4GB ed 8GB.

Abbiamo poi fatto diversi esperimenti installando drivers differenti, patchati, modificati e anche sistemi operativi successivi all’ultimo High Sierra, oramai obsoleto, previsto per queste macchine da mamma Apple.

Alcune di queste schede sono risultate anche 2 oppure 3 volte più performanti delle schede top di gamma vendute con gli iMac 27 del 2011 (parliamo della solita e problematica scheda originale Radeon HD 6970M con 2 GB GDDR5).. con piena soddisfazione dei clienti.

Non tutte le schede nuove compatibili per iMac però sono idonee…

In realtà alcuni modelli testati sono risultati addirittura più performanti del 300% rispetto alle schede originali del 2011, ma avendo queste schede anche molti difetti importanti tra cui maggior produzione di calore e grande richiesta di corrente, si sono rivelate una scelta inopportuna e pericolosa per il vecchio hardware di questi iMac.

Ricordiamoci infatti che questi iMac sono stati progettati per schede video con minori impatti sull’elettronica e meno avide di energia e che dopo tanti anni l’alimentatore di queste macchine potrebbe evidenziare stanchezza appena messo sotto stress.

Quindi alla fine, basandoci sul nostro lavoro e sull’esperienza acquisita su tanti iMac negli ultimi anni, ho fatto una selezione di schede nuove che propongo ai nostri clienti basandomi sulle loro esigenze e sui software che saranno utilizzati su queste macchine.

Finalmente una soluzione definitiva sugli iMac 2009 | 2010 | 2011

Con la soluzione ‘scheda video alternativa’ ho chiuso positivamente i casi più difficili relativi ad alcuni iMac con schede molto problematiche da riparare che non funzionavano bene neppure con la completa sostituzione del chip grafico..

Installazione scheda video nuova imac compatibile mojave catalina big sur

Come è risaputo questi  iMac prodotti fino al 2011 soffrono di problemi alla scheda video AMD con difetti vari tra cui: righe verticali, artefizi, quadratini colorati, schermata bianca o schermata nera durante l’avvio, riavvio continuo senza esecuzione del sistema operativo.

Nel corso degli anni Apple ha fatto alcune campagne di richiamo su queste schede che si sono rivelate comunque un completo insuccesso poiché quasi tutte le schede sostituite coi richiami si sono nel tempo anch’esse danneggiate…

Ecco alcuni esempi di guasto alla scheda video (trovate altri esempi e foto in articoli sempre su questo sito, area Apple):

problema iMac righe verticali rebelling chip video ATI righe verdi

problema scheda grafica iMac 27

Quindi la domanda è.. ripariamo la scheda video originale… oppure la sostituiamo con una nuova scheda compatibile?

La domanda non ha una risposta immediata e vedremo il perché.

Per risolvere problemi di GPU / schede video su iMac e MacBook offriamo da tantissimi anni molti servizi di riparazione professionale tra cui quello di rework della scheda video AMD (reballing) oppure sostituzione del chip GPU con uno nuovo mediante apparecchiature professionali.

Ecco alcune stazioni di rework della ZM disponibili nel nostro laboratorio:

Assistenza Apple reballing rework GPU iMac MacBook

Tuttavia da diverso tempo riusciamo a proporre ai nostri clienti anche una soluzione alternativa alla riparazione che permette di rivalutare questi vecchi iMac permettendo non solo una ripresa del funzionamento con grande affidabilità della scheda video, ma anche in molti casi un aumento delle performance.

Esiste infatti la possibilità di installare schede video nuove nVidia Quadro | Cuda con firmware modificato in modo che possano funzionare senza problemi su questi iMac.

E’ una soluzione innovativa possibile grazie ad alcuni sviluppatori che hanno creato firmware ad-hoc per i firmware di queste schede non-Apple e che permettono agli iMac di avviarsi e riconoscere le schede nuove già dall’avvio: è una novità non da poco considerando che le schede AMD per questi iMac sono fuori produzione da anni e che anche quelle sostituite da Apple con le campagne di richiamo hanno con il tempo evidenziato gli stessi identici difetti (schermata bianca, righe verticali, artefizi, ecc.).

