Подключение ssd к raspberry pi 4
Сегодня мы рассмотрим очень интересный и удобный вариант сборки сервера управления умным домом на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi 4B и универсального решения все — в одном Argon ONE M.2 c SSD диском на 128 ГБ. Я специально сказал решение, а не корпус, так как Argon ONE включает в себя несколько плат расширения и систему охлаждения, по сути кроме него и самого одноплатника — больше ничего не нужно, кроме источника питания. Но для удобства, далее в обзоре я буду употреблять термин — корпус.
Содержание
Где купить ?
- Argon ONE M.2 на Aliexpress — цена на момент публикации $61.69 с SSD M.2 диском на 128 ГБ
- Raspberry Pi 4 Model B на aliexpress — цена на момент публикации $61.62 на 4 ГБ
Комплект
Комплект рассмотренный в этом видео состоит из трех составляющих — компьютера Raspberry Pi 4B, корпуса Argon ONE M.2, и SSD диска на 128 ГБ Netac. Корпус и диск я купил одним комплектом. Несмотря на то что посылки отправились с разных магазинов и разными почтовыми службами, приехали они с разницей всего в день.
В моем случае была выбрана модель Raspberry Pi 4B с объемом оперативной памяти на 4 ГБ, хотя скажу честно и откровенно — 2 ГБ версии, для развертывания Home Assistant, даже с тяжелыми аддонами — хватает с головой.
Что касается корпуса — то кроме версии Argon ONE M.2 — есть версия и без расширения для SSD диска, его кстати можно докупить отдельно, кроме этого существует музыкальная модель Argon Nano sound и компактный вариант Argon Neo
А это M.2 SSD диск, который можно взять в комплекте с корпусом, одним лотом, мне показалось так удобнее. Всего доступно три варианта комплектации Argon ONE M.2 — без диска, с диском на 128 ГБ который рассмотрен в обзоре и диском на 512 ГБ — для моих целей это слишком много.
Argon ONE M.2
Как я и сказал Argon ONE M.2 это не просто корпус, это целый комплекс, решающий целый ряд задач и превращающий одноплатник в полноценный и готовый к работе ПК. И что мне понравилось — много внимания уделено именно удобству будущей работы с мини компьютером.
Верхняя часть корпуса занимается охлаждением — для чего тут имеется вентилятор, управление которым осуществляется программно. Кроме этого тут имеется джемпер управляющий режимами питания, принимающий ИК диод и порт питания для одноплатника, заменяющий штатный. Соединение с Raspberry Pi 4B организовано через шину GPIO которая кстати остается доступной для использования.
Нижняя часть корпуса — это плата расширения для установки SSD дисков M.2. длиной 30, 42, 60 и 80 мм с ключами B или B + M. Диски NVMe — не поддерживаются.
В комплекте имеется плата расширения, которая выводит разъемы HDMI и 3,5 мм аудио с боковой на заднюю сторону, что гораздо удобнее. Кроме этого, штатные micro HDMI порты, преобразованы в полноразмерные, что дает возможность подключаться к сборке обычным кабелем, без переходников.
Комплект крепежа из 4 коротких и 4 длинных винтов, термопроводящие наклейки, USB-USB соединитель для подключения SSD диска к одноплатнику и антискользящие ножки.
Весь процесс сборки и подключения расписан в англоязычной инструкции. Знаний языка тут не требуется все подробно указано в картинках.
Сборка — верхняя часть
Сборка начинается с платы расширения для звукового и видео разъемов. Необходимо совместить разъемы на ней и одноплатнике, после чего аккуратно соединить вместе.
После этого, все разъемы кроме порта питания, буду располагаться с одной, назовем ее задней, стороны. HDMI теперь полноразмерные, к ним можно подключать стандартные видео кабеля.
Далее крепим термопроводящие наклейки на выступы верхней части, ориентированные на наиболее горячие элементы — процессор и память. Удаляем с наклеек защитные пленки.
С внутренней стороны верхней платы расширения находится разъем подключения вентилятора, тут видно и разъем продолжающий шину GPIO- через него на одноплатник будет подаваться питание — здесь же находится и USB Type C порт, заменяющий штатный и располагающийся на той же стороне что и все остальные разъемы.
Теперь внимательно совмещаем шину GPIO одноплатника с разъемом платы корпуса и аккуратно соединяем, при этом одноплатник с уже подключенным расширением устанавливается на свое штатное место.
