RPI5-SDexpress-HAT ของ Will Whang เป็นบอร์ด HAT+ ขนาดเล็กสำหรับ Raspberry Pi 5 ที่เพิ่มช่องใส่ microSD Express card สำหรับการจัดเก็บข้อมูลแบบ ultrafast มาพร้อมปุ่มกดสำหรับถอดการ์ด และพอร์ต Qwiic อีก 2 ช่อง ซึ่งน่าจะใส่มาเพราะยังมีพื้นที่เหลือบนบอร์ด
สำหรับ microSD Express card นั้นสามารถให้ประสิทธิภาพระดับ SSD ได้ เนื่องจากใช้การเชื่อมต่อแบบ PCIe และรองรับคำสั่ง NVMe มาตรฐานนี้เปิดตัวครั้งแรกในปี 2019 และในปี 2018 สำหรับ SD card ขนาด full-size แต่ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์ยังไม่ค่อยออกอุปกรณ์ที่รองรับออกมามากนัก จุดเปลี่ยนสำคัญในปีนี้คือการเปิดตัวเครื่องเล่นเกมพกพา Nintendo Switch 2 ที่เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ตลาดรุ่นแรกที่มีช่องใส่ microSD Express ซึ่งเป็นหนึ่งในแรงบันดาลใจให้ Will พัฒนา HAT+ ตัวนี้สำหรับ Raspberry Pi 5
สเปคของ RPI5-SDexpress-Hat board:
- MCU – ไมโครคอนโทรลเลอร์ WCH CH32V003 RISC-V สำหรับรองรับการถอดเสียบการ์ด (hotplug) และ unmount
- อินเทอร์เฟซกับโฮสต์ – คอนเนกเตอร์ FFC แบบ PCIe Gen3 x1
- ส่วนขยาย – 2x คอนเนกเตอร์ Qwiic
- อื่น ๆ – ปุ่ม eject, ไฟ LED แสดงสถานะพลังงาน, LED แสดงการติดตั้ง
- การจัดการพลังงาน
- จ่ายไฟ 5V ผ่านขา GPIO 40 พิน (ใช้ 6 พิน)
- แรงดันเอาต์พุตคงที่ 1.8V/3.3V
- ใช้ชิปแรงดันต่ำ LP5907
- ตัวแปลงแรงดัน DC แบบลดระดับ PAM2306 สำหรับแรงดัน 1.8V
- ขนาด – ขนาดเล็ก
โดย RPI5-SDexpress-Hat สามารถใช้งานได้ทันทีโดยไม่มีปัญหา :
ต่อไปนี้เป็นผลทดสอบประสิทธิภาพ benchmarks การจัดเก็บข้อมูล โดยใช้เว็บไซต์ PiBenchmarks.com กับ Raspberry Pi 5 ที่ตั้งค่าให้ใช้ PCIe Gen3 x1
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
Category Test Result HDParm Disk Read 631.68 MB/sec HDParm Cached Disk Read 699.12 MB/sec DD Disk Write 169 MB/s FIO 4k random read 48761 IOPS (195047 KB/s) FIO 4k random write 26290 IOPS (105160 KB/s) IOZone 4k read 22803 KB/s IOZone 4k write 137502 KB/s IOZone 4k random read 31366 KB/s IOZone 4k random write 178701 KB/s |
ความเร็วในการอ่านข้อมูลนั้นดีกว่า microSD card ทั่วไปอย่างชัดเจน (มากกว่า 630MB/s) แต่ความเร็วในการเขียนแบบต่อเนื่องยังใกล้เคียงกับการ์ด microSD card รุ่นท็อปแบบ Class A1/A2 อยู่ที่ต่ำกว่า 200MB/s ส่วนการทำงานแบบสุ่ม (Random I/O) ก็ทำได้ดีกว่ามากเช่นกัน
หลายคนสงสัยว่าทำไมต้องมีไมโครคอนโทรลเลอร์ในระบบนี้ หนึ่งในผู้อ่านได้อธิบายไว้ในบทความเกี่ยวกับอะแดปเตอร์ microSD Express ไปยัง SSD M.2 NVMe สำหรับ Nintendo Switch 2 ว่าต้องมีลอจิกบางอย่างเพื่อให้ใช้งานได้ (แต่บางคนก็กล่าวว่าไม่ต้องการ):
จะไม่สามารถทำงานได้หากไม่มี SD handshake อย่างถูกต้อง และการตอบสนองคำสั่ง CMD8 พร้อมกับ PCIe flag เพราะตัวควบคุม SD host ต้องเป็นผู้เปิดใช้งานและรีเซ็ตฝั่ง PCIe ก่อนถึงจะทำงานได้
งานออกแบบนี้เป็นโอเพ่นซอร์สทั้งหมด โดยมีไฟล์วงจร KiCad และรายการชิ้นส่วน (BoM) ให้ดู GitHub, รวมถึงไฟล์เฟิร์มแวร์แบบไบนารีสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ CH32V003 แต่ยังไม่มีซอร์สโค้ด แต่โครงการนี้อิงจากงานเก่าของ Will คือ RPi5-CFE-Hat ที่เป็น HAT สำหรับ CFexpress Card บน Raspberry Pi 5 ซึ่งเปิดซอร์สโค้ดไว้แล้ว ดังนั้นก็น่าจะเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้นก่อนที่โค้ดของตัวใหม่นี้จะถูกปล่อยออกมาเช่นกัน
น่าเสียดายที่การเพิ่มช่องใส่ microSD Express card ให้กับ Raspberry Pi 5 ในตอนนี้อาจยังไม่สมเหตุสมผลนักเนื่องจากราคาของ MicroSD Express card ยังค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกันแล้ว SSD แบบ M.2 NVMe มีราคาถูกกว่า รวมถึง CFexpress Type B card ก็เช่นกัน
ตัวอย่างเช่น microSD Express card ขนาด 256GB ของ Samsung ที่ใช้ในเดโม มีราคาขายอยู่ที่ $59.99 (~2,000฿) บน Amazon ในขณะที่ SSD ขนาดใกล้เคียงกันมีราคา $25 (~800฿) และ SSD แบบ M.2 ที่ใส่ในฟอร์แมตของ CFexpress Type B ก็ยังถูกกว่าเล็กน้อย
ด้วยเหตุผลเหล่านี้ Will จึงตัดสินใจจะไม่ผลิต HAT ตัวนี้ออกจำหน่าย แต่ได้เผยแพร่แบบออกแบบไว้ภายใต้ไลเซนส์แบบ MIT ซึ่งเปิดให้ใครก็สามารถนำไปผลิตต่อได้หากต้องการ และในอนาคต หากราคาของ microSD Express ลดลง ช่องใส่การ์ดแบบนี้อาจจะมีความเหมาะสมมากขึ้นสำหรับ Raspberry Pi 6 ก็เป็นได้
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Raspberry Pi 5 gets a microSD Express HAT
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT