Raspberry Pi 5 SSD Enable 教學

發表於 2024-05-23 更新於 2024-05-24 分類於 System ， RPI 閱讀次數：

前言

最近有一位客戶跟我說，他使用我們的 Camera 搭配 SSD，在 Record Video 的時候，不定時會有系統停擺的狀況。剛好最近想為 RPI 5 設置 SSD，因此就順道來驗證看看到底哪裡出了問題！

在我測試的當下，由於官方的 SSD 轉接板 Raspberry Pi M.2 HAT+ 在台灣還未上市（國外上市時間為 2024.05.14），加上我並不喜歡轉板設計放置在主板上，所以我另外購買了一款 GeekWorm X1002 來使用。

測試配置如下

Raspberry Pi 5 8Gb Ram
OS: Raspberry Pi OS (64-bit)
- Release date: March 15th 2024
- Kernel version: 6.6
- Debian version: 12 (bookworm)
PCIe Adapter Board - GeekWorm X1002
SSD test checklist
- WD Blue SN570 500Gb
- Kingston NV2 500Gb
- Micron Crucial P3 Plus 500Gb

值得一提的是，一般來說目前市面上所販售的 RPI 5 SSD 轉板，都是遵循官方的 Raspberry Pi Connector for PCIe Design Guideline，SSD 轉接板只承擔訊號轉接的部分，所有相容性的問題，都是取決於作業系統，需要透過作業系統的更新來獲得改善，跟轉板本身並沒有太大關聯性。

使用前的注意事項

RPI 5 僅支援 M.2 的 NVMe 架構，並不支援 SATA 架構。
SSD Edge connector 需要選購 М-Key 或 B&M-Key，不支援 B-Key。
目前 SSD 相容性問題主要是出自於 SSD Drive Firmware 的啟動時序問題，導致 BCM2712 內部的 PCIe Controler 無法識別 Driver，目前官方仍在致力解決此問題，相信相容性會隨著時間逐漸改善。
由於 SSD 會消耗較大的電力，請確保使用足瓦的電源供應器，5V5A 是最理想的配置。

1. RPI 5 SSD Enable 流程

HW 安裝 SSD 的過程不再贅述，在我們 Enable SSD 前，務必需先確認 Raspberry Pi EEPROM 的 Firmware 是最新的！

也就是說在安裝完 SSD 後，需要使用既有的 Raspberry Pi OS 進行 EEPROM 更新，再進行後續操作，不論你是否打算將 SSD 作為資料儲存硬碟，還是想將 SSD 作為 Raspberry Pi OS，皆需要執行以下指令進行更新，否則很容易出現 SSD 不相容的問題，目前官方仍在致力解決此問題，相信相容性會隨著時間逐漸改善。

1.1 RPI EEPROM Firmware 更新

首先，確保 SD Card 的 Raspberry Pi 運行最新的軟體，執行以下命令進行更新：

1	sudo apt update && sudo apt upgrade

接下來檢查 RPI EEPROM FW 版本

1	sudo rpi-eeprom-update

雖然官方說 EEPROM FW 版本至少在 2023.12.6 後才是可用的，但是按照國外網友的反饋，建議至少採用 2024.01.24 以後的版本，其 SSD 相容性才會有廣泛的提升。

RPI EEPROM FW 升級方式如下，輸入以下指令：

1	sudo raspi-config

選擇 Advanced Options > Bootloader Version，然後選擇 E1 Latest Use the latest bootloader image ，按 Ok & Yes 以及 Finish 退出 raspi-config，進行 System Reboot。

重新啟動系統後，輸入以下指令將 FW 更新到最新版本

1
2
3

sudo rpi-eeprom-update -a
# 再 Reboot 系統一次確保生效
sudo reboot

後續可以再用 sudo rpi-eeprom-update 指令確認 EEPROM 是否已經更新到最新的版本。

1.2 啟用 PCIe Port

由於對某些 SSD 存在相容性問題，BCM2712 無法順利偵測，導致 PCIe Port 不一定會自動 Enable，所以需要以強制手段讓 FW 直接查看 pciex1。

因此最好請依照此流程修改 config.txt 讓 PCIe Port 直接啟用

1	sudo nano /boot/firmware/config.txt

在 config.txt 內容下方添加以下代碼

# Enable the PCIe External connector.
dtparam=pciex1
# This line is an alias for above (you can use either/or to enable the port).
dtparam=nvme

按 Ctrl + o，然後按 Enter，將變更寫入檔案

再按 Ctrl + x 退出 Nano 編輯器

最後再輸入以下指令進行 System Reboot。

1	sudo reboot

重新啟動後，可以使用 lspci 確認 PCIe device 狀況。

1	sudo lspci

備註

目前系統 PCIe Port 預設的是 Gen 2.0 (5 GT/sec) 速度，你可以在 config.txt 中再添加以下指令，讓 PCIe Port 強制跑到 Gen 3.0 (10 GT/sec) 速度。

1	dtparam=pciex1_gen=3

但是依目前狀況，在 SSD 相容性問題還沒徹底解決前，不建議這麼做，這種設置只會讓 SSD 裝置變的非常不可靠且不穩定。

1.3 設置啟動順序（非必須）

後續如果想要使用 SSD 作為開機作業系統，就需要依照此流程設置作業系統啟動順序。

啟動順序不建議像往常一樣直接透過 sudo raspi-config 來進行設置，正常來說 B2 的設置會嘗試先從 NVMe 啟動，再去檢查 USB，最後才會是 SD Card，但是最近測試的結果，如果我同時插入 SSD 跟 USB，會造成開機遲緩，所以目前建議直接修改 BOOT_ORDER來取代。

修改 BOOT_ORDER 指令如下

1	sudo rpi-eeprom-config --edit

修改成以下 BOOT_ORDER 參數

1	BOOT_ORDER=0xf416

後續重新進行 System Reboot 即可。

2. 使用 SSD 作為開機作業系統

你需要先準備一個 SSD 轉接 USB 的轉接盒，按照 SD Card 燒錄 Image 方式進行安裝設定。
Image 燒錄完成後，先不要退出 SSD，直接進入 SSD 的 Bootfs 資料夾，修改 Config.txt。
在 Config.txt 文件中添加以下內容，以確保 PCIe 功能 Enable。
1
2
3
4
# Enable the PCIe External connector.
dtparam=pciex1
# This line is an alias for above (you can use either/or to enable the port).
dtparam=nvme
如之前所提，其實在 SSD 相容性理想的狀況下，不需要設置此代碼，但是因為絕大多數 SSD Control 相容性問題，BCM2712 無法順利偵測，導致 PCIe Port 不一定會自動 Enable，所以需要以強制手段讓 FW 直接查看 pciex1

3. SSD 相容性測試結果
For 2280
1. WD Blue SN570 500Gb
  Storage Disk - Pass
  OS Disk - Fail, 穩定性有問題，有機率性無法開機
2. Kingston NV2 500Gb
  Storage Disk - Pass
  OS Disk - Fail, 穩定性有問題，有機率性無法開機
3. Micron Crucial P3 Plus 500Gb
  Storage Disk - Pass
  OS Disk - Pass, 可直接 Enable，不需特別設置 Config.txt
關於國外網友測試的結果，可以參考以下影片和清單，部分產品台灣購買不到，僅供參考。

Leepspvideo 測試可用清單

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Kingspec 128 2242 https://amzn.to/3SQSCJ2

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其他國外網友測試可用清單

Kingston kc3000 https://amzn.to/48oCBOZ

Lexar NM710 https://amzn.to/3UvyU6Q

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