Raspberry Pi 5 получает microSD Express HAT

Напомним, карты microSD Express обеспечивают производительность уровня SSD благодаря использованию интерфейса PCIe и команд NVMe. Стандарт впервые представлен в 2019 году, а для полноразмерных SD-карт — еще раньше (2018) , но производители не спешили выпускать совместимое оборудование. Ключевым изменением этого года стал анонс портативной консоли Nintendo Switch 2 — одного из первых массовых устройств со слотом microSD Express, что частично мотивировало Will создать HAT+ с поддержкой microSD Express для Raspberry Pi 5 .

Характеристики платы RPI5-SDexpress-Hat:

• Микроконтроллер – RISC-V микроконтроллер WCH CH32V003 для обработки горячего подключения и размонтирования
• Интерфейс хоста – разъем FFC PCIe Gen3 x1
• Расширение – 2 разъема Qwiic
• Дополнительно – Кнопка извлечения, светодиоды питания, установленный светодиод
• Управление питанием
  • Питание 5 В через 40-контактный GPIO-разъем (используется 6-контактный)
  • Фиксированный выход 1.8 В/3.3 В
  • Регулятор напряжения LP5907
  • Понижающий DC-DC преобразователь PAM2306 для напряжения 1.8 В
• Габариты – Малые

Хорошая новость: решение работает без доработок:

Результаты тестов хранилища через PiBenchmarks.com на Raspberry Pi 5 с конфигурацией PCIe Gen3 x1:

Category                  Test                      Result
HDParm                    Disk Read                 631.68 MB/sec
HDParm                    Cached Disk Read          699.12 MB/sec
DD                        Disk Write                169 MB/s
FIO                       4k random read            48761 IOPS (195047 KB/s)
FIO                       4k random write           26290 IOPS (105160 KB/s)
IOZone                    4k read                   22803 KB/s
IOZone                    4k write                  137502 KB/s
IOZone                    4k random read            31366 KB/s
IOZone                    4k random write           178701 KB/s

Скорость чтения действительно превышает показатели типичной карты microSD (свыше 630 МБ/с), но устойчивая скорость записи ближе к топовым картам Class A1/A2 — менее 200 МБ/с. Производительность при случайных операциях ввода-вывода также значительно выше.

Возникает вопрос о необходимости микроконтроллера. Как пояснил читатель в статье про адаптер microSD Express – M.2 NVMe SSD для Nintendo Switch 2 , требуется логика управления (уточнение: возможно, нет ):

Без корректного SD handshake и ответа на команду CMD8 с флагами PCIe работа невозможна, так как SD-хост-контроллер должен активировать и сбросить PCIe-интерфейс…

Проект полностью открыт: схемы KiCad и BoM доступны на GitHub , где также размещен бинарный файл прошивки для микроконтроллера STM8S CH32V003 (исходный код отсутствует). Разработка основана на более раннем RPi5-CFE-Hat от Will для карт CFexpress, чья прошивка имеет открытый код, поэтому обновление — вопрос времени.

К сожалению, слот microSD Express для Raspberry Pi 5 пока малопрактичен из-за стоимости карт. M.2 NVMe SSD дешевле, как и карты CFexpress Type B. Для сравнения: Samsung 256GB microSD Express из демонстрации продается за $59.99 на Amazon , тогда как аналогичный SSD стоит около $25 , а M.2 SSD в формате CFExpress Type B также несколько дешевле .

По этим причинам Will не планирует серийное производство HAT, но проект опубликован под лицензией MIT, что позволяет сторонним производителям выпускать плату. Возможно, слот microSD Express станет целесообразен в Raspberry Pi 6 при снижении цен.

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

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.