ラズパイ５にNVMe SSDを取り付ける
ラズパイ５では新たにPCI Express(PCIe)のインタフェースが追加されました。そのため、SSDなどをつなぐことができます。
ネットでも多くの動作報告がされていますが、私も試してみました。
いくつかNVMe SSD用のボードが出ているようですが、PIMORONIのボードが手に入りやすいようなので、それを購入しました。
SSDはAmazonで安めのものを選択しました。特に使用目的も決まっていないので128GBと少なめのものにしました。
１．ボードの取り付け
ラズパイとボードの間はケーブルで接続します。ラズパイ側とボード側でコネクタが異なるので、ちょっと迷いました。
ラズパイ側は取り付け金具を上下に、ボード側は取り付け金具を回転させて開く感じになっています。
ラズパイ５はラズパイ公式のファン付きのケースに入れていたので、ケーブルを出すために穴を開けました。
スペーサーはラズパイ側からネジ止め
ネジはちょっと短い感じがしたので手持ちのものに交換しました。
ボードの接続が完了したら、SDカードからラズパイを起動すれば、自動的にSSDが認識されるようです。/devディレクトリ内にnvmeで始まるファイルを確認してください。nvmeから始まるファイルがあればOKです。
$ ls /dev/nv*
/dev/nvme0 /dev/nvme0n1 PIMORONIの説明には、raspi-configを起動して、「Advanced Options」→「Bootloader Version」→「Latest 」を設定するようにありますが、特にやらなくても良いようです。
PCIe Gen3とする場合は、/boot/firmware/config.txtに下記を設定します。設定した場合は、有効にするため再起動します。但し、この設定は速度が向上しますが、非公式のようです。
[all]
dtparam=pciex1_gen3２．SSDを拡張ドライブとする場合
SDカードから起動して、SSDを拡張ドライブとして利用する場合の設定方法です。SSDから起動する場合の設定方法は、次の項を見てください。
はじめに、fdiskを使ってSSDにパーティションを作成します。
$ sudo fdisk /dev/nvme0n1
Welcome to fdisk (util-linux 2.38.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS (MBR) disklabel with disk identifier 0x2018bc6f.
Command (m for help): n
Partition type
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-250069679, default 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-250069679, default 250069679):
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 119.2 GiB.
Partition #1 contains a ntfs signature.
Do you want to remove the signature? [Y]es/[N]o: Y
The signature will be removed by a write command.
Command (m for help): p
Disk /dev/nvme0n1: 119.24 GiB, 128035676160 bytes, 250069680 sectors
Disk model: SPCC M.2 PCIe SSD
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x2018bc6f
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/nvme0n1p1 2048 250069679 250067632 119.2G 83 Linux
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.作成したパーティション(/dev/nvme0n1p1)にmkfsを使ってファイルシステムを作成します。ここではext4ファイルシステムを作成して、手動で/mntにマウントする場合の例です。
$ sudo mkfs -t ext4 /dev/nvme0n1p1
$ sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mntdfで確認すると、/dev/nvme0n1p1が/mntにマウントされていることが確認できます。117GBの容量のディスクとなっています。
$ df -h
ファイルシス サイズ 使用 残り 使用% マウント位置
udev 3.8G 0 3.8G 0% /dev
tmpfs 805M 6.5M 799M 1% /run
/dev/mmcblk0p2 29G 8.8G 18G 33% /
tmpfs 4.0G 32K 4.0G 1% /dev/shm
tmpfs 5.0M 48K 5.0M 1% /run/lock
/dev/mmcblk0p1 510M 74M 437M 15% /boot/firmware
tmpfs 805M 256K 805M 1% /run/user/1000
/dev/nvme0n1p1 117G 24K 111G 1% /mnt起動時に自動でマウントさせるには/etc/fstabに書き込めばOKです。
例えば/ssdディレクトリにマウントさせたいなら、ディレクトリを作って
$ sudo mkdir /ssd/etc/fstabに下記を書き込めば良いです。
/dev/nvme0n1p1 /ssd ext4 defaults 0 3３．SSDを起動ディスクとする場合
SSDからラズパイを起動する場合の設定方法です。
SDカードからラズパイを起動し、そのラズパイOSでRaspberry Pi Imagerを起動して、SSDにOSのイメージを書き込みます。やり方は、ラズパイOSをSDカードにインストールした場合と同じです。
$ sudo apt install rpi-imager
$ sudo pi-imager次にraspi-configを実行して、"Advanced Options" -> "Boot Order" -> "NVMe/USB Boot"を設定します。
$ suudo raspi-configこの設定をすることで、電源投入時の起動するOSを探す順が、①SSD(NVMe)、②SDカードの順となります。
SDカードを抜いてSSDのみで起動する場合には、特にこの変更をしなくても、SSDから起動するかと思います（デフォルトの起動順は①SDカード、②SSDになっているので）。
再起動すればSSDから起動すると思います。
４．SSDのパフォーマンス
SSDのパフォーマンスに関しては、こちらに書きました。
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