Тестирование NVMe SSD Cytron MAKERDISK M.2 на Raspberry Pi 5 с платами GEEKWORM X1001 и Waveshare M.2 PCIe HAT+

Cytron предоставил несколько NVMe SSD MAKERDISK с предустановленной Raspberry Pi OS для тестирования на одноплатном компьютере Raspberry Pi 5 с использованием плат расширения GEEKWORM X1001 или Waveshare M.2 PCIe HAT+ , которые также были предоставлены компанией.

С момента выхода первых M.2 PCIe HAT для Raspberry Pi 5 было известно, что Raspberry Pi Limited работает над собственной моделью, и, судя по слухам в Twitter/X (с фотографиями), запуск официального M.2 HAT+ должен состояться в ближайшее время. Поэтому сейчас идеальное время для тестирования SSD на Raspberry Pi 5, хотя официальный HAT+ еще не получен.

MAKERDISK M.2 NVMe SSD Raspberry Pi 5 review

Распаковка набора Cytron «MAKERDISK»

Малайзийская компания прислала комплект со всем необходимым для начала работы, за исключением Raspberry Pi 5 , который уже был в наличии.

Cytron MakerDisk M.2 NVMe SSD GEEKWORM X1001 Waveshare HAT PCIE 2242 unboxing

В комплект входят NVMe SSD формата 2242 M-Key объемом 128 ГБ или 256 ГБ, SSD формата 2280 M-Key объемом 128 ГБ, 256 ГБ и 512 ГБ, набор GEEKWORM X1001 HAT и набор Waveshare M.2 PCIe HAT+.

Cytron MAKERDISK M.2 2242 NVMe SSD

SSD M.2 2240 объемом 128 ГБ обеспечивает скорость чтения до 1700 МБ/с и записи до 600 МБ/с, тогда как модель на 256 ГБ достигает 2250 МБ/с при чтении и 1040 МБ/с при записи.

Cytron MAKERDISK M.2 2280 NVMe SSD

Скорости чтения и записи для SSD M.2 2280 следующие:

  • 128 ГБ – 1800 МБ/с, 560 МБ/с
  • 256 ГБ – 2050 МБ/с, 1000 МБ/с
  • 512 ГБ – 2050 МБ/с, 1700 МБ/с

Поскольку подключение будет осуществляться через интерфейс PCIe Gen2 x1 или PCIe Gen3 x1 на Raspberry Pi 5, эти скорости не будут иметь решающего значения, так как узким местом станет сам интерфейс PCIe.

Waveshare PCIe to M.2 HAT+

Плата Waveshare PCIe to M.2 HAT+ включает 16-контактный FPC-кабель PCIe длиной 40 мм, 40-контактный разъем «мама-папа», винты и стойки, а также элементы для использования более коротких SSD формата 2230. Документацию по аппаратному и программному обеспечению можно найти в Wiki .

GEEKWORM X1001 unboxing

Более компактная плата GEEKWORM X1001 универсальнее, так как поддерживает SSD форматов 2230, 2242, 2260 и 2280. Включенный FPC-кабель PCIe не совсем соответствует спецификациям (но выполняет свою функцию), а в комплект также входят инструкции по сборке и пакет со стойками и винтами. Документация доступна на сайте компании .

Сборка HAT и SSD с Raspberry Pi 5

Сборка платы Waveshare PCIe to M.2 HAT+ началась без чтения документации, что оказалось не лучшей идеей.

Waveshare PCIe M.2 HAT+ assembly

Сначала разъем «мама-папа» был установлен на Raspberry Pi 5, что значительно усложнило монтаж HAT из-за неточного выравнивания контактов. После его удаления разъем был правильно установлен на HAT перед подключением к Pi. Установка SSD M.2 прошла без проблем.

Waveshare PCIe M.2 HAT+ female header

При подключении плоского кабеля важно убедиться, что черные концы правильно ориентированы. После сборки результат выглядел следующим образом.

Cytron MAKERDISK 128GB M.2 2240 NVMe SSD Raspberry Pi 5
Кабель подключен неправильно: белая стрелка должна быть ближе к светодиоду PWR

Оказалось, что подключение было выполнено неверно — белая стрелка на кабеле должна быть расположена ближе к светодиоду PWR, как показано ниже.

Waveshare M.2 PCIe HAT FPC cable connection
FPC-кабель PCIe подключен правильно: белая стрелка находится рядом со светодиодом PWR

После переворота кабеля SSD был успешно обнаружен.

Установка GEEKWORM X1001 значительно проще: SSD и плоский кабель вставляются, как показано ниже.

