Raspberry Pi starten vanaf ssd?

Hans Man

Na enige tijd werken met de Raspberry Pi loop je er tegenaan: de micro-sd-kaart is toch niet zo robuust als je gedacht had. Dat gebeurt meestal als je al flink wat software hebt geïnstalleerd en met enige moeite aan de praat hebt gekregen. Ergens in je achterhoofd knaagt nog het belang van een back-up, maar “dat komt morgen”. En op dat ogenblik begint de micro-sd-kaart te sputteren. Soms werken één of meer softwaretoepassingen niet meer (goed), maar het kan ook gebeuren dat de Pi er gewoon helemaal mee ophoudt. Tenzij je tóch die back-up hebt gemaakt, zit er niks anders op dan het kaartje formatteren en alles opnieuw installeren.  

VANAF SSD 
Maar er is een andere manier. Als je de Raspberry Pi nu eens kunt starten vanaf een solid state disk oftewel ssd? Ssd’s worden met de dag goedkoper en ze zijn veel stabieler dan de meeste micro-sd-kaartjes. Bijkomend voordeel is dat ze ook véél sneller zijn. 
De ssd die ik gebruik, heeft een SATA-interface en dat is een langwerpige connector. De Raspberry Pi heeft echter usb-aansluitingen en om die twee te verbinden, heb je dus een SATA/usb-kabeltje nodig. Tot zover het eenvoudige deel. 

SATA/USB-KABELS 
De Raspberry Pi start namelijk niet zomaar op met een willekeurige SATA/usb-kabel. Sommige modellen werken wel, andere niet. Dat heeft te maken met de chipset die gebruikt is op de SATA/ usb-adapter. Als je niet weet waar je op moet letten, loop je de kans dat je een adapter koopt die gewoon niet werkt met de Raspberry Pi. Het goede nieuws is dat je hem niet weg hoeft te gooien, je kunt hem altijd nog wel gebruiken om een oude harddisk of ssd aan je laptop te koppelen: dat werkt meestal wél. 

Let wel, alle informatie komt van de website van de verkopers

Om te testen welke adapters wél en welke niet gebruikt kunnen worden met de Raspberry Pi, heb ik er een handvol verschillende bij elkaar geraapt, waarvan je verderop een overzicht ziet. Voor zover mogelijk heb ik ook de verkoper en de toenmalige prijs vermeld. Ook zie je welke chipset er volgens de verkoper in zou zitten. Let op: dit klopt niet altijd!

RASPBERRY PI 4B 
Voor de testen heb ik mijn Raspberry Pi 4B met 4 GB gebruikt, gevoed door een originele Raspberry-voeding (2,5A). Dat laatste is belangrijk, omdat de ssd gevoed wordt vanuit de usb-poort en de voeding van de Raspberry Pi hiervoor voldoende vermogen moet leveren. De usb-poorten van deze Raspberry Pi kunnen tezamen 1,2 ampère leveren, zonder limiet per poort. De ssd die ik gebruikt heb voor de test, is een oude Kingston met 30 GB met een benodigd vermogen van 0,4 ampère. 
Dat is weinig: de Samsung EVO 870 250 GB die ik normaal gebruik voor mijn domotica-server, trekt maar liefst 1,1 ampère, dus bijna driemaal zoveel! Om alle adapters uit elkaar te kunnen houden, heb ik ze genummerd, van 1 t/m 7. 

UITVOERINGEN 
Kijken we naar de uitvoeringen, dan zijn er wat verschillen. Zo is adapter nummer 2 een gewone kabel, met een SATA- en een usb-plug. Nummers 1 en 3 zijn ook kabels, maar nu met een dubbele usb-plug. Dit is handig als je een ‘zware’ disk wilt koppelen aan bijvoorbeeld je laptop, waar maximaal 0,5 ampère per usb-poort geleverd kan worden. Door de dubbele plug kun je de disk twéémaal 0,5 ampère geven. Voor de Raspberry Pi is dit niet zo relevant. 
De andere adapters zijn platte kastjes, waar je de ssd netjes in kunt bouwen. Meestal is dat vrij simpel: dekseltje eraf, disk erin, dekseltje er weer op. Alleen bij adapter nummer 5 wordt de disk vastgezet met kleine schroefjes. 
De verbinding tussen de kastjes en de Raspberry Pi gebeurt met een speciale kabel: aan één eind de bekende usb-plug, aan de andere kant een speciale platte plug. En ook hier is nummer 5 een uitzondering: de kabel is aan beide einden voorzien van een USB 3.0-plug. 

METINGEN 
Voor de metingen heb ik de Kingston-ssd voorzien van een standaard Raspbian-besturingssystem. Als enige toepassing heb ik Agnostics geïnstalleerd. Hiermee kan ik vrij simpel de prestaties van de disk meten. 
Ook heb ik de Raspberry Pi van tevoren voorzien van de laatste updates, en heb ik Boot vanaf USB enabled. Hoe dat moet, laat ik hier even buiten beschouwing, hierover is op internet voldoende te vinden. 
Voor elke adapter heb ik twee metingen gedaan: eenmaal verbonden met een USB 2.0-poort en eenmaal met een USB 3.0-poort. Na het starten van de Raspberry Pi controleerde ik met het commando lsusb de aangesloten usb-apparatuur om te kunnen zien of de chipset die de leverancier aangaf, klopt. Vervolgens deed ik een snelheidsmeting met Agnostics. Elke meting heb ik driemaal uitgevoerd, waarna een rekenkundig gemiddelde bepaald is. Per meting noteer ik: sequential write, random write en random read.

RESULTATEN 
De volgende tabel toont de resultaten. Omdat adapters 1, 4 en 5 gewoon niet werkten (de Raspberry Pi gaf bij opstarten “kernel not synching”), heb ik deze nummers weggelaten uit de tabel. Voor de oplettende lezer: er is inderdaad een verstekeling ingeslopen: nummer 8. 
Ik wilde laten zien dat er weliswaar verschillen zijn in de adapters, maar de cijfers tonen aan dat die verschillen niet enorm zijn. Wat wel uitmaakt, is de performance van de ssd die gebruikt is. Bij metingen nr. 7 en nr. 8 heb ik de Ugreen USB 3.1-adapter gebruikt. Voor meting nr. 7 is deze voorzien van de Kingston-ssd, in meting 8 heb ik mijn modernere Samsung EVO 870 250 GB gebruikt. En hier is de leeftijd duidelijk zichtbaar: de EVO draait rondjes om z’n tegenstander, zeker op USB 3.0 is het een waar snelheidsmonster. 
Wat opvalt, is dat alle adapters bij random write betere cijfers vertonen dan bij random read, alleen de EVO doet dat heel anders: hier is random read beduidend beter dan write. Ik weet niet waarom dat zo is, het zou iets met caching te maken kunnen hebben, maar dat is speculeren.

CONCLUSIE 
Uit de cijfers blijkt dat de verschillende adapters elkaar niet zo veel ontlopen. De keuze wordt eigenlijk bepaald in een paar simpele stappen: wil je een losse disk met een kabeltje aan de Raspberry Pi koppelen? Of wil je een mooi kastje waar de disk veilig in is opgeborgen? 
En natuurlijk is de allerbelangrijkste factor de chipset: kies er eentje die werkt! Of zorg dat je de adapter mag retourneren als hij niet werkt. Op basis van de kwaliteit van de behuizing, het kabeltje en de performance zou ik zelf kiezen voor de Ugreen USB 3.1. Zelfs de verpakking is netjes verzorgd. 
Op basis van dit geheel: vijf sterren voor deze SATA/usb-adapter.