0. はじめに
Raspberry Pi は microSDカード（旧タイプはSDメモリーカード）にOSをインストールして起動するのが一般的です。その場合、microSDカードへのアクセス速度の遅さから、OSが一瞬止まったような動作をすることが時々あります。それを解消するためにはいくつかの方法があります。例えば、2020年10月に発表されたRaspberry Pi 4 Compute ModuleにはeMMCというストレージが搭載されているモデルがあります。eMMCにOSをインストールすることで、microSDカードを用いる場合よりも快適に動作することが期待されます。
しかし2021年2月現在、Raspberry Pi 4 Compute Moduleは日本ではまだ発売されておりませんし、発売されていたとしても、別途I/Oボードが必要になるなど、通常のRaspberry Pi 4よりも利用する際の敷居は高くなるでしょう。
一方、Raspberry Pi 4 では、microSDカードからではなくUSBデバイスからOSを起動することが容易になっており、USB接続のSSDにOSをインストールすることで快適にRaspberry Piを利用できるようになります。この方法は、以前は64ビット版のベータ版OSでの検証記事が多かったのですが、今回32ビット版の公式OSでも問題なく実現できたので、記事にまとめることにしました。
以下の2つの方法を紹介します。
- [方法1] Buffalo のUSBスティックタイプのSSD (SSD-PUT250U3) を用いる方法
- [方法2] M.2 SSDを利用可能にするケース Argon One M2 を用いる方法
1. Raspberry Pi 4 に対する準備
上の[方法1]、[方法2]のどちらの方法をとるにせよ、Raspberry Pi 4であらかじめ以下の2点の準備をしておく必要があります。- Raspberry Pi 4 のファームウェアを最新にしておく
- Raspberry Pi 4 の起動の優先順序を変更しておく
以下の内容は2021年1月版のOSで検証しました。
さて、microSDカードから起動したOSで、まずRaspberry Pi 4のファームウェアを最新にしましょう。 現在インストールされているファームウェアを確認するには、ターミナルで以下のコマンドを実行します。
sudo rpi-eeprom-updateすると、例えば以下のような表示が現れます。
Raspberry Pi 4のファームウェアをアップグレードしたい場合、以下の３コマンドを順に実行することで、OS自体を最新にする方法が公式で紹介されています。
sudo apt update sudo apt full-upgrade sudo rebootもし、OS全体の更新ではなく、ファームウェアだけの更新を行いたい場合、以下の２つのコマンドを順に実行すると良いようです。
sudo rpi-eeprom-update -a sudo reboot以上の操作により、Raspberry Pi 4 のファームウェアが最新になりました。次に、Raspberry Pi 4 の起動の優先順序を変更します。
ターミナルで以下のコマンドを実行し、raspi-config を起動します。
sudo raspi-configraspi-config は、初めて使う方にとっては操作に癖のあるツールですので、以下の手順に丁寧に従っていきましょう。
まず、raspi-configを起動すると以下のような画面になります。ここで、「↓」キーを5回押し、「6 Advanced Options」の項目にフォーカスを合わせます。
- B1 SD Card Boot（まずSDカードからの起動を試し、失敗したらUSBからの起動を試す）
- B2 USB Boot（まずUSBからの起動を試し、失敗したらSDカードからの起動を試す）
（上記２つの選択肢で違いが現れるのは、USB接続のSSDとmicroSDカードの両方を同時に接続してRaspberry Pi 4を起動した場合です）
「B1 SD Card Boot」を選ぶ場合は何も押さず、「B2 USB Boot」を選ぶ場合はキーボードの「↓」キーを一回押してから、Enterキーを押して下さい。
なお、古いバージョンのraspi-configでは「SD Card Boot」に相当する項目がありませんので、必然的に「USB Boot」に相当する項目を選ぶことになります。
例えば「B1 SD Card Boot」を選んでEnterキーを押した場合は以下の表示が現れますので、Enterキーを押します。
2. Buffalo のUSBスティックタイプのSSD (SSD-PUT250U3) を用いて Raspberry Pi 4 を起動する
ここからは、Buffalo のUSBスティックタイプのSSD (SSD-PUT250U3) を用いて Raspberry Pi 4 を起動する方法を解説していきます。といっても、こちらは非常に簡単です。microSDカードへのOSのインストール方法にて、Raspberry Pi Imagerを用いたOSのインストール方法を解説しています。その方法を用いて、Raspberry Pi Imager でUSBスティックタイプのSSD (SSD-PUT250U3)に対してOSを書き込むだけです。なお、OSは「Raspberry Pi OS (other)」の「Raspberry Pi OS Full (32-bit)」を選択しました。
