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ラズパイ4をUSB接続のSSDから起動する方法(USBブート)

USBブートでSSDが起動する様子Raspberry Pi 4B
この記事は約10分で読めます。
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大々的にはリリースがまだありませんが、とうとうUSBブートがほぼ正式に出来るようになりました。いわゆるstable(安定版)のbootloaderがリリースされたからです。

参考リンクにあるように、7月31日版としてリリースされたbootloaderへの更新と、Raspberry Pi OSの8月20日版で比較的に簡単な作業で実行できました。

何がスゴイのか、と言いますと、SSDなどは同じフラッシュメモリー系のmicroSDカードよりも堅牢で、且つドライブとして利用することを前提に設計されている点と、スピードが速いということが利点として挙げられます。

microSDカード → SSDドライブ
  1. 堅牢性UP
  2. 速度UP
これ見よがしにmicroSDカードをSSDの上に置いてみたw

USBで起動(ブート)が出来れば、microSDカードは必要なく使用できます。
そんなに難しく無かったので、手順通りに是非トライしてみてください。

最終的なバージョンなどは、uname -aコマンドで調べてみると、以下のようなバージョンでした。

Linux 5.4.51-v8+、aarch64の64bitとあります。

Raspberry Pi 4によるUSBブートは、記事執筆時点ではRaspberry Pi 4BとRaspberry Pi OS 64bitの組み合わせになり、通常のRaspberry Pi OSダウンロードページにある32bit版ではありませんので、お間違えなく。

追記:32bit版のベータでも試してみた。
追記:速度を測ってみたよ

今回の環境

ハードはRaspberry Pi 4です。今回はラズパイ4のメモリー8GBモデルしましたが、もちろん4GBモデルでも同じ手順でOKです。Raspberry Pi 3Bでは既にUSBブートが可能になっています。

起動に使うbootloaderはOSから最新版でアップデートできる7月31日版です。(記事執筆時点)そして、OSはRaspberry Pi OSの最新版2020-08-20(64bit)を使います。(記事執筆時点)

ダウンロード先にある「2020-08-20-raspios-buster-arm64.zip」を使います。

microSDカードの中身をSSDへそっくりそのままコピーするため、Raspberry Pi OS標準のSD Card Copierというソフトウェアを使います。

大前提として、今回は既にRaspberry Pi OS(64bit 5月27日版ベータ)が書き込まれて起動している状態からアップデートをして実現しました。改めてRaspberry Pi Imagerで書き込まなくてもアップグレードで8月20日版にアップできました。

これから初めての人は、64bitのダウンロード先から記事執筆時点で最新の「2020-08-20-raspios-buster-arm64.zip」をmicroSDカードへ書き込んでから進めてください。

ラズパイ4でUSB起動(SSD)の環境まとめ
  • Raspberry Pi 4B 8GB(4GBでも良い)
  • bootloaderは2020−07−31版
  • Raspberry Pi OSは2020-08-20版(64bit)、または5月27日版からアップグレード
  • SD Card CopierでmicroSDカードの中身をSSDへコピー
  • 操作はほとんどraspi-config
  • SSDはタイムセール祭りで買った格安のSSD、Crucial SSD 240GB BX500
  • SSDとの接続に使ったSATA to USB変換アダプターは、Raspberry Pi 4B Server エキスパートセットに付属していたアダプターを使いました。

アップデート&アップグレード

既存のRaspberry Pi OSを使いましたので、先ずはコマンドで最新にアップグレードしないとなりません。

sudo apt update
sudo apt full-upgrade

今回は通常のupgradeではなく、full-upgradeします。まぁ、完全なるアップグレードということです。

これで最新のOSとなりました。つまり8月20日版へアップできました。もしも現行の8月20日版を新たにダウンロード&書き込んだのであれば、アップグレードされるパッケージは無いかも知れません。念のためアップグレードしておきましょう。

ただ、この時点でもbootloaderは以前のままでした。

ハイライトした部分にあるように、バージョンを調べてみます。

vcgencmd bootloader_version

4月16日版となっていますね。これを8月20日版にしないとなりません。

新しいメニューがあるraspi-config

最新版のRaspberry Pi OSでは、お馴染みのraspi-configコマンドで表示されるメニューに新たなメニューが加わっています。

sudo raspi-config

操作は上下キーで選びENTERキーで決定、ESCキーでキャンセルです。

3.Boot Options

3.Boot Boot Optionsの中に以下2つが追加されています。

B4 Boot Order
B5 Boot ROM Version

今回、両方使います。

B4 Boot Orderの方でUSB起動するかどうかを決定するわけですが、先程のbootloaderが古いので、先に新しくしようと思います。

B5 Boot ROM Versionの中に2つのメニューがあります。

E1 Latest Use the latest version boot ROM software
E2 Default Use the factory default boot ROM software

E1が”最新バージョンのブートROMソフトウェアを使用”
E2が”デフォルト工場出荷時のブートROMソフトウェアを使用”

最新にしたいので、E1を選びます。E2は元に戻す時に使うのでしょう。

E1 Latest Use the latest version boot ROM software
次に再起動した後に有効になります。

最新版のブートROMが選ばれました。次回の再起動時に読み込まれます。「はい」を選んでください。

つまり、再起動後には新しいブートローダーに変更になっているので、再起動後にもう一度コマンドで確かめてみましょう。

再起動します。

vcgencmd bootloader_version

USBブートを有効にする前に丸ごとコピー

用意したSSDドライブはまだ何も入っていません。

今回は既に動いているmicroSDカードのRaspberry Pi OSをそのまま使うので、これをコピーして使おうと思います。

ドライブを丸ごとコピーするのに、microSDカードをコピーする前提のソフトウェアがRaspberry Pi OSには最初から入っています。「SD Card Copier」です。メニュー→アクセサリ→SD Card Copier

ドライブを選んでコピー実行

上部がmicroSDカード、下部がSSDドライブです。

真っ新なので新しいパーティションにチェックを入れてください。

消しちゃうよ?の確認

そしてスタートボタン。しばらくするとコピーが終わり、完了したダイアログが出ます。

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起動をUSBブートに変更する

ここまで、Raspberry Pi OSとブートローダーを最新版にし、microSDカードのRaspberry Pi OSをSSDにもコピーしました。

これでUSBブートに変更してもOKになります。

もう一度raspi-configをコマンド実行して、3.Boot Boot Options → B4 Boot Orderへ入ります。

これで完了です。

シャットダウンする

再起動を聞かれても、一旦はキャンセルしてシャットダウンしてください。

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再起動してから立ち上がった後にシャットダウンしてmicroSDカードを抜いてください。

microSDカードを抜かないとなりません。USB接続のSSDは繋がったままでもOKです。もしも繋げていない場合は、シャットダウン後に繋げてください。

SSDで起動している様子

立ち上がりが早いように思えました。

Chromiumブラウザの起動も3秒くらいとかなりサクサクです!

fdiskコマンドで見てみると、確かにmicroSDカードのパーティションがありませんね。

/dev/sdaのサイズが223.6GiBと出ていてext4のLinuxフォーマットになっています。

設定すればmicroSDカードでもUSBブートでもどちらもOK

今回の設定の後、microSDカードをまた差し、USB接続のSSDを取り外して起動してみました。ちゃんとmicroSDカードから起動しましたよ!

更に、もう一度microSDカードを取り出し、また先程のSSDを取り付けて起動すれば、またSSDから起動します!

microSDカードが無い場合 → USBブート

今回の手順でUSBブートに設定したので、microSDカードが存在しない状態で起動すれば、必ずUSBで繋いだSSDで起動できるわけですね。

USBブートのラズパイ4って・・・

他のOSの場合はどうなんだろう? いつ正式に対応するのでしょうか、楽しみです。

これだけサクサクと動くなら、UbuntuMATEなんかもスムーズでしょうね。

USBブートに対応したRaspberry Pi OS(64bit)に、SSDで起動させてみたら思った以上にサクサクで、メモリーも8GBあるならパソコンと変わらないじゃん?!

Raspberry Pi 4にSSDを追加で購入するとなると、価格的には先日ご紹介したスティック型PCとほぼ同じになります。

んー、悩ましい。

以上、USBブートの現場からでした!

こちらも試しました→32bit版のRaspberry Pi OSのUSBブートをUSBメモリースティックで試してみた

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速度を測ってみたよ

別の記事でご紹介した速度を計測するスクリプトを導入して計測してみました。結果は・・・SSDストレージのベンチマークに使えるスクリプトに追記しておきました。

フォーラムにも情報あり!:https://raspida.com/community/article-qa/ラズパイ4をusb接続のssdから起動する方法usbブート

参考uepon日々の備忘録
参考Raspberry Pi4のUSB(HDD)起動設定
参考Raspberry Pi 4 の 64bit版と USB Boot

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