Теперь все разъемы — штатные USB и LAN, а также выведенные платами расширения — HDMI, audio, разъем питания и кнопка включения — находятся на одной стороне корпуса.
Настала очередь коротких винтов комплектного крепежа — согласно инструкции закрепляем в одной, пока, точке плату Raspberry.
Остальные предназначены для платы расширения. Аккуратно, но плотно завинчиваем крепеж, теперь одноплатник, хоть и не полностью, но уже надежно закрепляется в корпусе.
Теперь установим режим питания — их есть два, переключаются они при помощи джемпера на плате крышки корпуса. По умолчанию установлен режим включения с кнопки.
Мне удобнее использовать режим всегда включено, поэтому я переключил джемпер на контакты 2-3. В этом случае одноплатник автоматически включится при подаче питания.
Bootloader
Теперь нужно обновить bootloader одноплатника, для активации режима загрузки с USB. И делать это надо на этом этапе, так как при полной сборке — необходимый для этой процедуры micro SD разъем будет закрыт корпусом. Нам понадобится штатная утилита Raspberry Pi Imager.
Качаем и устанавливаем ее, находим рабочую micro SD карту — можно и небольшого объема, и запускаем прошивальщик.
Нажимаем на кнопку выбора операционной системы и тут ищем раздел разное. В нем находится единственный на момент съемки этого видео раздел bootloader
Если сравнивать с моим уроком 2021 года по установке Home Assistant — то в этом разделе произошли некоторые изменения. Теперь тут несколько вариантов bootloader в зависимости от того, какая загрузка вам нужна. Я выбрал USB Boot. После этого нажимаем на кнопку выбора носителя — тут должна определится подключенная SD карта. Объем записи небольшой, так что размер значения не имеет.
Прошивальщик готов к записи — осталось нажать кнопку write. После этого, программа качает из сети и записывает bootloader на флешку. Процесс довольно быстрый но не мгновенный, известны случаи когда по какой-то причине запись не осуществлялась, соответственно загрузчик не обновлялся.
Записанную карточку устанавливаем в card reader одноплатника.
Подаем питание, на этом этапе ничего больше подключать не надо.
Процесс обновления весьма быстрый, о его успешном завершении свидетельствует быстро мигающий зеленый светодиод. Если он ведет себя как-то по другому, нужно перезаписать либо заменить и записать карту о попробовать снова.
Сборка — нижняя часть
Теперь перейдем к нижней части корпуса — тут находится плата для установки M.2 SSD диска, так что нам понадобится и он.
На плате имеются 4 винтовых крепления для дисков разной длины, сам же крепежный винт уже завинчен в последнем, которое кстати нам и пригодится.
Снимаем винт — он состоит из двух частей, золотистой — подставки и черной — винта крепежа. Сначала ставится золотистая.
Устанавливаем диск — он вставляется в разъем под углом, до упора.
Теперь прижимаем его и закрепляем к плате расширения при помощи того самого крепежного винта.
После этого можно записать на диск образ операционной системы. Удобнее всего использовать для этого USB кабель папа-папа, но в крайнем случае можно обойтись USB удлинителем и комплектным П образным переходником.
Запись образа
Подключаем диск к компьютеру и снова запускаем штатный прошивальщик. Идем в выбор операционных систем — раздел Raspberry Pi OS другие. Тут выбираем Lite версию, без десктопа, он нам не нужен. Напомню что процесс установки Home Assistant Supervised показан в моем уроке.
Вот так определился подключенный к плате расширения диск. В моем случае объем на 128 ГБ. Прошивальщик готов к работе — нажимаем write и ждем завершения процесса.
Он может занять некоторое время, так как образ качается из сети, сама запись — если через USB 3, то довольно быстрый. Образ записан — теперь надо отсоединить диск от компьютера и подключить его снова.
Комп увидит небольшой загрузочный раздел, в котором необходимо создать пустой файл с названием ssh без расширения, это нужно для включения доступа к консоли управления.
Завершение сборки
Завершаем сборку — совмещаем нижнюю часть корпуса с верхней половинкой, в этом случае внутри никаких соединений нет, все снаружи.
Низ корпуса не участвует в охлаждении, поэтому сделан из полупрозрачного темного пластика, не выбиваясь из общей цветовой палитры. Для свободного движения воздуха при работе вентилятора — тут имеется специальная перфорация.
Используем оставшиеся четыре винта — длинных и свинчиваем обе половинки корпуса вместе.
Тут же нам пригодится комплектная наклейка с резиновыми ножками. Устанавливаем их в отведенные для этого места.
