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Raspberry Pi 4 con SSD: dramáticas mejoras de velocidad, mayor precio

septiembre 23, 2021
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Raspberry Pi 4 con SSD NVMe adjunto

Si conecta un SSD externo a su Raspberry Pi 4 B, obtendrá aperturas de aplicaciones y transferencias de archivos significativamente más rápidas. Una de las mejoras más importantes del Pi 4 es su interfaz USB 3.0. Donde los modelos anteriores de Raspberry Pi estaban limitados a la velocidad máxima teórica de 480 Mbps / 60 MBps de un USB 2 al conectarse a un almacenamiento externo, el nuevo modelo tiene una interfaz que teóricamente puede alcanzar los 5 Gbps / 620 MBps. En el mundo real, tendrías suerte de obtener la mitad de eso, pero aún así alcanzarás velocidades tres o cuatro veces más rápidas en las tareas que importan.

A modo de comparación, el lector de tarjetas microSD de la Raspberry Pi 4 solo puede administrar un máximo teórico de alrededor de 50 MBps, que es el doble del ancho de banda disponible en la Pi 3 B +. ¿Pero exactamente cuánto más rápido es un SSD que usar una tarjeta microSD de alta calidad? Para averiguarlo, conecté un SSD NVMe M.2 en un gabinete USB a mi Raspberry Pi 4 y realicé algunas pruebas.

Condiciónes de la prueba

Para mi SSD externo, utilicé un Western Digital Blue SN500 ($ 65), que estaba en una caja USB enchufable ($ 49,99). La tarjeta microSD que utilicé, que probé tanto en una Raspberry Pi 4 B como en una Pi 3 B +, era una tarjeta SanDisk de 64 GB Clase 10.

Debido a que muchas personas no querrán gastar el dinero en un SSD completo, también probé con una unidad flash USB 3.0 de alta velocidad, la Patriot Memory Supersonic Rage Elite (128 GB, $ 22). La unidad flash era tan lenta que solo la probé en el Pi 4 más rápido.

Desafortunadamente, en este momento, en el Pi 4, no puede arrancar desde una unidad externa (escuché que se acerca una actualización de firmware que soluciona esto), pero pude copiar todo, excepto la partición de arranque al SSD, por lo que todos los programas y la mayoría de los archivos principales del sistema operativo se cargan desde él. Consulte mi artículo sobre cómo ejecutar una Raspberry Pi 4 desde una unidad USB si desea probar esto usted mismo.

Tiempos de apertura de la aplicación: notablemente más rápido con SSD

Ya sea que esté agregando un SSD a una PC o una Raspberry Pi, experimentará más beneficios cuando abra programas. Para ver cuánto más rápido es el SSD, registré los tiempos de inicio de algunas aplicaciones diferentes.

Tiempos de lanzamiento de Chromium en Pi 4 con SSD

El navegador Chromium, la versión de código abierto de Chrome, es probablemente la aplicación precargada más importante y la que más abrirás. Carga un 38% más rápido con un SSD que con la tarjeta microSD del Pi 4. Incluso en el Pi 3 B +, que está limitado a una conexión USB 2.0, el SSD fue un 24% más rápido. Tenga en cuenta también que, debido al lector microSD más rápido, el Pi 4 abrió la aplicación un 30% más rápido que el 3 B +, y ambos usaron la misma tarjeta de memoria.

El verdadero perdedor aquí y en otros lugares es la unidad flash USB, que tiene la mitad de la velocidad de la tarjeta microSD y un tercio de la velocidad del SSD en el Pi 4. Chromium fue la única aplicación que probamos con la unidad flash USB en el 3 B +, y los números muestran por qué. Es dolorosamente lento usar una unidad flash USB, o al menos la unidad Patriot Supersonic Rage que usamos.

Tiempos abiertos de LibreOffice Calc con Pi 4 y SSD

La aplicación de hoja de cálculo LibreOffice Calc tarda un poco en cargarse, incluso en el almacenamiento más rápido. Pero como puede ver aquí, el Pi 4 obtuvo un aumento de velocidad del 42% cuando pasamos de microSD a SSD, e incluso el Pi 3 B + se benefició en un 27%. La unidad flash estaba débil, como se esperaba.