Tuttavia rispondere alla domanda se conviene riparare la scheda originale oppure sostituirla con una alternativa non è sempre facile, bisogna comunque fare alcune valutazioni.

Personalmente è una soluzione che preferisco proporre principalmente quando la scheda video originale è irrimediabilmente danneggiata e non vi sono alternative alla sostituzione, perché le schede nuove compatibili sono sì una salvezza ma non sono esenti da difetti o svantaggi.

Con questo articolo proverò ad elencare pro e contro di questa nuova soluzione.


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Installando schede video nuove ‘compatibili’ di recente produzione su questi vecchi iMac è possibile :

  • Rigenerarli, dandogli nuova linfa spesso con maggiori performance ed un uso di sistemi operativi macOS più recenti con supporto Metal (es. Mojave, Catalina e in alcuni casi Big Sur);
  • Sostituire le schede originali difettose non più in produzione, specie se hanno già ricevuto interventi di riparazione;

Le schede hanno quasi tutte un’architettura Kepler e forniscono ottime performance; sono originariamente pensate e concepite per computer da gaming Dell, Hp, Clevo ed MSI ma con firmware modificato alcune di esse funzionano molto bene su iMac.

Le schede hanno principalmente due formati: MXM-A cioè il formato ‘piccolo’ delle schede video solitamente montate su iMac 21.5 e MXM-B cioè il formato più grande solitamente quello delle schede video presenti sugli iMac 27 2010 e 2011 (con l’eccezione che alcuni iMac 27 tuttavia montano schede piccole). Ecco un esempio dei due formati:

formato mxm-a e mxm-b su imac

Considerate che un vecchio iMac 27 del 2011 con una scheda video nVidia con 3 o più GB di VRAM, SSD, CPU i7 con 32 GB di RAM può ancora dire la sua, e specie con un sistema recente può ancora essere una macchina attuale e competitiva (considerando i limiti hardware di una macchina di produzione massima del 2011).

Alcune informazioni e premesse importanti:

  • Non sono responsabile in nessun modo di eventuali danni ai vostri dispositivi per indicazioni e suggerimenti presenti in questo articolo;
  • Le schede alternative nVidia non sono Plug&Play quindi vanno adattate per funzionare;
  • Non tutti i modelli di schede funzionano e sono pienamente compatibili con gli iMac ma solo alcune sono stabili e affidabili; abbiamo impiegato oltre 1 anno di test e prove per conoscere quali sono i modelli e le configurazioni veramente funzionanti!
  • Queste schede video non sono schede facilmente reperibili sul mercato e chi le vende spesso le piazza come nuove mentre in realtà sono usate o riparate… attenzione! Abbiamo infatti trovato un solo fornitore affidabile e solo dopo tanto tempo..

Vediamo ora alcuni pro e contro nell’installazione ed uso di una scheda video ‘alternativa’ come queste nVidia che proponiamo.

Vantaggi dell’installazione di una scheda video nVidia (nuova e compatibile) in un iMac 2009, 2010 e 2011

come sostituire scheda video imac 21.5 27 2009 2010 2011

Ecco alcuni vantaggi nell’installazione ed uso di queste schede alternative sugli iMac:

  • Affidabilità: i chip installati su queste schede nVidia Quadro di recente produzione non presenteranno i noti problemi dei chip prodotti fino al 2011;
  • Performance: alcune di queste schede sono equivalenti alle schede originali installate di base su questi iMac, altre sono molto più performanti;
  • Compatibilità con sistemi macOS recenti: le schede sono compatibili anche con versioni più recenti del sistema operativo rispetto all’ultima versione prevista da Apple macOS 10.30 High Sierra; è possibile installare versioni patchate di Mojave, Catalina e saranno supportate dall’iMac con queste schede;
  • Compatibilità con software: queste schede sono state testate con i più comuni software grafici (esempio: Adobe) e CAD; non hanno evidenziato problemi di incompatibilità; l’accelerazione hardware è sempre funzionante;
  • Funzionalità su secondo schermo: collegando un secondo schermo all’iMac esso funzionerà senza problemi anche se restano problemi nella regolazione luminosità;
  • Prezzo e facilità di installazione: a parte il discorso del bios sono schede facili da installare e costano relativamente poco;
  • BootCamp Windows: le schede sono quasi tutte compatibili con Windows BootCamp. Basta installare un driver dal sito nVidia per la scheda installata… e il gioco è fatto;
  • Firmware aggiornabile: con i firmware costantemente in aggiornamento è possibile visualizzare all’avvio il boot menu di scelta disco avvio, la schermata di avvio di boot e con alcune manipolazioni del bootloader (OpenCore) anche la regolazione della luminosità.