И, наконец, соединяем плату с установленным SSD диском с нижним USB 3,0 портом одноплатника при помощи комплектной перемычки. Напомню, что в этом случае при использовании USB Zigbee стика — обязательно будет нужен USB удлинитель.
Аппаратная часть сервера для управления умным домом полностью собрана и готова к установке и использованию.
Если для каких-то целей вам понадобится доступ к GPIO шине устройства — она находится под съемной крышкой сверху. Крышка держится на магнитах, пользоваться ей легко.
Использование
При работе — на фронтальной части корпуса, видна активность светодиодов через полупрозрачный материал корпуса.
Конфигуратор работы вентилятора ставим командой
Для настройки используется сервис
Вентилятор может быть всегда включен, работать в режиме 25, 50 и 100 % мощности в зависимости и трех установленных значений температуры или настроен кастомно.
Я оставил второй режим, только поднял на 5С второй и третий предел (50 и 100 % мощности вентилятора)
Установка Supervised Home Assistant — описана в моем уроке номер 1.1 Самое начало где показано обновление bootloader и запись образа — можно пропустить, мы это уже сделали, далее — идем по шагам инструкции.
Что касается температурного режима — до включения вентилятора дело не доходит, крышка корпуса отлично с этим справляется, пассивного режима полностью хватает.
Видео версия обзора
Вывод
Лично мне корпус очень понравился — решение все в одном, отличного качества и при этом внешне выглядит очень круто. Если Argon One M.2 — встретился мне год назад, то точно все мои 4ки были бы с ним. Достаточно большая площадь верхней части отлично справляется с охлаждением даже без вентилятора.
Кроме внешнего вида он еще и удобен — все разъемы выведены назад, в использовании это гораздо практичнее штатного подключения сбоку и конечно надо отметить полноразмерные HDMI. Недостатков этого решения — не вижу, даже на первый взгляд высокая цена, если ее разложить по составляющим, окажется более чем умеренной.
Одноплатные мини-компьютеры подходят для совершенно разных полезных применений: блокировки рекламы во всём трафике (Pi-hole), управления умным домом или печати на стареньком принтере в кладовке по Wi-Fi. Но практически идеальный вариант использования — в качестве файл-сервера с подключением внешнего SSD или HDD. Это может быть и домашний хостинг, и даже колокейшн в настоящем дата-центре.
Мы уже рассказывали про создание собственного веб-сервера на Andoid, а также про хостинг файлов в ДНК.
Теперь посмотрим, какие есть разработки под Linux:
Коммерческий хостинг на Raspberry Pi
Популярность «малинок» настолько велика, что некоторые провайдеры несколько лет назад начали предлагать выделенные серверы на Raspberry Pi!
Сами дата-центры тоже весьма необычные. Предполагается, что это будет децентрализованная сеть ЦОДов. Шкафы с «малинками» устанавливают внутри ветряных установок (внутри опор).
Специально сконструированная стойка с серверами Raspberry Pi установлена внутри одной из ветровых установок
В блок размером 3U помещается 12 серверов Raspberry Pi с воздушным охлаждением. Вот как это выглядит:
Платы для установки в стойку принимают по почте, без корпусов, с блоком питания и кабелем. Диски только 2,5" USB. Флэш-карту лучше установить надёжную, предназначенную для долговременного использования, рекомендуется Transcend High Endurance (Gold) или SanDisk Max Endurance. Потому что за замену вышедшего из строя оборудования провайдер возьмёт отдельную плату.
Наверное, в некоторых случаях коммерческий хостинг на Raspberry Pi лучше домашнего, хотя вряд ли у такого хостинга найдется много клиентов. Может быть, кому-то так удобнее держать узел Bitcoin, веб-сервер на внешнем IP, раздавать торренты, какие-то службы, где нужен надёжный аптайм 24/7. Хотя обычно все задачи отлично выполняет маленький домашний NAS.
P. S. По серверным кластерам на RPi см. также эксперименты Ивана Кулешова.
Возможности подсистемы хранения данных одноплатного компьютера Raspberry Pi можно расширить, подключив к нему NVMe-диск. Такие диски обычно подключают к PCIe, что даёт им потенциальную возможность считывать и записывать данные на скорости более 3000 Мб/с.
Я уже слышу слова критиков этой идеи, в частности, касающиеся реально достижимой скорости работы с данными, поэтому сразу сделаю оговорку.
Раскрыть весь потенциал NVMe-накопителя на Raspberry Pi 4 не удастся. Но у NVMe-диска есть пара преимуществ перед обычной SD-картой. Это — надёжность и скорость. Покупка подобного диска и адаптера к нему не потребует заметно больше средств, чем покупка более старого диска M.2. А если понадобится, то NVMe-диску можно найти и другое применение (ниже, при разговоре о CM4, я ещё к этому вернусь).
Если у вас имеется внешний SSD с интерфейсом USB или M.2-диск, то вы тоже можете воспользоваться этим руководством.
Готовые девайсы
Любой сервер с Raspberry Pi приятнее смотрится в корпусе, который защищает электронные компоненты от пыли и влаги. Кроме того, на корпус можно прикрепить небольшой дисплей с индикаторами состояния. Именно такие устройства под названием PiBox разработала компания KubeSail.
PiBox представляет собой компактный контейнер для модуля Raspberry Pi CM4 и двух SSD формата 2,5" (модель Box 2 mini), с маленьким экранчиком статуса 1,3", который показывает температуру, нагрузку на CPU и свободное место на дисках.
В будущем компания обещает выпустить контейнеры для пары 3,5-дюймовых дисков (Box 2), а также на пять HDD/SSD форм-фактора 2,5" или 3,5": модели Box 5 и Box 5 mini, соответственно.
PiBox позиционируется как недорогой NAS для резервного копирования и раздачи файлов по локальной сети. А также как медиацентр, поскольку последние версии «малинки» поддерживают аппаратное декодирование видео 4К.
На него можно поставить любой стандартный дистрибутив Linux, с которым привыкли работать, в том числе Ubuntu или Raspberry Pi OS.
Разработчики опубликовали каталог приложений, которые можно поставить на своём хостинге в качестве альтернативы проприетарным облачным сервисам, которые Ричард Столлман называет SaaSS.
Все эти приложения запустятся и на «малинке»: торрент-клиент SimpleTorrent, домашний медиацентр Plex, фотоархив PhotoPrism, редактор кода Code-Server, сервер Factorio и многие другие.
Компания KubeSail уже собрала необходимый бюджет на Кикстартере, а теперь готовится к изготовлению и отправке первой партии серверов. Стандартный набор с платами PiBox, вентилятором, внешними антеннами WiFi, ЖК-дисплеем, блоком питания и настроенным Raspberry Pi CM4 (8 ГБ RAM, 8 ГБ eMMC) стоит дороговато: $250. Можно заказать платы только самого переходника, без корпуса и малинки, за $100.
Дешевле собрать устройство самостоятельно, распечатав корпус на 3D-принтере по готовым макетам.
Кроме Raspberry Pi, есть файл-серверы на других одноплатниках. Например, ODROID-HC4 на процессоре Amlogic S905X3 (четыре ядра Cortex-A55, 1,8 ГГц) спроектирован в корпусе, который изначально рассчитан на подключение и установку ещё двух дисков SSD или HDD размером 2,5" или 3,5".
ODROID-HC4
Это девайс подешевле с более слабым процессором, но на него всё равно отлично ставится Ubuntu, Debian или Arch с любым серверным софтом типа Samba, FTP, NFS, SSH, Nginx, Apache, SQL, Docker, WordPress и т. д. И стоит всего $73, то есть почти в пять раз дешевле, чем PiBox.
Есть и более гламурные варианты подороже вроде The Bitcoin Machine с сервером Umbrel на борту.
Umbrel OS — операционная система на базе Raspberry Pi OS (Raspbian), оптимизированная для запуска персонального облака, файл-хостинга, узлов Bitcoin и Lightning.
Каталог приложений Umbrel OS
Своими руками
Никто не заставляет покупать готовое устройство. Гораздо дешевле и приятнее собрать его своими руками. Если исходить из стоимости комплектующих, то аналог того же PiBox обойдётся не дороже $60, если взять самый дешёвый модуль CM4. Плата Raspberry Pi CM4 выпускается в 32 вариантах, можно подобрать на свой вкус.
