Raspberry Pi von Festplatte booten

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Etwas was bei Desktop-PC’s ganz normal ist, gibt es beim Raspberry Pi erst seit dem Pi 3. Die Rede ist vom Bootvorgang von einer Festplatte. Standardmäßig verwendet der RPi eine Micro-SD Karte, von welcher er bootet und auf welcher das Betriebssystem gespeichert ist.

Vorteile von SD-Karten

Einer der wesentlichen Vorteile von SD-Karten ist ihre Größe. Sie passen bequem in den Slot des RPi und er passt trotzdem nahezu überall rein. Mit einer externen Festplatte sieht es da ganz anders aus. Diese ist selbst so groß wie der Raspberry Pi. Daher ist es ratsam, sie über oder unter dem Raspberry zu platzieren, was allerdings wieder spezielle Gehäuse erfordert.

Zudem nehmen SD-Karten kaum Strom. Soll der Raspberry möglichst stromsparend betrieben werden, so ist von der Verwendung einer USB-Festplatte abzuraten. In dieser wird ein kleiner Elektromotor verwendet, welcher die magnetische Scheibe, auf welcher die sämtliche Daten abgelegt sind, rotieren lässt. Dieser kleine Elektromotor nimmt viel Strom.

Und als Drittes sei erwähnt, dass SD-Karten sich von Erschütterungen und meachnischen Einwirkungen kaum beeindrucken lassen. Im Gegensatz zu Festplatten, bei denen durch mechanische Einwirkungen, der Lesekopf schnell auf der rotierenden Magnetscheibe aufschlagen und beschädigt werden kann.

Auch die hohe Schreib- Leserate soll nicht unerwähnt bleiben. Da bei einer SD-Karte keine mechanischen Elemente am Arbeiten sind, kommt es zu keinerlei Verzögerungen beim Lese- und Schreibvorgang. Entsprechend erreichen SD-Karten deutlich höhere Schreib- Leseraten als herkömmliche, mechanisch arbeitende Festplatten.

Die Nachteile von SD-Karten

Ihr größter Nachteil ist definitiv die begrenzte Speichergröße. Während man Heutzutage kaum noch Festplatten mit weniger als 500GB bekommt, sind bei SD-Karten, Speichergrößen oberhalb von 64GB relativ teuer.

Zudem vertragen die verwendeten Speicherzellen von SD-Karten nur eine begrenzte Zahl an Schreib- und Lesevorgängen. In den meisten Fällen verabschieden sich die Speicherzellen nach etwa 10.000 Schreib- und Lesevorgängen. Wenn der Raspberry permanent Daten auf die SD-Karte schreibt, zum Beispiel durch Protokollierungen oder auf die SD-Karte ausgelagerten RAM, ist dieser Wert schnell erreicht. In der Folge kann der Raspberry die Daten nicht mehr lesen. Je nach dem was für Dateien von defekten Speicherzellen betroffen sind, reichen die Auswirkungen von nicht mehr lesbaren Dateien bis hin zu Fehlern beim Systemstart durch unlesbare Systemdateien.

Das Optimum von beiden: SSD-Festplatten

SSD-Festplatten vereinen die Vorteile beider Speichertypen. Wie SD-Karten arbeiten sie rein elektronisch und bieten somit ebenfalls sehr hohe Schreib- und Leseraten. Da kein stromhungriger Elektromotor angetrieben werden muss, arbeiten sie sehr stromsparend. Wie herkömmliche Festplatten bieten zudem reichlich Speicherplatz. Allerdings sind die Preise je Gigabyte deutlich höher als bei herkömmlichen, mechanischen Festplatten.

Wer an seinem Raspberry Pi eine mechanische Festplatte betreiben möchte, sollte also auf ausreichend Strom achten. Ideal sind hier Netzteile welche 5,1V und 3A zur Verfügung stellen. Beim Raspberry Pi 4 ist der deutlich höheren Datengeschwindigkeit wegen, der Anschluss an einen der beiden blauen USB3.0 Buchsen zu empfehlen.

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Die Ausführung

  • Als Erstes wird das gewünschte Betriebssytem herunter geladen und mittels Win32DiskImager auf die Micro-SD Karte geschrieben.
  • Auf der SD-Karte befindet sich nun eine kleine FAT32 Partition, welche auch unter Windows gelesen werden kann.
  • In der dort befindlichen Datei “config.txt” wird eine neue Zeile mit dem Code program_usb_boot_mode=1 eingefügt
  • Dieser Code ändert während des Bootvorgangs in der Raspberry Pi Hardware ein Bit, welches dem Raspberry zukünftig sagt, er möge bei Nichtvorhandensein einer SD-Karte auch am USB-Anschluss nach Bootfähigen Medien suchen.
  • Als Nächstes wird mittels Win32DiskImager das heruntergelandene Betriebssystem auf die Festplatte aufgespielt.
  • Wird nun die SD-Karte aus dem Raspberry Pi entnommen und die Festplatte angeschlossen, startet der Raspberry Pi das auf der Festplatte aufgespielte Betriebssystem.

Es steht nun deutlich mehr Speicherplatz zur Verfügung und der Raspberry Pi kann als Mediacenter, Netzwerkspeicher oder für andere, speicherintensive Zwecke verwendet werden.

Auch steht der Installation zahlloser Tools und Anwendungen nun nichts mehr im Weg. Zumindest an zu wenig Speicherplatz kann es nicht mehr liegen.

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