Hora de lanzamiento de GIMP en Raspberry Pi 4 con SSD

GIMP, la alternativa gratuita de Linux a Photoshop, es un potente editor de imágenes, pero también te hace mirar fijamente su pantalla de inicio durante bastante tiempo antes de que se cargue. Las ganancias aquí con SSD no son tan significativas como en LibreOffice o Chromium. Quizás el verdadero cuello de botella para abrir GIMP sea el procesamiento, en lugar del almacenamiento.

Servicio web

Un caso de uso común para Raspberry Pi es como servidor web. De hecho, en Tom’s Hardware, usamos un servidor Raspberry Pi 3 B como parte de nuestra prueba de batería (las computadoras portátiles que probamos cargan páginas desde él). La buena noticia aquí es que tener una unidad de almacenamiento más rápida equivale a manejar más solicitudes por segundo.

Prueba de servicio web Apache con Pi 4 y SSD

Quizás no sea una sorpresa que tener un almacenamiento más rápido le permita recopilar y enviar más datos desde el servidor al cliente. Sin embargo, el margen de diferencia aquí es muy pequeño e inexistente para los 3 B +. Me sorprendió ver lo bien que le fue a la unidad Flash aquí, considerando lo mal que se desempeñó en todas partes.

Capacidad de respuesta general

Es difícil comparar la sensación de capacidad de respuesta en un sistema operativo, pero lo reconoce cuando lo ve y lo nota aún más cuando no lo ve. Ejecutar partes centrales del sistema operativo desde nuestra unidad flash USB fue un ejercicio de frustración y lentitud. Muy a menudo, abrir el menú de inicio era lento, y los submenús tardaban unos segundos en aparecer. Esto solo sucedió con la unidad flash.

Transferencias de archivos IOzone: 2 a 4 veces la velocidad

El equivalente de Linux de Crystal Disk Mark, IOzone, es una prueba sintética que le brinda lecturas y escrituras secuenciales y aleatorias. Realizamos nuestras pruebas utilizando un archivo de almacenamiento de 100 MB y encontramos los resultados más interesantes con los tamaños de bloque 4K, 512K, 1024K y 16,384K (más altos). Los bloques en el extremo inferior del espectro, particularmente durante las lecturas y escrituras aleatorias, representan el caso de uso más común para abrir y usar aplicaciones, mientras que los tamaños de bloque más altos son buenos para guardar o copiar archivos grandes.

Los resultados sintéticos de IOzone confirmaron lo que encontramos a través del uso regular. El SSD solía ser de 2 a 4 veces más rápido que una tarjeta microSD y hasta 13 veces más rápido cuando se trataba de grandes lecturas o escrituras secuenciales.

Lecturas aleatorias con Pi 4 y SSD

En casi todos los tamaños de archivo, el Pi 4 B con SSD gobierna el gallinero, pero el Pi 4 B con tarjeta microSD es sorprendentemente poderoso, superando la unidad flash USB en 4K en Pi 4 B y vinculando el Pi 3 B + con unidad flash USB en otros tamaños. Incluso con tamaños de bloque bajos, el SSD en Pi 4 B es de dos a cuatro veces más rápido que la tarjeta microSD.

Hay un par de valores atípicos en los que la unidad flash toma la delantera. Sin embargo, el muy bajo rendimiento de la unidad flash en 4K aleatorio nos muestra por qué lleva mucho más tiempo arrancar y cargar aplicaciones.

Escrituras aleatorias con Pi 4 y SSD

Las escrituras aleatorias son incluso más importantes que las lecturas aleatorias porque el sistema operativo y el software (por ejemplo, su navegador web que almacena su caché) siempre escriben archivos pequeños, por lo que la lentitud aquí conduce a lentitud y falta de respuesta. El SSD en el Pi 4 definitivamente gobierna aquí, e incluso el Pi 3 B + se beneficia del almacenamiento de estado sólido. Pero la unidad flash USB es un desastre aquí en 4K, lo que hace que las tarjetas microSD se vean bien. No es de extrañar que haya visto un retraso incluso al abrir el menú de inicio con la unidad flash USB.