OSのインストールが完了した SSD を接続する際、以下のことに注意します。
- Raspberry Pi 4 のUSB端子のうち、青い色のUSB3対応の端子にSSDを接続する
- Boot Order（起動順序）で「SD Card Boot」を選択した方は、microSDカードをRaspberry Pi 4から取り外す
- Boot Order（起動順序）で「USB Boot」を選択した方は、microSDカードが接続されていても、SSDからRaspberry Pi 4が起動する
[長所]
microSDカードに比べるとアクセスが速いので快適に感じるはずです。ただし、「通常のPCと同程度の速度になるのでは？」などと期待しすぎると「大したことないじゃん」と感じるかもしれません。この辺りの感じ方には個人差があるでしょう。 なお、逆にSSD起動のOSに慣れてからmicroSDカード起動にOSに戻るとかなり動作の遅さを実感できます。特に、ディスクアクセスの多いOSの更新などでは大きな違いを実感します。まとめると、劇的というほどではないけれど堅実な速度向上、といったところでしょうか。[短所]
これはBuffaloのSSD-PUT250U3特有の問題なのですが、小型とは言え通常のUSBメモリに比べると大きいので、USB端子部で他のUSBデバイスと物理的に干渉します。具体的には、マウスをUSB端子に差そうとするとSSDとぶつかるという問題が起こりました。ギリギリ差せるので大きな問題にはなりませんが、気になる人は気になるでしょう。あと、これは私が所持しているマウスデバイスの問題かもしれないのですが、無線2.4GHzの無線マウスを使うとマウスポインタの動きが滑らかではなくなる、という問題が起こりました。
結局、マウスに関する上記２点の問題を解決するため、私は Bluetooth 3 のマウスとキーボードを購入しました。これ (M-BT15BRSBK)とこれ (TK-FBP102BK)です。Bluetooth 4 (BLE) のマウスやキーボードはデフォルトではRaspberry Pi に接続できないはずですので注意してください。 また、ペアリング時は有線または無線2.4GHzのマウスが必須となりますので、購入する場合はそれをわかった上で購入しましょう。
3. M.2 SSDを利用可能にするケース Argon One M2 を用いて Raspberry Pi 4 を起動する
次に、もう一つの Argon One M2 というケースを用いる方法を紹介します。これは、2020年末のITmediaの記事で紹介されていたもので、今回私がSSDを試してみたいと思ったのも、この記事がきっかけでした。実際に使用している様子が下図です。GPIO部が開けられるようになっており、電子工作にも向いているのが特長です。他にも、microHDMI端子がHDMI端子に変換されている点もメリットといえるかもしれません。 デザインがもう少し洗練されていればよいのになあと個人的には思いますが、これは好みの問題でしょう。なお、このケースにはとんでもない欠点もあるのですが、それは後述します。
組み立て時の注意としては、下図のジャンパが挙げられます。 デフォルトでは図のように1-2ピンをショートするようにジャンパが接続されており、これは「電源接続後にパワーボタンを押す必要がある」ことを意味します。Raspberry Pi のデフォルトの挙動のように「電源を接続すると即電源が入る」状態が良い場合はショートするのを2-3ピンに変更しましょう。
さて、無事 Argon One M2 を用いてSSDでRaspberry Pi 4 を起動できたでしょうか。起動後はターミナルを起動して以下のコマンドを実行しましょう。ケースファンを制御するプログラムがインストールされます。
curl https://download.argon40.com/argon1.sh | bashそのプログラムの設定は下記のコマンドで行うようです。これらはこちらのWikiに書いてあります。
argonone-config #configure driver argonone-uninstall #uninstall driverこのようにSSDをケース付きで利用できるようになる Argon One M2 なのですが、大きな欠点があります。
それは、事務机のように金属が埋め込まれた机の上に置いて利用すると、Wifiがほとんどつながらなくなる、ということです。ケースの上半分が金属であり、机も金属だとほぼシールドされるからだと思うのですが、 この仕様を知ったときはさすがに驚きました。大手メーカーの商品ならばあり得ないような設計ミスだと思います。
仕方ないので、私はArgon One M2を下図のように、手元にあったニンテンドーDSのソフトウェアの空きケースの上に置いて使っています。これだけでWifi接続がかなりマシになります。
4. おわりに
以下の2つの方法でRaspberry Pi 4をSSDから起動する方法を紹介しました。価格の面でも難易度の面でも、USBスティックタイプのSSDの方がお勧めです。興味のある方は試してみてはどうでしょうか。- [方法1] Buffalo のUSBスティックタイプのSSD (SSD-PUT250U3) を用いる方法
- [方法2] M.2 SSDを利用可能にするケース Argon One M2 を用いる方法
「ラズパイ4対応 カラー図解 最新 Raspberry Piで学ぶ電子工作」、「実例で学ぶRaspberry Pi電子工作」、「Raspberry Piではじめる機械学習」を執筆しました。