Limitazioni nell’uso di una scheda video nuova compatibile nVidia su un iMac 2009, 2010 e 2011

Queste schede nVidia possono essere installate su iMac 21.5 e 27 vendute da Apple nel 2009, 2010 e 2011 con alcune limitazioni:

  • Incompatibilità con CPU Core2Duo: non sono purtroppo compatibili, al momento in cui scrivo, con le versioni di iMac con CPU Core2Duo, le schede nuove funzionano solo con CPU i3, i5 e i7.
  • Formati e dimensioni delle schede: come già spiegato prima, le schede esistono in due formati: MXM-A (piccolo) e MXM-B (grande). Le piccole si possono installare senza problemi sia su iMac 21 che 27 mentre le grandi entrano fisicamente solo sui 27 pollici; in realtà qualcuno ha installato le più grandi anche sui 21.5 ma ci sono problemi di spazio e bisogna effettuare alcune modifiche, senza considerare che l’alimentatore dei 21.5 ha una potenza inferiore e va sotto stress con schede troppo potenti;
  • Modifica al dissipatore: alcune schede in formato MXM-B grande anche se installate sugli iMac 27 necessitano di una modifica al dissipatore con il taglio di alcune parti metalliche; 
  • Regolazione luminosità schermo: alcune versioni di schede non permettono la regolazione della luminosità dello schermo se non con delle modifiche software sistema di boot (OpenCore); c’è comunque sempre la possibilità di usare un programma gratuito (BrightnessSlider) per simulare una regolazione della luminosità;
  • Flash bios firmare scheda: le schede nuove nVidia necessitano di modifica al firmware del bios della scheda video: in laboratorio preferiamo lavorare direttamente sul chip mediante programmatore SPI anche se c’è qualcuno che riesce a programmarle anche via software;
  • Ventilazione e raffreddamento: le schede necessitano di una ottima pasta termica (anche se scaldano poco) e di una configurazione ventole particolare con un numero di giri più alto del normale poiché nella maggior parte dei chip nVidia non includono sensore nel die (come le schede originali) e questo potrebbe essere un problema;
  • Ritardo nell’illuminazione dello schermo all’avvio: in alcuni casi all’avvio dell’iMac l’illuminazione dello schermo avviene dopo alcuni secondi e la cosa diventa più evidente se nell’iMac c’è ancora un lento disco meccanico. Infatti lo schermo si accende poco prima della schermata di login; tuttavia premendo ALT all’avvio la schermata di selezione disco avvio funziona perfettamente;
  • Supporto limitato per sistemi operativi obsoleti: sui sistemi macOS molto vecchi come Snow Leopard, Leopard e Lion ci sono alcuni problemi di compatibilità che svaniscono dopo un aggiornamento a sistemi recenti come High Sierra:
  • Incompatibilità o inaffidabilità di alcuni modelli: purtroppo abbiamo constatato che alcune schede o alcune versioni di queste schede non funzionano bene oppure evidenziano ‘stranezze’ in alcune condizioni. Abbiamo quindi identificato e testato solo i modelli di schede più affidabili e consigliamo e installiamo solo quelle per noi funzionanti al 100%!
  • Disponibilità sul mercato ed affidabilità dei fornitori: queste schede si trovano solo sul mercato cinese, non c’è grande disponibilità e non tutti i fornitori cinesi sono onesti o vendono materiale nuovo e funzionante. Inoltre tra tasse e spedizione se vi capita una scheda difettosa è un problema.. Considerate che un 10% di schede che arrivano dai mercati esteri sono difettose.. Capita anche a noi per questo le testiamo bene prima di consegnare gli iMac..
  • Stress su alimentatore / modulo PSU:  alcune schede, in particolare quelle più performanti, potrebbero stressare l’alimentatore dell’iMac con assorbimenti di corrente più elevati rispetto alla scheda video originale. I modelli da noi testati ed installati tuttavia si sono rivelati ‘innocui’ per l’alimentatore.

