في 14 مايو 2024، أعلنت مؤسسة Raspberry Pi عن M.2 HAT+، وهو مُلحق لوحة دوائر يُمكنك استخدامه لإضافة أجهزة M.2 الطرفية مثل محركات أقراص التخزين NVMe ومُسرعات الذكاء الاصطناعي إلى Raspberry Pi 5. تحقق من أفضل مجموعات مُلحقات Raspberry Pi المُتاحة لأيِّ طراز.
يتصل HAT+ بـ Raspberry Pi 5 باستخدام كابل مُسطح مرن ويُمكنه نقل البيانات بسرعات تزيد عن 800 ميجابايت/ثانية. بسعر 12 دولارًا، فهو يُعتبر ترقية رائعة ورخيصة يجب على كل مالك لـ Raspberry Pi 5 التفكير في شرائه.
الحاجة إلى M.2 HAT+
على مدى أجيال عديدة، كانت خيارات التخزين القياسية المُتاحة لـ Raspberry Pi عبارة عن بطاقات microSD ومحركات الأقراص الصلبة/محركات الأقراص الصلبة المُتصلة باستخدام مُحول USB إلى SATA. تُعد بطاقات MicroSD بطيئة وغير موثوقة، بينما يتم تشغيل محركات أقراص SATA SSD، على الرغم من سرعتها وموثوقيتها، من خلال منفذ USB 3.0 في Raspberry Pi.
تُعد محركات أقراص NVMe SSD أسرع بكثير مقارنة بمحركات أقراص SATA SSD. يُمكنك توصيلها باستخدام حاوية USB إلى M.2، لكن السرعة ستظل كما هي مثل محركات أقراص SATA SSD لأنَّ منفذ USB سوف يُعيقها. هذا هو السبب وراء الحاجة إلى واجهة أسرع.
يُعتبر HAT+ (الأجهزة المُرفقة في Top Plus) نسخة مُحسَّنة من المُلحق القياسي. تشير كلمة “Plus” في HAT+ إلى التحسينات التي تعمل على تحسين معدلات نقل البيانات ودعم نطاق أوسع من الأجهزة الطرفية. يُمكن لـ Raspberry Pi M.2 HAT+ توفير ما يصل إلى 3 أمبير من التيار للأجهزة الطرفية المتصلة. كما أنَّ لديه مُؤشرات LED ضوئية للإشارة إلى حالة الطاقة والنشاط. تحقق من دليل استخدام Raspberry Pi و Sense HAT لمُراقبة درجات الحرارة: أفضل الخطوات والنصائح.
توصيل M.2 HAT+ بـ Raspberry Pi 5
يحتوي Raspberry Pi 5 على موصل PCIe (PCI Express) على اللوحة. باستخدام كابل FFC (كابل مسطح مرن)، يُمكنك توصيل Pi 5 و M.2 HAT+. يقوم FFC بتزويد اللوحة بالطاقة وينقل البيانات أيضًا. ليست هناك حاجة لتشغيل اللوحة بشكل مُنفصل. لتلبية الطلب الإضافي على الطاقة، أوصي بشدة باستخدام مصدر الطاقة الرسمي بقدرة 27 واط لجهاز Raspberry Pi 5. تم تضمين FFC مع كابل M.2 HAT+.
يُمكنك توصيل محركات أقراص NVMe (الذاكرة السريعة غير المُتطايرة) بفتحة M.2. محركات الأقراص ذات عامل الشكل 2230 (طول 30 مم) و 2242 (42 مم) تُناسب اللوحة تمامًا. محركات أقراص SSD الأطول، على الرغم من توافقها، لا تتناسب مع اللوحة. محركات أقراص M.2 SATA SSD ليست من نوع NVMe وغير متوافقة.
ما مدى سرعة M.2 NVMe في Raspberry Pi 5؟
يستخدم Raspberry Pi 5 وحدة RP1، وهي شريحة تحكم جديدة تتعامل مع الإدخال/الإخراج. فهي تُوفر المزيد من عرض النطاق الترددي وتُسرِّع الإنتاجية الطرفية. يُمكن لبطاقة microSD السريعة القراءة بسرعة 100 ميجابايت/ثانية، ويمكن لمحرك أقراص SATA SSD المتصل باستخدام كابل USB إلى SATA القراءة بسرعة 300 ميجابايت/ثانية تقريبًا.
