Test Raspberry Pi M.2 HAT+

Raspberry Pi M.2 HAT+ , dlouho očekávaná nástavba pro pětkovou malinu je konečně tady! Případné zájemce na ní bude lákat především to, že je originálním příslušenstvím od Raspberry Pi a oproti konkurenci má nižší cenovku. Otázkou je, jestli dlouhé čekání stálo za to, a zda-li nová deska opravdu stojí za investici? Zejména v porovnání s konkurencí, která díry na trhu dokázala využít mnohem rychleji a jejich rozšiřující moduly v testech rychlosti příjemně překvapily. Na to nám odpoví dnešní test ve kterém M.2 HAT+ nástavba poměří síly s přímou konkurencí Pimoroni NVMe BASE, jejíž test jsme uveřejnili zhruba před měsícem.

Raspberry Pi M.2 HAT+ je rozšiřující deska určená pro Raspberry Pi 5, čemuž odpovídají všechny propojovací otvory, výřezy a rozmístění konektorů. Deska se na malinu usazuje seshora (HAT = Hardware Attached on Top), což může znamenat problém pokud chcete sestavu zavřít do originální krabičky od Raspberry Pi, protože u ní tím pádem překáží zabudovaný větrák. To se dá vyřešit odstraněním větráku a zapojením originálního aktivního chladiče v prostoru mezi deskou počítače a HAT+ nástavbou, použít nižší distanční sloupky nebo nechat sestavu otevřenou.

Sestavení Raspberry Pi 5 a M.2 HAT+

Sestavení M.2 HAT+ je hračka. Jeden konec FFC (Flat Flexible Connector) kabelu je již z továrny připojen k HAT+ desce, kontakty na druhém konci jsou chráněny páskou. Kabel je dostatečně dlouhý, aby dosáhl k PCIe konektoru na Raspberry Pi 5 a pokud ho nepřekroutíte, zapojíte ho vždycky správně. Přiložené 16mm distanční sloupky dávají prostor k zapojení aktivního chladiče mezi desku počítače a M.2 HAT+. Na různých diskuzních fórech jsme se setkali s tím, že v balíčku byly distanční sloupky a šroubky s výrobními vadami. Doufejme, že je to záležitost jen několika šarží a nejedná se o systémový problém. U nás v RPishopu jsme takový problém nezaznamenali.

Potencionální problém může tvořit kombinace 16mm distačních sloupků a GPIO stohovatelného headru, které jsou v balení. Díky délce sloupků zůstanou piny utopeny v GPIO konektoru desky HAT+ a jsou tak nepoužitelné. Pokud piny chcete využívat, řešením může být použití kratších distančních sloupků, např. o délce 12 mm. Distanční sloupky o délce 14 mm jsou pro GPIO piny ještě příliš vysoké. 10mm sloupky jsou zase příliš krátké, protože se závit upevňovacího šroubu M.2 dotýkal ventilátoru chladiče. Pokud tedy potřebujete použít piny GPIO, pořiďte si prodlužovací konektor buď s delšími kolíky nebo distanční sloupky M2,5 v délce 12 mm.

M.2 NVMe disk se k desce připevňuje pomocí šroubku s drážkovanou hlavou, takže ho stačí utáhnout rukou. Spojení je pevné a umožňuje k disku snadný přístup. Protože je deska navržena s ohledem na nový standard HAT+ jsme omezeni na použití NVMe disků velikostí 2230 a 2242. Výhodou je, že jsou cenově dostupné a běžně k dostání.

I když designéři nechali v HAT+ desce výřez pro snadný přístup k portům kamery / displeje (CSI a DSI) umístěným na desce počítače Pi 5, budete k jejich zapojení potřebovat buď štíhlé prsty nebo nějaký vhodný úzký nástroj. Doporučujeme zapojit kabely před upevněním HAT+ na desku počítače. Jinak je připojení kamery a displeje bez větších problémů.