Esempi e casi di sostituzione ed upgrade di schede video su iMac A1311 (21.5) e A1312 (27)

Abbiamo installato per nostri clienti tantissimi modelli di schede video nVidia Quadro sia su iMac con schermo da 21.5 pollici (siglato A1311) che con schermo da 27 (siglato A1312) modelli dal 2009 al 2011 quindi mi sono fatto una buona idea di cosa funziona e cosa non funziona.

Abbiamo provato tantissimi modelli e solo alcuni sono davvero affidabili; pur evidenziando che lo sviluppo dei bios per queste schede non è frutto del mio lavoro, per preservare l’esito di tante ore di test e prove con queste schede ho preferito omettere i modelli di schede da noi testati; ho comunque fornito molte indicazioni e foto per cui chi vuole può comunque farsi un’idea delle schede da noi usate e proposte.

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 3GB VRAM su iMac 27

Questa delle prossime foto è una delle schede più performanti, con il miglior rapporto prezzo/performance e con 3GB di VRAM. E’ di formato grande MXM-B per cui la proponiamo solo su iMac 27. Esiste anche una versione ancora più performante (e costosa) con 8GB di VRAM ma non la proponiamo perché assorbe troppa corrente e stressa i vecchi alimentatori degli iMac.. e poi costa davvero troppo.
installazione scheda video nVidia quadro 3gb Apple iMac 2011

La prima cosa che facciamo è dissaldare il chip EEPROM che contiene il bios della scheda video e lo riprogrammiamo con un firmware appositamente sviluppato per ogni specifica scheda video. I firmware sono dedicati quindi non è possibile utilizzarne uno standard. Ecco una foto in cui mostro la scheda poco prima della rimozione del chip EEPROM:

flash bios scheda video nVidia quadro 3gb Apple iMac 2011

Per la riprogrammazione del bios usiamo un comune programmatore SPI…

programmazione bios scheda video nVidia quadro 3gb Apple iMac 2009 2010 2011

programmazione bios scheda video nVidia quadro 3gb Apple iMac 2009 2010 2011

In questo esempio andiamo a modificare il dissipatore: infatti alcune bobine urtano e quindi va limato in alcune zone; evidenzio la zona da modificare nelle prossima foto:

modififca dissipatore scheda video nVidia quadro 3gb compatibile per Apple iMac 2009 2010 2011

Dopo la modifica del dissipatore applico la pasta termica di elevata qualità e controllo lateralmente che ci sia un’accoppiamento perfetto tra dissipatore e scheda:

come installare una scheda video nVidia quadro 3gb compatibile per Apple iMac 2009 2010 2011

Su questo particolare modello lascio la gabbietta posteriore agganciata (in altri casi la rimuoviamo) e applico alcuni pad termici e dissipatori in rame sulle VRAM presenti sul fondo della scheda.

come installare una scheda video nVidia quadro 3gb compatibile per Apple iMac 2009 2010 2011

Ecco come appare la schermata informazioni del sistema operativo:

sostituzione scheda video nVidia quadro 3gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 2GB VRAM su iMac 27 e upgrade Catalina

Questa scheda è installabile senza nessuna modifica ai dissipatori sia su iMac 21.5 che 27.  Permette buone performance e costa relativamente poco. In questo esempio ho installato anche un sistema operativo più recente, macOS 10.15 Catalina.

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 3GB VRAM su iMac 27 e catalina

Per installare questa scheda va rimossa la griglia posteriore originale. Solitamente la installo sul dissipatore originale, senza alcuna modifica e senza la griglia: la fisso solo con le 4 viti.

come sostituire la scheda video imac 21.5 e 27 con una alternativa

Dopo aver dissaldato il chip bios, riprogrammato e risaldato, fisso la scheda al dissipatore con pasta termica di qualità..

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 3GB VRAM su iMac 27 e catalina

come sostituire la scheda video nVidia Quadro con 3GB VRAM su iMac 27 e installare catalina

Installo la scheda video nuova e richiudo la main board nella scocca..

scheda nuova su imac 21 27 2009 2010 2011 a1311 a1312

Installo una versione di Catalina avviando il setup da una pennetta con la patch poiché, anche se la scheda è Metal compatibile, l’iMac non riuscirà nativamente ad avviare un’installazione superiore ad High Sierra.

installare mojave scheda nuova su imac 21 27 2009 2010 2011 a1311 a1312

Ecco la schermata informativa di Catalina:

installare mojave scheda nuova su imac 21 27 2009 2010 2011 a1311 a1312

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 2GB VRAM su iMac 21 e upgrade Ram | disco SSD

Nel prossimo esempio installo una scheda nVidia Quadro differente dalla precedente su un iMac 21.5 A1311.  Il cliente inoltre mi ha chiesto un upgrade RAM e disco…. ho quindi riconsegnato una macchina nettamente più performante dell’originale.

La scheda installata è quella in foto ed è perfettamente compatibile anche con gli iMac 27 A1312:

installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 2011

Come in tutti gli altri casi di sostituzione scheda video originale con una compatibile, agisco sul chip bios rimuovendolo per riprogrammarlo…

riprogrammazione bios firmware scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 2011

Aggiorno il firmware del bios e monto la scheda sul dissipatore…

installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 201

imac funzionante dopo installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 201

Ho testato bene l’uso di uno schermo secondario poiché il cliente aveva necessità di usare 2 monitor…

imac funzionante dopo installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 201

Il cliente ha infine chiesto di effettuare upgrade RAM a 15GB ed upgrade disco SSD:

imac funzionante dopo installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 201

Infine ho installato anche una partizione Windows BootCamp ed installato i driver nVidia senza problemi. Ho testato queste schede sia con Windows 7 a 32 bit che Windows 10 a 64 bit: nVidia rilascia entrambe le tipologie di drivers.

imac funzionante dopo installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 2011 con windows 10

imac funzionante dopo installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 2011 con windows 10

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 1GB VRAM su iMac

La scheda con 1GB di VRAM è simile a quella dell’esempio precedente: il chip video è meno performante ovviamente ma è una soluzione interessante poiché più economica. Permette tutte le funzionalità dei modelli con 2GB VRAM. Si trova difficilmente sul mercato.

installazione e sostituzione scheda video nuova iMac A1311 21.5 2009 2010 2011 1gb VRAM

Esempio installazione scheda nVidia Quadro con 4GB VRAM su iMac 27

La scheda che vado a installare è una Quadro con 4GB di VRAM: è compatibile con iMac 27 ma necessita di modifica al dissipatore.

come installare una scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

La modifica bios in questo modello è un pò più complicata rispetto alle schede precedenti poiché il chip ha un formato diverso chiamato WSON8:

modifica bios scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

Ecco alcune fasi del lavoro di riprogrammazione del chip bios..

flas bios modificato scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

flas bios modificato scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

Il chip WSON8 lo collego al programmatore saldando 8 fili ad una interfaccia…

riprogrammare EFI BIOS macbook bloccato 820-3437-B | 820-3209-A | 820-00165-A | 820-3023-A | 820-3838-A

Programmo e poi risaldo..

flas bios modificato scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

Ecco la scheda pronta per essere installata..

come installare una scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011

Il risultato è che macOS riconosce la scheda nVidia con 4 GB di VRAM…

scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011 installata funzionante

scheda video nVidia quadro 4gb compatibile per Apple iMac 27 2009 2010 2011 installata funzionante

Disponiamo in laboratorio di diversi modelli di schede video nuove nVidia per iMac…

servizio sostituzione schede video iMac 21 27 a1311 a1312

Ringraziamenti dovuti a chi ha permesso tutto ciò:  Nick[D]vB (bios), Nikey22 (bios), forum MacRumors


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