Part Number | Wireless | RAM | eMMC | Price* |
CM4001000 | No | 1GB | 0GB (Lite) | $25 |
CM4001008 | 8GB | $30 | ||
CM4001016 | 16GB | $35 | ||
CM4001032 | 32GB | $40 | ||
CM4002000 | 2GB | 0GB (Lite) | $30 | |
CM4002008 | 8GB | $35 | ||
CM4002016 | 16GB | $40 | ||
CM4002032 | 32GB | $45 | ||
CM4004000 | 4GB | 0GB (Lite) | $45 | |
CM4004008 | 8GB | $50 | ||
CM4004016 | 16GB | $55 | ||
CM4004032 | 32GB | $60 | ||
CM4008000 | 8GB | 0GB (Lite) | $70 | |
CM4008008 | 8GB | $75 | ||
CM4008016 | 16GB | $80 | ||
CM4008032 | 32GB | $85 | ||
CM4101000 | Yes | 1GB | 0GB (Lite) | $30 |
CM4101008 | 8GB | $35 | ||
CM4101016 | 16GB | $40 | ||
CM4101032 | 32GB | $45 | ||
CM4102000 | 2GB | 0GB (Lite) | $35 | |
CM4102008 | 8GB | $40 | ||
CM4102016 | 16GB | $45 | ||
CM4102032 | 32GB | $50 | ||
CM4104000 | 4GB | 0GB (Lite) | $50 | |
CM4104008 | 8GB | $55 | ||
CM4104016 | 16GB | $60 | ||
CM4104032 | 32GB | $65 | ||
CM4108000 | 8GB | 0GB (Lite) | $75 | |
CM4108008 | 8GB | $80 | ||
CM4108016 | 16GB | $85 | ||
CM4108032 | 32GB | $90 |
Основные характеристики CM4 не слишком отличаются от популярной модели Raspberry Pi 4 Model B, только в более компактном формате 55×40 мм:
- 64-битный четырёхъядерный процессор Broadcom BCM2711 (Cortex-A72, ARM v8), 1,5 ГГц;
- поддержка двух дисплеев с разрешением до 4K;
- аппаратное декодирование видео H.265 до 4Kp60;
- оперативная память 1, 2, 4 или 8 ГБ;
- флэш-память eMMC 8, 16 или 32 ГБ
- гигабитный Ethernet;
- один USB 2.0;
- два интерфейса для камер;
- один PCIe Gen 2;
- 28 GPIO;
- опционально: WiFi 2,4/5,0 ГГц и Bluetooth 5.0.
Как вариант, берём обычную Raspberry Pi 4 Model B, где сразу есть все необходимые разъёмы. Остаётся только установить вентилятор, примонтировать диск и расшарить его по сети.
Поскольку поддерживается microSD, то можно загрузиться с флэш-карты, поставить нужный дистрибутив, а затем установить тот софт, который будет выполнять роль файл-сервера. Например, в качестве опенсорсной альтернативы Dropbox на своём хостинге рекомендуется Nextcloud, вместо Google Photos — PhotoPrism и так далее. Если кого-то напрягает превращение Plex в медиакомпанию, есть легковесная альтернатива: Jellyfin.
Интерфейс Jellyfin напоминает Plex
Мини-сервер отлично подходит для резервного копирования, архива медиафайлов, стриминга. Он также может работать как файрвол и VPN-туннель, предоставляя удалённый доступ к домашней сети по SSH. Такая мини-версия Synology или Netgear NAS.
Итоги
Теперь в вашем распоряжении есть новое хранилище данных для Raspberry Pi, более быстрое и надёжное, чем SD-карта.
Разработчик Джефф Гирлинг (Jeff Geerling) провёл эксперименты с внешними USB SSD для Raspberry Pi 4 и выяснил, что USB 3.0 SSD работает примерно в десять раз быстрее, чем самая быстрая карта microSD, которая попадала ему в руки.
Но в комментариях к видео ему подсказали одну интересную идею. Один из комментаторов обратил внимание, что тестируемый корпус-адаптер для внешнего диска Inateck USB 3.0 SATA не поддерживает протокол UASP.
Без UASP внешний диск монтируется как Mass Storage Device и работает в режиме Bulk Only Transport (BOT), который ещё в древние времена был ограничен максимальной для тех времён скоростью USB 1.1 всего лишь 12 Мбит/с. И это при том, что у USB 3.0 теоретически максимальная скорость составляет 5 Гбит/с, то есть в 400 раз больше!
Старый BOT передаёт файлы кусками, и каждый из них передаётся строго по очереди, без какого-либо использования буферизации и параллелизации.
Поэтому был создан новый протокол USB Attached SCSI Protocol или UASP.
Если не вдаваться в технические подробности, высокопроизводительный протокол SCSI обладает многими полезными функциями, такими как параллельная передача или передача вне очереди (out of order data transfer), так что диск может использовать буферизацию и кэширование для улучшения производительности.