ومع ذلك، يُمكن لـ M.2 NVMe الموجود على HAT+ قراءة ما يزيد عن 400 ميجابايت/ثانية، مما يجعله بسهولة أسرع خيار تخزين لـ Pi 5.
يُمكن لـ M.2 NVMe الأداء بشكل أسرع
حتى محركات أقراص NVMe ذات الميزانية المحدودة تعمل بسهولة بسرعة 3 جيجابايت/ثانية. ومع ذلك، يحتوي جهاز Pi 5 على ناقل PCIe 2.0 أحادي المسار، وتقتصر السرعة على 500 ميجابايت/ثانية. لا يمكن زيادة عدد ممرات الأجهزة. ومع ذلك، يُمكنك تغيير الناقل إلى معيار PCIe 3.0، والذي يوفر المزيد من النطاق الترددي. يتم ذلك من خلال الإعداد داخل ملف التكوين.
قم بتعديل ملف التكوين في Terminal:
sudo nano /boot/firmware/config.txt وإضافة السطر التالي:
dtparam=pciex1_gen3 
احفظ الملف من خلال الضغط على Ctrl+O وأعد تشغيل Pi 5 لتحميل التكوين الجديد. يجب أن يجعل PCIe الخاص بـ Pi 5 يبدأ في وضع Gen 3. ما مقدار السرعة التي سيكتسبها Pi 5؟ أكثر من الضعف، وستبلغ سرعته الآن ما يزيد عن 800 ميجابايت/ثانية. مجرد كلمة تحذير: الجيل الثالث غير مدعوم رسميًا حتى الآن.
هل يمكنك تمهيد نظام تشغيل Pi 5 من خلال M.2 NVMe SSD؟
نعم! لكن عليك تثبيت نظام التشغيل أولاً. لتثبيت نظام التشغيل على بطاقة microSD، ستستخدم قارئ البطاقة. لتثبيت نظام التشغيل على محرك أقراص NVMe، تحتاج إلى USB to M.2 adapter. ومع ذلك، فإنَّ هذا الملحق لا يحظى بشعبية كبيرة. يمكنك الاستغناء عنه، خاصة إذا لم تقم بتثبيت نظام التشغيل بشكل متكرر.
الحيلة هي تثبيت Raspberry Pi OS أولاً على بطاقة microSD. قم بالتمهيد منه، ثم قم بتثبيت نظام التشغيل على محرك NVMe باستخدام Raspberry Pi Imager. بمجرد الانتهاء من ذلك، قم بإزالة بطاقة microSD، ويجب تمهيد Pi 5 من NVMe SSD.
سرعات NVMe على Raspberry Pi
غالبًا ما تُصبح المُقارنات المعيارية التي تُقدمها Raspberry Pi بمثابة نتائج قياسية. لكن تأخر إطلاق M.2 HAT+ تسبب في تطويرات الطرف الثالث، مثل NVMe Base من Pimoroni.
تم تصميم M.2 HAT+ ليتم تركيبه فوق Pi 5 باستخدام مواضع مقاس 16 مم. يبدو هذا التصميم مضغوطًا، ولكن هناك مساحة كافية لاستيعاب مبرد Pi 5 الرسمي. يمكن أن يُؤثر عدم وجود مساحة كافية على تدفق الهواء وزيادة الضوضاء، خاصة عندما تعمل المروحة بأقصى سرعة لها.
بدون مبرد، سيكون جهاز Pi 5 تحت ضغط الاختناق في أقل من دقيقة عندما يصل المعالج إلى الحد الأقصى. تصميم M.2 HAT+ يجعل من الصعب استخدام أي شيء سوى المبددات الحرارية ذات الأبعاد القريبة من المبرد الرسمي.
يحتوي Pi 5 على معالج محسّن كثيرًا مقارنة بالجيل السابق. للحصول على أقصى استفادة من المعالج السريع، من الضروري إمداده بالبيانات السريعة، لذا فإن M.2 NVMe هو الطريق الصحيح للأمام، ويُعتبر معيار HAT+ المقاوم للمستقبل بمثابة مكافأة إضافية. يجب عليك الحصول عليه؛ بسعر 12 دولارًا، فهو يستحق ما تدفعه. يُمكنك الإطلاع الآن على اكتشف أفضل مُلحقات Raspberry Pi 5 لتعزيز أداء جهازك بشكل استثنائي.
