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2020年9月25日 (金)

Raspberry Pi 4のUSB 3.0ポートに接続したSATA接続のSSDからBOOTができない。(SSDがとても遅い) ーUASP対応じゃないとNGー

Img_2980

 

先日、Raspberry Pi OSによるRaspberry Pi 4のUSB BOOTをテストした時に、また、Raspberry Pi 4にインストールしたUbuntu MATEのwritableパーティションを外付けSSD(USB->SSD)にする方法をテストした時に、私の環境では、Raspberry Pi 4のUSB 3.0ポートに接続した外付けSSDからBOOTすることができない(BOOT途中でフリーズしたように見える)という現象が発生しました。

 

この時、2台の(4GBと8GBの)Raspberry Pi 4で発生することやUSB 3.0のケーブルを変えても発生することから、私が持つUSB 3.0-SATA変換のコントローラ(HDDケース)が怪しいと推測。

また、コメントでもUSB 3.0-SATA変換のコントローラには相性問題があるとの情報をいただきました。

 

更に、この問題を調べていくと以下の記事を発見。

https://signal-flag-z.blogspot.com/2020/03/raspberry-pi-4usb30ssd.html

 

この記事を読むと、どうも"UASP"というプロトコルが関係して相性問題が発生する場合があるとのこと。

 

そこで、UASP対応を謳っているUSB 3.0-SATA変換ケーブル(以下の商品)を購入してみることにしました。

オウルテック Owltech OWL-PCSPS3U3U2 [2.5/3.5インチ SATAHDD用アダプタ SATA→USB3.0 新IC UASP対応 ACアダプタ付 ブラック]

Img_2978

 

結果は、この商品でテストしたところUSB 3.0からのBOOTが行えるようなりました。問題解決です。

 

このことから、Raspberry Pi 4のUSB 3.0-SATAの変換コントローラに相性問題があるのがハッキリしました。

皆さんはご存知でしたか?

Raspberry Pi 4のUSB 3.0ポートの外付けSSDを使ってBOOTできない、またはI/Oスピードがとても遅いという現象でお困りの方は、一度、USB 3.0-SATA変換のコントローラ(HDDケース or 変換ケーブル)をチェックしてみてください。

 

参考までに、fioで測定したディスクI/Oの測定結果を載せておきます。今回も、使用したツール(fioの設定ファイル)は crystaldiskmark.fio です。

※テストに使用したOSはUbutu MATE。USB 2.0測定時とUSB 3.0測定時のSATA変換のコントローラは異なりますのでご注意を

 


種別


Transcend SSD (USB 2.0)


Transcend SSD (USB 3.0) UASP


 


IOPS


BW[MiB/s]


IOPS


BW[MiB/s]


Seq-Read


33


33.8


246


247


Seq-Write


30


30.5


228


228


Rand-Read-512K


62


31.2


406


203


Rand-Write-512K


60


30.0


448


224


Rand-Read-4K


1713


6.854


3802


14.9


Rand-Write-4K


1965


7.862


4913


19.2


Rand-Read-4K-QD32


1877


7.510


4455


17.4


Rand-Write-4K-QD32


2182


8.730


6384


24.9

 

microSDポート(内蔵)を加えてグラフにしてみました。

20200926-115039

 

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コメント

中ボス攻略おめでとうございます。推測どおりでしたね(^_^)
私は大雑把なO型なので
systemd-analyzeやgnome-disksのベンチマークで一喜一憂してますw
$ sudo fio crystaldiskmark.fio を実行してみました。
※結果の並びはブログと同じ
read: IOPS=251, BW=252MiB/s
write: IOPS=179, BW=180MiB/s
read: IOPS=343, BW=172MiB/s
write: IOPS=393, BW=197MiB/s
read: IOPS=4351, BW=16.0MiB/s
write: IOPS=4903, BW=19.2MiB/s
read: IOPS=13.9k, BW=54.2MiB/s
write: IOPS=12.4k, BW=48.6MiB/s
SSDも安くなりました。2K円ちょっとで買ったSSDの結果です。
書き込みが遅いのは安価なものにありがちな傾向ですね。
でも下4つの4K群がなぜか速い。チューニングされているのか?preloadの効果か?
特に4Kアライメントがずれていると書き込みが遅くなるようです。
RaspbianはDDなので影響を受けやすそうですがMATEはインストーラーで調整してくれるかも?の期待を込めて4Kアライメント確認・調整に挑んでみます。
私の中ボスはFirefoxでRadikoを聞きながらChromiumを操作していると時々Radikoにノイズが発生すること。でも再現性がないので、、、

PiでもMATEさん。コメントありがとうございます。
4Kアライメントの件。気になるところではありますが、私が購入したSSDは、安価でかつ小容量(120GB)なため、こんな程度かな?と思っております。
エンタープライズ向けRAID用SSDとかだと、内蔵コントローラは各種ベンチマークで良い性能結果が出るようにチューニングされているため、劇的に変わるとは思いますが費用対効果が。
それでは。

@4Kアライメント
WinXP、3TB以上のデバイス以外は心配無用のようです。
確認方法
$ sudo fdisk -l /dev/sd?
デバイスの先頭パーティーション(デバイス名の末尾が1)の開始位置が2048または8で割り切れれば調整不要です。
Pi4にSSDを奪われLive USBでLinux Mint Mateで稼働中wのメインPCに
2012年頃にExt4でセットアップした3TB HDDの開始位置も2048でした。
Linux使っていれば無問題のようです。
参考:https://kledgeb.blogspot.com/2013/07/ubuntu-gparted-22.html
@Piの初期値を変更しました。
$ sudo vi /boot/firmware/config.txt
over_voltage=-1
※設定値は-16〜8ですが、-2以下の数値にしても電圧変化なし。
gpu_mem=128
※MATE Beta2の変更内容に「デフォルトが適正値のためconfig.txtから削除」とありますがGoogleMapで効果が認められたので。
$ sudo vcgencmd measure_volts
volt=0.8600V default
volt=0.8350V
$ sudo vcgencmd get_mem gpu
gpu=76M default
gpu=128M

PiでもMATEさん。こんにちは。
4Kアライメントと初期値の情報、ありがとうございます。
参考にさせていただきます。
私は今、ライブラリの変更に伴い、あるアプリが動作しなくなって、その問題と格闘中です。
ですが、疲れたので、ちょっと休んで頭を冷やすことに。w

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