Когда появился стандарт USB 3.0, его внедрили в большинство устройств хранения USB и адаптеров для жёстких дисков. А которые не могли этого сделать, обновили прошивку, чтобы поддерживать протокол UASP при взаимодействии с более новыми дисками для повышения производительности.
Поэтому после такого комментария Джефф Гирлинг провёл работу над ошибками — и заказал UASP-версию того же корпуса адаптера Inateck USB 3.0 SATA. Внешне они совершенно одинаковы, просто один поддерживает этот протокол, а другой — нет.
Зато различия видны в плате контроллера. Старая версия вверху, новая с совершенно иной принципиальной схемой — внизу. Здесь новая не только схема, но и микросхема контроллера.
На Raspberry Pi можно посмотреть характеристики подключённых дисков следующей командой:
Она выводит список всех существующих USB-устройств с драйверами. Если в строке Driver указано uas (как в этом листинге), то диск поддерживает UASP. Если же там указано usb-storage , то устройство работает по протоколу BOT.
Судя по всему, большинство адаптеров USB 3.0, выпущенные в последние примерно пять лет, должны поддерживать UASP.
К сожалению, Raspberry Pi 3 B+ и более старые версии Raspberry Pi с интерфейсами USB 2.0 не поддерживают UASP на уровне драйверов.
На КДПВ приведены результаты бенчмарков на Raspberry Pi 4 с включенным UASP и без него:
Как видим, скорость передачи данных в тестах hdparm и dd увеличилась на 50 % и 40 %, соответственно.
Внизу на верхней диаграмме результаты теста на случайный доступ, который более реалистично отражает реальную работу с устройством. И здесь UASP вносит серьёзный вклад. Случайные чтения ускоряются на 35%, случайные записи — на 20 %.
Более того, с UASP сократилось даже энергопотребление устройства с 5,29 до 4,87 ватта (на 8 %).
Проверить данные и методологию можно в этом репозитории turing-pi-cluster.
И не забывайте подключать устройства USB 3.0 в синие порты на Raspberry Pi 4, а не в чёрный порт USB 2.0, иначе вы не получите никакого выигрыша в производительности, напоминает автор.
Этот обзор посвящен выбору внешнего SSD диска для сервера управления умным домом на базе Raspberry Pi 4B. Этим и объясняется моя дотошность при проведении тестов — очевидно что для переноса музыки и фильмов, разницы большой нет. А для работы в режиме постоянного чтения и записи, 24/7 — нужен тщательный выбор.
Некоторое время назад, в обзоре диска Ingelon — я сделал ряд тестов, показывающих различие в скорости между разными типами носителей — eMMC, micro SD, USB Flash и SSD, а также между версиями интерфейсов USB 2.0 и 3.0. Кто не смотрел — ссылка в описании.
В этом обзоре я протестирую два SSD диска — Kingdian и Ingelon, только на USB 3.0. Но тесты будут намного подробнее. А посмотрев обзор — вы получите ответ — почему существует разница в цене между, казалось бы, одинаковыми устройствами.
Содержание
Где купить ?
Ingelon USB SSD — цена на момент публикации $ 19.34 за 128 ГБ версию
Kingdian USB SSD — цена на момент публикации $ 29.86 за 128 ГБ версию
Поставка
Поставляется USB SSD диск Kingdian в удобном твердом чехле на молнии. Он же служит защитой при пересылке.
Внутри есть два отделения с кармашками сеточками — в одном находится жесткий диск, во втором кабель и дополнительный переходник. Чехол я планирую в дальнейшем приспособить под наушники.
Комплект поставки — полностью самодостаточен, включает в себя и диск и кабель для подключения и даже переходник, для порта USB Type C
Кабель кажется совсем маленьким, но на самом деле его полная длина — 27 см, если брать только кабель без разъемов — то 19 см. При необходимости от превращается в кабель USB — Type C, так что проблем с подключением к современным гаджетам не будет. Правда для Raspberry Pi 4B переходник не нужен
Внешний вид
Диск выполнен в корпусе размером 70 х 35 мм и около 8 мм толщиной. Часть сделана из металла, это там где надпись, остальное — из пластика
В качестве масштаба — рядом с обычным спичечным коробком. Устройство весьма компактное и легкое — всего 22 грамма
Для подключения, на одном из торцов находится разъем USB Type C — удобный тем, что он симметричный, в отличии от micro USB
Сравнение
Как я и сказал — сравнивать героя обзора я буду с аналогичным по объему USB SSD Ingelon. Который по своей конструкции больше похож на флешку.
