Démarrer avec NVMe et le Raspberry Pi 5

Comme nous le savons tous désormais, le Raspberry Pi 5 apporte une augmentation majeure de performance par rapport aux générations précédentes de dispositifs Raspberry Pi. Cependant, l'utilisation de cartes MicroSD pour le stockage a été source de problèmes tels que la vitesse et l'intégrité. En exploitant un SSD NVMe avec un HAT d'expansion, nous pouvons améliorer de manière significative la vitesse, la fiabilité et la longévité de notre stockage. Dans cet article, nous allons vous guider dans la configuration d'un stockage NVMe sur le Raspberry Pi 5, assurant une expérience optimisée et sans accroc.

Pourquoi choisir NVMe plutôt que les cartes MicroSD ?

Alors que les cartes MicroSD sont compactes et largement utilisées pour le stockage sur Raspberry Pi, elles sont plus lentes et durent moins longtemps. Les disques NVMe offrent des vitesses de lecture/écriture super rapides (jusqu'à 7 000 MB/s - bien que le Raspberry Pi 5 soit limité à PCIe Gen 3 x1, plafonnant les vitesses à environ 985 MB/s), rendant les temps de démarrage et les tâches gourmandes en données nettement plus rapides.

Au-delà de la vitesse et de la fiabilité, les SSD NVMe offrent une plus grande constance sous des charges de travail importantes. Contrairement aux cartes MicroSD, qui se dégradent rapidement avec des écritures répétées, les disques NVMe sont conçus pour une performance soutenue. Cela les rend idéaux pour des applications telles que l'exécution de bases de données, de serveurs multimédia et de charges de travail d'IA sur le Raspberry Pi 5, où un stockage stable et à haute vitesse est absolument crucial.

Instructions de pré-flashage

Avant de configurer le stockage NVMe sur le Raspberry Pi 5, commencez avec une carte MicroSD existante exécutant la dernière version de Raspberry Pi OS. Si vous avez besoin de conseils pour configurer le Raspberry Pi 5, reportez-vous au tutoriel ci-dessous.

Ensuite, assurez-vous que votre Raspberry Pi dispose du dernier bootloader en exécutant la commande : 

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sudo rpi-eeprom-update -a

dans le terminal. Une fois la mise à jour terminée, retirez en toute sécurité la carte MicroSD du Raspberry Pi en préparation pour l'installation NVMe.

Installation du matériel

Dans cet article, nous allons utiliser le Geekworm X1001 NVMe HAT (à ne pas confondre avec le NVMe HAT officiel de Raspberry Pi). J'ai également acheté le disque Silicon Power 512 GB NVMe qui est assez abordable. Notez qu'il existe des problèmes de compatibilité connus avec différents types de disques NVMe, bien que cela change toujours avec les mises à jour de l'EEPROM (d'où l'insistance à mettre à jour l'EEPROM avant de commencer). 

L'installation physique du HAT est assez simple. D'abord, ajoutez les entretoises à la carte et insérez le câble ruban dans le slot PCIe du Raspberry Pi. Après cela, posez le HAT sur les entretoises et fixez-le en vissant la carte sur les entretoises. Enfin, attachez le câble ruban du Raspberry Pi au HAT.

Flashage via un boîtier USB

Tout comme dans la vidéo de démarrage, nous utiliserons le Raspberry Pi Imager, mais nous allons flasher notre disque NVMe. Vous aurez besoin d'un boîtier externe NVMe vers USB pour cela. Lancez le Raspberry Pi Imager, sélectionnez le système d'exploitation, le stockage NVMe et commencez le flashage. Après que le flashage du dispositif soit terminé, débranchez-le et rebranchez-le. Ouvrez le disque NVMe et ajoutez les deux lignes suivantes à config.txt :

dtparam=pciex1

dtparam=pciex1_gen=3

À ce stade, vous pouvez retirer votre disque du boîtier et l'installer sur le HAT du Raspberry Pi.

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Assurez-vous d'avoir retiré la carte MicroSD avant d'allumer le Raspberry Pi.

Flashage via Copieur de Carte SD

Une méthode alternative consiste à miroiter le contenu de votre carte MicroSD sur le disque NVMe en utilisant l'utilitaire dans votre Raspberry Pi OS (Bookworm) trouvé sous Applications (l'icône de framboise en haut à gauche) > Accessoires > Copieur de Carte SD. Avant de faire cela, vous devrez ajouter les lignes suivantes à /boot/firmware/config.txt (en utilisant la commande sudo nano /boot/firmware/config.txt):

dtparam=pciex1

dtparam=pciex1_gen=3

Une fois que vous redémarrez, le NVMe devrait apparaître comme un disque externe. Une fois dans le Copieur de Carte SD, réglez "Copier depuis le périphérique" sur votre carte MicroSD et le chemin "Copier vers le périphérique" vers le lecteur NVMe. Après avoir réussi à dupliquer votre carte MicroSD, éteignez le Raspberry Pi, retirez la carte MicroSD, et rallumez l'appareil.

Démarrage et Débogage

À ce stade, votre NVMe devrait démarrer le système d'exploitation tout comme le fait votre carte MicroSD, mais vous remarquerez une augmentation massive de la vitesse/performance. Il est inévitable que la vie se passe et que des problèmes surviennent. Pour résoudre différents problèmes, j'ai utilisé le guide d'aide de Geekworm mais, espérons-le, vous ne rencontrerez pas ces problèmes. Une excellente manière de déboguer l'étape de démarrage est d'appuyer à plusieurs reprises sur la barre d'espace après avoir allumé le dispositif Raspberry Pi jusqu'à ce que vous voyiez l'écran de démarrage. Après cela, vous pouvez appuyer sur 6 pour démarrer via NVMe et observer le processus de démarrage.

Comme je l'ai mentionné ci-dessus, il est absolument crucial de mettre à jour le firmware de votre Raspberry Pi (via sudo rpi-eeprom-update -a). J'ai constaté que cela faisait une différence en termes de prise en charge des disques durs. J'ai également testé divers disques NVMe et j'ai trouvé que certains ne fonctionnaient tout simplement pas. C'est un processus délicat, il est donc préférable de s'en tenir à ce que Geekworm suggère ou à ce que j'ai utilisé (celui de Silicon Power mentionné ci-dessus ou le disque NVMe WD Black SN770).

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Conclusion

Passer d'une carte MicroSD à un stockage NVMe sur le Raspberry Pi 5 débloque des performances supérieures, une fiabilité améliorée et une solution de stockage plus durable. Bien que la configuration nécessite un HAT NVMe et quelques ajustements de configuration, les avantages surpassent largement l'effort. Que vous recherchiez des temps de démarrage plus rapides ou un système plus robuste pour des applications intensives, le NVMe représente l'avenir du stockage sur Raspberry Pi.