GEEKWORM X1001 NVMe SSD installation

Затем устанавливаются три стойки (они немного выше, чем в комплекте Waveshare HAT), плата фиксируется тремя винтами, а другой конец кабеля подключается к разъему PCIe на Raspberry Pi 5.

GEEKWORM X1001 MAKERDISK M.2 2280 NVMe SSD

GEEKWORM X1001 Raspberry Pi 5 FPC cable installation

Демонтаж этой платы также проще по сравнению с Waveshare HAT+.

Загрузка Raspberry Pi OS с SSD MAKERDISK

Одно из преимуществ SSD MAKERDISK M.2 NVMe — предустановленная Raspberry Pi OS, что позволяет сразу загружаться с диска без дополнительной настройки. По крайней мере, в теории, так как в тестовой среде CNX Software это не сработало.

MAKERDISK NVMe SSD Raspberry Pi 5 boot fail

Плата была предоставлена Raspberry Pi Limited сразу после анонса Pi 5 и долгое время не использовалась, включая обновления. Предполагалось, что прошивка могла устареть.

После загрузки с microSD карты была проверена версия прошивки.

Затем система и прошивка были полностью обновлены:

Теперь прошивка должна быть актуальной:

Была проверена идентификация SSD M.2 NVMe на 128 ГБ, которая прошла успешно:

Однако после выключения Raspberry Pi 5 и извлечения microSD карты загрузка не завершилась — система не нашла загрузочных устройств. Связавшись с Cytron, получили подтверждение, что на нескольких платах Raspberry Pi 5 SSD работал без дополнительных настроек.

Документация Raspberry Pi весьма запутанна , но в Wiki Waveshare найдено решение: для включения загрузки с SSD необходимо изменить значение BOOT_ORDER на 0xf416 (было 0xf41):

После этого система успешно загрузилась с SSD, пройдя мастер настройки языка, имени пользователя и пароля, а также автоматически обновившись до последней версии. Команда ниже подтверждает, что rootfs находится на NVMe-устройстве:

Это означает, что новые Raspberry Pi 5 должны работать без дополнительных действий, тогда как на более старых платах может потребоваться обновление конфигурации EEPROM, как было сделано выше.

Тестирование производительности NVMe SSD MAKERDISK

Для тестирования потребовалось скомпилировать iozone из исходников , так как пакет iozone3 недоступен:

Тестирование SSD 2280 началось с использованием платы SupTronics/GEEKWORK X1001 HAT.

M.2 2280 SSD 128GB:

Скорость чтения составляет 434 МБ/с, а записи — 395 МБ/с в режиме PCIe Gen2.

Для переключения в режим PCIe Gen3 (не сертифицированный для работы) необходимо добавить следующую строку в файл /boot/firmware/config.txt перед разделом [cm4]:

и перезагрузить систему.

Производительность действительно выше, чем ранее:

855 МБ/с и 761 МБ/с для последовательного чтения и записи соответственно. Это далеко от теоретической производительности самого SSD, но это максимум, на что способен Raspberry Pi 5.

Проверить скорость соединения можно командой lspci:

Также можно уточнить скорость PCIe, изучив журнал ядра:

При возврате к PCIe Gen2 журнал выглядит так:

Результаты для M.2 2280 SSD 256 ГБ:

PCIe Gen2:

PCIe Gen3:

…и для M.2 2280 SSD 512 ГБ:

PCIe Gen2:

PCIe Gen3:

Поскольку Raspberry Pi 5 является узким местом, также был протестирован 512 ГБ M.2 2280 NVMe SSD на плате Radxa Rock 5B с процессором Rockchip RK3588 и более быстрым интерфейсом PCIe Gen 3 x4.

MAKERDISK 512GB SSD Radxa Rock 5B

Устройство корректно определяется вместе с eMMC-накопителем, с которого загружается ОС:

Результаты iozone3:

Скорость чтения значительно выше (1,74 ГБ/с), но скорость записи вызывает вопросы (213 МБ/с). Повторный запуск iozone3 дал те же результаты. Производительность случайных операций также немного ниже. Возможно, для повышения производительности требуется настройка параметров.

В таблице ниже приведены сводные результаты для M.2 2280 SSD.