Escrituras secuenciales en Pi 4 con SSD

En escrituras secuenciales, el SSD elimina el alquitrán de la tarjeta microSD en ambos sistemas Raspberry Pi, con velocidades hasta 13 veces más rápidas. Sin embargo, en tamaños de bloque más altos, la unidad flash USB es mejor que la tarjeta microSD para el Pi 4. Supongo que si va a copiar archivos grandes, la NAND más rápida en la unidad flash traerá un beneficio.

Lecturas secuenciales en Pi 4 con SSD

Nuevamente, en lecturas secuenciales, que son útiles para realizar operaciones de archivos grandes, como copias, el SSD lleva una milla al resto, ofreciendo de 3 a 4 veces la velocidad de una tarjeta microSD. La unidad flash USB funciona bien solo con bloques de archivos más grandes.

No más rápido: arranque, carga de páginas web, transmisión de video

Hay muchas tareas que no se benefician en absoluto de tener un almacenamiento más rápido en forma de SSD, aunque sufren de una unidad flash lenta. Me sorprendió ver que cambiar de la tarjeta microSD predeterminada a una SSD casi no tuvo ningún efecto en el tiempo de arranque. Para ser justos, gran parte del proceso de arranque todavía se lleva a cabo en la tarjeta microSD, pero el resto del sistema operativo, incluido Windows, se carga directamente desde la unidad externa.

Tiempo de arranque en Raspberry Pi 4 con y sin SSD

Si bien el rendimiento de SSD y microSD fue cercano en ambos sistemas, la unidad flash realmente obstaculizó los tiempos de arranque.

Quizás no sea una sorpresa que la carga de páginas web y la transmisión de videos web no se vean afectadas por el cambio en el almacenamiento. Como dije en mi revisión del Pi 4, los videos de YouTube de 1080p parecen lentos cuando se reproducen en pantalla completa, pero se reproducen bien en una ventana. Ese es el caso de una tarjeta SSD o microSD. De manera similar, en el Pi 4, abrir un documento de Google tomó aproximadamente 7.3 segundos, y abrir una versión en caché de la página de inicio de Laptop Mag tomó alrededor de 1.5 segundos.

Podría pensar que una carga de trabajo que implica codificar video o audio se aceleraría gracias a un almacenamiento más rápido, pero en las pruebas que realizamos, los números en realidad se volvieron un poco más lentos con el SSD en algunos casos.

Prueba de transcodificación FFmpeg en Pi 4 con y sin SSD

En la prueba de transcodificación de video FFmpeg, el Pi 4 fue en realidad un poco más rápido con su tarjeta microSD. Sin embargo, el 3 B +, aunque mucho más lento en general, fue un poco más rápido con un SSD externo.

Prueba de codificación de MP3 LAME en Raspberry Pi 4 con y sin SSD

Codificar archivos MP3 con LAME fue una experiencia similar. No hubo ninguna diferencia entre los diferentes tipos de almacenamiento.

La línea de fondo

Agregar un SSD externo potente a su Raspberry Pi 4 B puede aumentar el rendimiento en ciertas áreas, sobre todo en los tiempos de carga de aplicaciones y el servicio de archivos web. Pero, de acuerdo con nuestras pruebas, también hay muchos escenarios, como la transmisión de video, navegar por la web o transcodificar medios, en los que tener un SSD no ayuda.

Y, si obtiene una unidad flash USB, a menos que sea una que tenga números de lectura y escritura aleatorios particularmente altos (dos cosas que no están en una hoja de especificaciones), en realidad tendrá una computadora mucho más lenta que si solo quédese con una tarjeta microSD vieja y simple. Nos gustaría ver una unidad flash asequible que esté diseñada para funcionar bien en la Pi, pero sin eso, es probable que gaste más de $ 100 comprando una carcasa M.2 a USB 3.0 y la SSD asociada.

Entonces, por ahora, mi consejo es que obtenga un SSD externo para su Raspberry Pi solo si planea usarlo como un archivo o servidor web y puede pagar la prima. Con suerte, en algún momento, encontraremos una unidad flash USB que ofrezca asequibilidad y rendimiento para el Pi, pero en este momento, no creemos que exista.

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