树莓派5安装SSD固态硬盘并使用PCIE通道启动系统

创建日期：2024/01/14 修改日期：2024/01/25 Linux Raspberry Pi

> 官方文档：[Raspberry Pi connector for PCIe](https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi-5.html#raspberry-pi-connector-for-pcie)

# 设备介绍

1. 树莓派5
2. SD卡
3. SSD固态硬盘：M.2接口、NVME协议
4. 扩展板：笔者是购买的 **杭州野芯科技有线公司** 的扩展版
   - 2280：[MPS2280 树莓派5专用PCIE M.2 NVME SSD固态硬盘扩展板HAT](https://item.taobao.com/item.htm?_u=e11hbid730f8&id=758851494567&spm=a1z09.2.0.0.490a2e8ddJTBuv&skuId=5401196666475)
   - 2242：[树莓派5专用PCIE M.2 NVME SSD固态硬盘扩展板HAT 2242支持Gen3](https://item.taobao.com/item.htm?id=761414929138&skuId=5250061045966&spm=a1z10.5-c-s.w4002-23113581213.23.6de2419fdMdeAz)

# 写入系统到固态硬盘

本文使用 `Linux` 系统的 `dd` 命令完成系统拷贝，也可以将固态硬盘连接电脑写入系统

设备关机，将硬件组装好，并插入固态硬盘，开机进入系统

## 查看磁盘名称

执行以下命令查看磁盘分区

```bash
sudo lsblk  -f
```

显示大致内容如下：

```
NAME        FSTYPE FSVER LABEL  UUID                                 FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINTS
mmcblk0
├─mmcblk0p1 vfat   FAT32 bootfs 5DF9-E225                             449.1M    12% /boot/firmware
└─mmcblk0p2 ext4   1.0   rootfs 3b614a3f-4a65-4480-876a-8a998e01ac9b   53.4G     3% /
nvme0n1
```

其中 `mmcblk0` 代表内存卡， `nvme0n1` 代表固态硬盘

## 执行拷贝

执行以下命令拷贝硬盘

```bash
sudo dd if=/dev/mmcblk0 of=/dev/nvme0n1 bs=4M status=progress
```

其中： `mmcblk0` 代表内存卡， `nvme0n1` 代表固态硬盘

克隆需要很长时间，跟进内存卡大小以及读取速度决定

克隆完成后显示内容大致如下：

```
15226+1 records in
15226+1 records out
63864569856 bytes (64 GB, 59 GiB) copied, 696.28 s, 91.7 MB/s
```

# 修改启动模式

在这一步时，确保固态硬盘**已连接**树莓派，此时系统运行在内存卡中

有两种方式修改启动模式

## 通过编辑配置文件修改

编辑配置文件

```
sudo rpi-eeprom-config --edit
```

修改如下内容

```bash
BOOT_ORDER=0xf416
```

注：默认的编辑器是 `nano` ，修改后的保存操作是先 `Ctrl + X` 退出，再 `Y` 确定，再按 `Enter` 退出

之后重启，即可进入固态硬盘系统

## 通过 `raspi-config` 修改

注：该方式需要已连接网络，因为要更新 `raspi-config`

1. 执行 `sudo raspi-config` 进入配置页面
2. 选择 `8 Update` 执行更新，并等待完成重新进入配置页面
3. 选择 `6 Advanced Options` 进入高级选项
4. 选择 `A4 Boot Order` 进入启动顺序配置
5. 选择 `B2 NVMe/USB Boot` 设置 `NVMe` 启动（未更新 `raspi-config` 时仅能设置为 `USB Boot`）
6. 之后选择 `<Finish>` 结束配置并选择 `<Yes>` 重启，即可进入固态硬盘系统

# 扩容磁盘

1. 执行 `sudo raspi-config` 进入配置中心
2. 选择 `6 Advanced Options` 进入高级选项
3. 选择 `A1 Expand Filesystem` 完成磁盘扩容
4. 之后选择 `<Finish>` 结束配置并选择 `<Yes>` 重启
5. 再次登录后执行 `df -h` ，此时显示跟目录已达到最大容量

# 移除内存卡

关机，移除内存卡，开机即可

# 启用 PCIe Gen 3.0

无论是通过哪种方式修改为固态硬盘启动后，都可以启用 `PCIe Gen 3.0`

注：个人实测 `致态 TiPlus5000 1T` 在修改之后，大文件写入从 `500MB/s` 左右提升到 `800MB/s` 左右

编辑配置文件

```bash
sudo nano /boot/firmware/config.txt
```

在文件结尾 `[all]` 的下一行添加如下内容：

```
dtparam=pciex1
dtparam=pciex1_gen=3
```

注：修改后的保存操作是先 `Ctrl + X` 退出，再 `Y` 确定，再按 `Enter` 退出

之后重启系统

# 补充：测试文件读写速度

## 写文件

```bash
dd if=/dev/zero of=/tmp/tempfile bs=4MB count=1000
```

## 读文件

```bash
dd if=/tmp/tempfile of=/dev/null bs=4MB count=1000
```

456

全部评论