Dokumentaci a schéma zapojení najdete na stránce Raspberry Pi Foundation.

Software

Pokud máte na Raspberry Pi 5 aktualizovaný firmware (na testovacím zařízení byl nahrán firmware z 20. 4. 2024), M.2 HAT+ bude fungovat ihned po vybalení z krabice. Aby bylo možno využít celý potenciál rychlosti nového 2230 NVMe disku, byla na něj nahrána nejnovější verze Raspberry Pi OS.

Půvab nejnovějšího firmwaru spočívá v tom, že prostě funguje a při výchozích rychlostech PCIe Gen2 pracuje velmi dobře. Desktop běží svižně, instalace softwaru je hladká a otevírání aplikací je mnohem rychlejší než u microSD. Změnu poznáte zejména při prohlížení webu, kdy se stránky načítají rychleji, díky ukládání cache souborů na rychlejší NVMe disk.

Rychlost

Začněme bootováním. S microSD se pětková malina spustí za 20,75 sec. Nainstalovaný M.2 HAT+ dokáže tento čas zkrátit o něco málo přes dvě sekundy na čas 18,67 sec., což je úctyhodný rozdíl. A co rychlosti PCIe Gen 1, 2 a (neoficiální) 3?

MicroSD karta posloužila v testu jako referenční bod. Pětková malina z ní zvládá číst rychlostí 90,5 MB/s a zapisovat rychlostí 30,8 MB/s. NVMe disky jsou v porovnání s tím samozřejmě mnohem rychlejší. Už i rychlosti Gen1 jsou řádově někde jinde, než microSD karty. Test ukázal rychlost 226 MB/s pro čtení a 196,3 MB/s pro zápis. Při rychlostech Gen2 dokáže Pi 5 číst rychlostí 452 MB/s a zapisovat rychlostí 378,6 MB/s, což je více než čtyřnásobná rychlost oproti microSD. I přes to, že Raspberry Pi oficiálně nepodporuje rychlosti Gen3, při testu byly dosaženy hodnoty 876 MB/s při čtení a 752,9 MB/s při zápisu dat.

V následující tabulce si můžete porovnat, jak dopadlo oficiální příslušenství od Raspberry Pi v rychlostním testu s deskou Pimoroni NVMe BASE.

Závěr

Raspberry Pi M.2 HAT+ je v porovnání s konkurencí nejlevnější způsob, jak rozběhnout NVMe disk na Raspberry Pi 5. Při zapojování desky se člověk musí popasovat s drobnými zádrhely, např. s přístupem k GPIO prodlužovacímu konektoru, a nemožností připojit M.2 disk velikosti 2280. Pokud to jsou pro někoho nepřekonatelné problémy, doporučujeme si připlatit a pořídit si základnu NVMe od Pimoroni, která se montuje pod základní desku Raspberry Pi 5. Pro ostatní, kteří na své pětkové malině ještě nevyzkoušeli rychlé úložiště NVMe, bude M.2 HAT+ od Raspberry Pi naprosto vyhovující.

Ceny kvalitních NVMe SSD disků oproti microSD nejsou v mnoha případech tak odlišné. Samozřejmě musíme započítat ještě cenu desky M.2 HAT+, ale i s tímto dodatečným nákladem se zvýšení rychlosti vyplatí. Věříme, že se řádově vyšší rychlost zpracování dat, ve srovnání i s těmi nejlepšími microSD kartami, stane novým standardem pro práci s Raspberry Pi.

klady

• originální příslušenství Raspberry Pi 5
• snadné sestavení
• s nejnovějším firmwarem funguje báječně
• nízká cena

zápory

• problémy se zapojením GPIO konektoru
• sestava s HAT+ neodpovídá rozměrům aktuální oficiální krabičky na Pi 5
• šrouby z měkkého plastu

Článek vytvořen s pomocí redakčního textu Tom’s Hardware a bret.dk.