Способ подключения у них тоже отличается — Ingelon вставляется сразу в порт. Это менее универсальное решение, но с точки зрения моей цели — с Raspberry Pi 4B так удобнее
Тестирование
Давайте приступим к тестам. Они будут проводится на одном и том же порте стандарта USB 3.0. Для Kingdian используется его комплектный кабель без переходника.
Первый тест — при помощи Crystal Disk Mark 5, аналогично тесту в обзоре первого диска. В мультипоточном режиме последовательного чтения, Ingelon оказался чуть быстрее, при этом почти вдвое медленне Kingdian в рандомном чтении. Последовательная мультипоточная запись у Kingdian быстрее примерно на 55 МБ/сек, а рандомная — почти в 7 раз!
В однопоточном режиме, последовательное чтение, примерно одинаково, а запись у Kingdian лучше примерно на те же 50 МБ/сек. Рандомная скорость — лучше в разы.
Ingelon | Kingdian |
Проверка на ошибки
Дальше я использовал тест HD Tune Pro 5.70. Проверку на ошибки оба жестких диска прошли полностью успешно, никаких проблем обнаружено не было
Ingelon | Kingdian |
Последовательный режим чтения
В этих тестах участвует весь объем диска, и в последовательном режиме чтения, скорость Ingelon варьировалась от 112, до 230 МБ/сек, в среднем показав около 135 МБ/сек
Kingdian — оказался намного шустрее, его худшие показатели не падали ниже 213 МБ/сек, а средняя скорость оказалась выше максимальной для Ingelon — 236,7 Мб/сек
Последовательный режим записи
Для Ingelon тут тоже характерны огромные пики, ведь скорость тут прыгает от 16 до 213 МБ/сек, в среднем выдавая чуть менее 56 МБ/сек
У Kingdian — разница между минимумом и максимумом гораздо меньше и находится в диапазоне 202 — 230 МБ/сек, и в среднем результат 223 МБ/сек, что тоже віше максимума у Ingelon
Рандомный режим чтения
Этот тест производится блоками разного объема — чем меньше файл, тем больше операций и меньше скорость. Тест Ingelon показал для блоков в 512 байт — это 3111 операций в секунду и 1,519 МБ/сек, для блоков в 1 МБ — 288 операций в секунду, соответственно 288 МБ/сек
Kingdian показал ожидаемо лучший результат по файлам всех размеров. Например наименьшего объема в 512 байт — 4629 операций в секунду и 2,26 МБ/сек, а файлы по 1 МБ — 349 операций или мегабайт в секунду.
Рандомный режим записи
Начнем снова с Ingelon — по аналогии с чтением, возьмем минимальные файлы — с показателями 878 операций в секунду, что соответствует скорости в 0,429 МБ/сек, и файлы объемом в 1 МБ — с 166 операциями / мегабайтами в секунду
Kingdian просто разрывает его по всем показаниям, от минимального с 6620 операций в секунду и 3,2 МБ / сек до мегабайтных с результатом в 298 операций / мегабайт в секунду. Причем с маленькими файлами его результат записи — лучше чем его же результат чтения.
Файловый тест
И последний тест — файловый, он, на мой взгляд наиболее полно отразит как диск справится со своими обязанностями. На графике видны периодические провалы в скорости записи Ingelon менее 50 МБ/сек, скорость чтения около 330000 Кб/сек, записи 286000
У Kingdian провалы тоже имеются, но они зачастую не ниже отметки в 200 МБ/сек и нет ни одного, который бы прошел отметку в 150 МБ/сек. Скорость чтения порядка 372000 Кб/сек, записи — более 353000
Видео версия обзора
Вывод
Полагаю что это тестирование дает ответ на вопрос — почему внешние диски одного объема, существенно отличаются по своей стоимости. Для использования диска в качестве основного носителя данных для сервера умного дома — выбирать, очевидно, нужно более дорогие и качественные модели.
Настройка Raspberry Pi и тестирование диска
Мои инструкции должны сработать и на Ubuntu 20.04. Если при этом возникнут какие-то сложности — взгляните на этот материал.
Теперь запишем ОС на SD-карту, создадим файл boot.txt в первом разделе, подключим карту к Raspberry Pi и загрузимся. После этого подключимся к плате:
Проверим версию загрузчика:
Теперь включим загрузку с USB-накопителей, перейдя по пути Advanced Options > Boot Order > USB Boot .