Read Write Random Read (4K) Random Write (4K)
128GB (Pi 5 — PCIe Gen2) 434707 KB/s 395667 KB/s 53712 KB/s 194819 KB/s
128GB (Pi 5 — PCIe Gen3) 855845 KB/s 761527 KB/s 58080 KB/s 290993 KB/s
256GB (Pi 5 — PCIe Gen2) 433655 KB/s 399095 KB/s 54679 KB/s 191177 KB/s
256GB (Pi 5 — PCIe Gen3) 846389 KB/s 759437 KB/s 58135 KB/s 276242 KB/s
512GB (Pi 5 — PCIe Gen2) 436125 KB/s 400709 KB/s 55116 KB/s 196694 KB/s
512GB (Pi 5 — PCIe Gen3) 843413 KB/s 771841 KB/s 58657 KB/s 291082 KB/s
512GB (Rock 5) 1747128 KB/s 213432 KB/s 36004 KB/s 87266 KB/s

Теперь перейдем к тестированию 2242 SSD с использованием платы Waveshare HAT+, начиная с 128 ГБ SSD:

PCIe Gen2:

PCIe Gen3:

Результаты для 256 ГБ 2242 SSD:

PCIe Gen2:

PCIe Gen3:

128 ГБ и 256 ГБ SSD демонстрируют схожую производительность из-за ограничений интерфейса PCIe Raspberry Pi 5.

Температура Raspberry Pi 5 с HAT от GEEKWORM/Waveshare.

Обе платы расширения можно установить поверх активного охлаждения Raspberry Pi 5, но они частично блокируют воздушный поток, особенно Waveshare PCIe to M.2 HAT+. Было решено проверить температуру при нагрузке на CPU и SSD.

Тест температуры 256 ГБ SSD с Waveshare HAT+:

Одновременно были запущены две команды:

…а температура CPU контролировалась с помощью программы RPI-monitor.

Waveshare M.2 PCIe HAT Temperature Chart

Максимальная температура составила около 67-69°C. Также приведено тепловое изображение, полученное с помощью тепловизора Xtherm II TS2+ для смартфонов . На нем видно, что максимальная температура SSD после нескольких минут работы составляет 52,9°C.

Waveshare M.2 PCIe HAT Raspberry Pi 5 thermal image

Температура 256 ГБ SSD с GEEKWORM X1001 HAT:

Тест был повторен с GEEKWORM X1001, но сначала потребовалось установить 256 ГБ M.2 2240 SSD. В FAQ вики-страницы объясняется:

Как закрепить SSD 2230/2242/2260?
A: X1000 не имеет резьбовой стойки для крепления SSD 2230/2242/2260. В ходе тестов выяснилось, что SSD можно зафиксировать с помощью винта M2*6 мм и двух гаек M2. Одна гайка размещается под SSD, затем винт M2*6 мм и вторая гайка фиксируют накопитель.

Это удобно, но при отсутствии запасных гаек M.2 можно использовать адаптеры и винты из комплекта Waveshare, что и было сделано.

GEEKWORM X1001 M.2 2242 SSD spacer

Raspberry Pi OS X1001 MAKERDISK 256GB NVMe SSD

Затем были запущены те же команды stress и iozone.

GEEKWORM X1001 M.2 PCIe HAT Temperature Chart

Температура составила около 65-67°C. Разница незначительна. Важно, что троттлинг CPU не происходит ни с одной из плат, и активное охлаждение справляется со своей задачей даже при установленном HAT. Все тесты проводились в помещении с температурой около 30-32°C, так как кондиционер не справлялся с жарой (на улице около 42°C). Тепловое изображение с GEEKWORM X1001 и 256 ГБ M.2 2242 SSD показывает, что SSD нагревается до 63,4°C.

GEEKWORM X1001 M.2 PCIe HAT Raspberry Pi 5 thermal image

Заключение

NVMe SSD Cytron MAKERDISK M.2 корректно работают с Raspberry Pi 5 при использовании GEEKWORM X1001 или Waveshare PCIE to M.2 HAT+ в режимах PCIe Gen2 x1 (5GT/s) или PCIe Gen3 x1 (8GT/s). Производительность всех моделей примерно одинакова, так как интерфейс PCIe Raspberry Pi 5 является узким местом даже в режиме PCIe 3.0 x1.

NVMe SSD MAKERDISK удобны тем, что поставляются с предустановленной Raspberry Pi OS, что обеспечивает plug-and-play для большинства пользователей. В данном случае это не сработало, вероятно, из-за ранней версии Raspberry Pi 5, где EEPROM не был настроен для загрузки с NVMe по умолчанию, даже после обновления прошивки.

Cytron предлагает M.2 NVMe 2280 M-Key MAKERDISK SSD по цене от $37,25 до $81 в зависимости от объема, а M.2 NVMe 2242 MAKERDISK SSD за $32,50 (256 ГБ). Все модели поставляются с актуальной версией Raspberry Pi OS. Обе протестированные платы также доступны у Cytron, а GEEKWORM X1001 можно приобрести на Amazon за $15 , Waveshare PCIe to M.2 HAT+ — на Amazon за $14,60 или на Aliexpress за $15,65 .

Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.

0 0 votes
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments