Comenzando con NVMe y el Raspberry Pi 5

Como todos sabemos a estas alturas, el Raspberry Pi 5 trae una importante mejora de rendimiento sobre la generación anterior de dispositivos Raspberry Pi. Sin embargo, la dependencia de tarjetas MicroSD para almacenamiento ha estado plagada de problemas como la velocidad y la integridad. Al aprovechar un SSD NVMe con un HAT de expansión, podemos mejorar dramáticamente la velocidad, fiabilidad y longevidad de nuestro almacenamiento. En este artículo, vamos a guiar sobre cómo configurar almacenamiento NVMe en el Raspberry Pi 5, asegurando una experiencia optimizada y sin contratiempos.

¿Por qué NVMe en lugar de tarjetas MicroSD?

Aunque las tarjetas MicroSD son compactas y ampliamente utilizadas para el almacenamiento en Raspberry Pi, son más lentas y no duran tanto. Los discos NVMe ofrecen velocidades de lectura/escritura super rápidas (hasta 7,000 MB/s - aunque el Raspberry Pi 5 está limitado a PCIe Gen 3 x1, con velocidades máximas de alrededor de 985 MB/s), haciendo que los tiempos de arranque y las tareas intensivas de datos sean significativamente más rápidos.

Más allá de la velocidad y la fiabilidad, los SSD NVMe ofrecen una mayor consistencia bajo cargas de trabajo intensas. A diferencia de las tarjetas MicroSD, que se degradan rápidamente con escrituras repetidas, los discos NVMe están diseñados para un rendimiento sostenido. Esto los hace ideales para aplicaciones como ejecutar bases de datos, servidores de medios y cargas de trabajo de IA en el Raspberry Pi 5, donde un almacenamiento estable y de alta velocidad es absolutamente crucial.

Instrucciones previas al flasheo

Antes de configurar el almacenamiento NVMe en el Raspberry Pi 5, comienza con una tarjeta MicroSD existente que ejecute la última versión del sistema operativo Raspberry Pi. Si necesitas orientación sobre cómo configurar el Raspberry Pi 5, consulta el tutorial a continuación.

A continuación, asegúrate de que tu Raspberry Pi tenga el cargador de arranque más reciente ejecutando el comando: 

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sudo rpi-eeprom-update -a

en el terminal. Una vez que la actualización esté completa, retira de forma segura la tarjeta MicroSD del Raspberry Pi en preparación para la instalación de NVMe.

Instalación del hardware

En este artículo, estaremos utilizando el Geekworm X1001 NVMe HAT (no confundir con el NVMe HAT oficial de Raspberry Pi). También he comprado el disco Silicon Power de 512 GB NVMe que es bastante asequible. Cabe destacar que existen problemas de compatibilidad conocidos con diferentes tipos de discos NVMe, aunque esto siempre está cambiando con las actualizaciones de EEPROM (de ahí la insistencia en actualizar el EEPROM antes de comenzar). 

La instalación física del HAT es bastante sencilla. Primero, añade los separadores a la placa e inserta el cable de cinta en la ranura PCIe de la Raspberry Pi. Después, coloca el HAT encima de los separadores y asegúralo atornillando la placa a los separadores. Finalmente, conecta el cable de cinta de la Raspberry Pi al HAT.

Flasheo mediante carcasa USB

Al igual que en el video de introducción, utilizaremos el Raspberry Pi Imager, pero estaremos flasheando a nuestro disco NVMe. Necesitarás una carcasa externa de NVMe a USB para hacer esto. Ejecuta el Raspberry Pi Imager, selecciona el sistema operativo, el almacenamiento NVMe y comienza a flashear. Después de que el flasheo del dispositivo esté completo, desenchúfalo y vuelve a enchufarlo. Abre el disco NVMe y añade las siguientes dos líneas a config.txt:

dtparam=pciex1

dtparam=pciex1_gen=3

En este punto, puedes retirar tu disco de la carcasa e instalarlo en el HAT de Raspberry Pi.

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Asegúrate de haber quitado la tarjeta MicroSD antes de encender el Raspberry Pi.

Flasheo a través de Copiador de Tarjetas SD

Un método alternativo es espejar el contenido de tu MicroSD en el disco NVMe utilizando la utilidad en tu sistema operativo Raspberry Pi (Bookworm) que se encuentra bajo Aplicaciones (el icono de la frambuesa en la parte superior izquierda) > Accesorios > Copiador de Tarjetas SD. Antes de hacer esto, necesitarás añadir las siguientes líneas a /boot/firmware/config.txt (usando el comando sudo nano /boot/firmware/config.txt):

dtparam=pciex1

dtparam=pciex1_gen=3

Una vez que reinicies, el NVMe debería aparecer como una unidad externa. Una vez en el Copiador de Tarjetas SD, establece "Copiar desde dispositivo" a tu tarjeta MicroSD y la ruta de "Copiar a dispositivo" al disco NVMe. Después de replicar con éxito tu tarjeta MicroSD, apaga el Raspberry Pi, retira la tarjeta MicroSD y vuelve a encender el dispositivo.

Iniciando y Depurando

En este punto, tu NVMe debería arrancar el sistema operativo justo como lo hace tu tarjeta MicroSD, pero notarás un enorme aumento en velocidad/rendimiento. Es inevitable que la vida suceda y las cosas salgan mal. Para solucionar diferentes problemas utilicé la guía de ayuda de Geekworm, pero, con suerte, no te encontrarás con esos problemas. Una gran manera de depurar el paso de arranque es presionar repetidamente la barra espaciadora después de encender el dispositivo Raspberry Pi hasta que veas la pantalla de arranque. Después de eso, puedes presionar 6 para arrancar a través de NVMe y observar el proceso de arranque.

Como he mencionado anteriormente, es absolutamente crítico actualizar el firmware de tu Raspberry Pi (a través de sudo rpi-eeprom-update -a). Descubrí que esto hace una diferencia en términos de soporte de disco duro. También probé varios discos NVMe y encontré que algunos simplemente no funcionarían de ninguna manera. Es un proceso delicado, por lo que es mejor seguir lo que Geekworm sugiere o lo que he usado (el de Silicon Power mencionado arriba o el disco NVMe WD Black SN770).

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Conclusión

Cambiar de almacenamiento MicroSD a NVMe en el Raspberry Pi 5 desbloquea un mayor rendimiento, mejora la fiabilidad y ofrece una solución de almacenamiento más duradera. Aunque la configuración requiere un HAT NVMe y algunos ajustes de configuración, los beneficios superan con creces el esfuerzo. Ya sea que busques tiempos de arranque más rápidos o un sistema más robusto para aplicaciones intensivas, NVMe es el futuro del almacenamiento en Raspberry Pi.