Включение загрузки с USB-накопителей
Мы занимаемся настройкой Raspberry Pi, а поэтому нам ничто не мешает зайти в раздел настроек Options > GPU Memory и изменить размер видеопамяти с 65 Мб на 16 Мб. Если Raspberry Pi не используется для работы с графическими программами, то мы, благодаря этому, ничего не потеряем, а лишь вернём системе немного оперативной памяти.
А вы знали о том, что можно вернуть Raspberry Pi немного оперативной памяти?
Выключим Raspberry Pi.
Теперь воспользуемся компьютером, который применялся для записи ОС на SD-карту, или другим Raspberry Pi. Подключим к компьютеру NVMe-диск по USB и SD-карту с помощью кардридера. Я, для решения этой задачи, воспользовался компьютером Intel NUC с установленной на нём Linux.
После выполнения на этом компьютере команды lsblk должны быть выведены сведения о нашем диске:
Теперь отзеркалим SD-карту на NVMe-диск. При этом нужно очень внимательно следить за правильностью имён накопителей. Иначе можно перезаписать загрузочный диск компьютера, на котором осуществляется подготовка NVMe-диска к работе:
Теперь нужно загрузить Raspberry Pi по USB и попробовать подключиться к плате:
Далее, установим hdparm для исследования производительности диска:
Проверим скорость работы диска.
Хороший прирост производительности в сравнении с SD-картой!
Попробуем записать на диск файл размером 500 Мб из памяти:
Правда, если сравнить это с тем, что показывает Samsung EVO 970 Plus на моём шестиядерном Intel NUC, то это будет, так сказать, просто небо и земля.
Исследование производительности разных дисков и интерфейсов
Если посмотреть на скорость буферизованного чтения данных, то очевидным становится то, что интерфейс USB3 Raspberry Pi не даёт диску работать в полную силу:
- M.2 SSD, подключённый по USB3 — 33,94 Мб/с
- NVMe-диск, подключённый по USB3 — 344 Мб/с
- NVMe в компьютере, подключённый по PCIe — 2531 Мб/с
Тут хочется отметить то, что у нас есть шанс раскрыть потенциал NVMe-дисков тогда, когда широко распространится плата CM4 (Raspberry Pi Compute Module 4), имеющая один PCIe-канал. К ней можно будет напрямую подключать подобные диски. Вот видео, в котором идёт речь о CM4 и о различных возможностях ввода-вывода платы.
Поиск и сборка аппаратных компонентов
Вот список компонентов, которые использованы в этом проекте:
-
— в моём случае — версия с 8 Гб памяти.
- Официальный источник питания.
- SD-карта — карта размером 16-32 Гб нас вполне устроит.
- Кардридер для SD-карт — обратите внимание на то, чтобы это была модель, поддерживающая USB3. Иначе скорость работы с данными будет ниже. — M.2-диски выглядят почти так же, но у них две выемки, а не одна. Обычно скорость работы SSD-дисков измеряется сотнями Мб/с, а не тысячами.
Компоненты, готовые к сборке
Вставьте NVMe-диск в адаптер и подключите его к компьютеру для того чтобы быстро его проверить.
Внутренняя печатная плата не закреплена. Поэтому проверьте всё при открытом корпусе
Я мог бы выбрать и более быстрый диск, не WD Blue, а, например, Samsung EVO 970 Plus. Но такой диск дороже на £50-60. Скорость передачи данных будет ограничена интерфейсом USB3 Raspberry Pi, поэтому тратиться на более быстрый диск смысла нет.
Энергоэффективность
Снижение энергопотребления даёт прямую финансовую выгоду, то есть энергоэффективное оборудование в прямом смысле приносит деньги. Например, 200-ваттный «динозавр» при круглосуточной работе пожирает электричества примерно на $10 в месяц, в зависимости от региона. Энергопотребление RPi в неактивном состоянии около 2 Вт. Если заменить стандартный NAS с x86-процессором на 15-ваттный мини-сервер Raspberry Pi, то «малинка» окупается буквально за несколько месяцев.
На рынке есть довольно энергоэффективные NAS на ARM-процессорах. Например, вот такая модель Qnap TS-932PX-4G на процессоре Alpine AL324 (четыре ядра Cortex-A57, 1,7 ГГц) стоит ненамного больше, чем вышеупомянутая «машина» с сервером Umbrel на Raspberry Pi.
Qnap TS-932PX-4G
Можно и для процессора x86 найти материнскую плату, которая в неактивном состоянии потребляет несколько ватт, а также энергоэффективный процессор. Но всё равно это не сравнится с RPi.
Читайте также: