평가 항목 5: TF 카드 읽기 및 쓰기 속도 테스트
먼저, 이 글은 라즈베리 파이 5와 이전 모델들의 성능을 수평적으로 평가하는 시리즈 글의 일부입니다. 성능 평가에 대한 보다 자세한 정보는 해당 게시글을 참고해 주시기 바랍니다.
본 시리즈의 이전 테스트 글은 아래에서 확인하실 수 있습니다:
평가 항목 1: CPU 테스트
평가 항목 2: 메모리 테스트
평가 항목 3: 네트워크 테스트
평가 항목 4: NGINX 성능
라즈베리 파이의 동작이 버벅대거나 느려진 상황을 경험한 적이 있으신가요? 보드의 자원 사용량을 확인해 보면 CPU 사용률이 높지 않은데도 이렇게 느려지는 건 무슨 이유일까요?
이는 사실 시스템 설치에 사용된 TF 카드의 읽기 및 쓰기 속도가 느리기 때문에 발생합니다. 라즈베리 파이 모델마다 TF 카드 읽기 및 쓰기 속도에 차이가 있으며, 고속 TF 카드를 사용하더라도 이러한 차이는 발생합니다. 이어서 이러한 TF 카드의 읽기 및 쓰기 성능을 테스트해 보겠습니다. 제로 2 W, 파이 3 B+, 파이 4 B, 그리고 파이 5 네 가지 라즈베리 파이 모델 모두에 32GB / Class 10 TF 카드가 사용되었으며, 공식 사양에 따르면 최대 읽기 속도는 100MB/s, 최대 쓰기 속도 45MB/s입니다. 사용한 테스트 도구는 Flexible I/O Tester로 네 가지 그룹의 읽기 및 쓰기 성능을 테스트하였습니다. 사용한 테스트 명령은 다음과 같습니다:
fio --loops=5 --size=500m --filename=fiotest.tmp --stonewall --ioengine=libaio --direct=1
–name=SeqRead --bs=1m --rw=read
–name=SeqWrite --bs=1m --rw=write
–name=512Kread --bs=512k --rw=randread
–name=512Kwrite --bs=512k --rw=randwrite
–name=4KQD32read --bs=4k --iodepth=32 --rw=randread
–name=4KQD32write --bs=4k --iodepth=32 --rw=randwrite
–name=4Kread --bs=4k --rw=randread
–name=4Kwrite --bs=4k --rw=randwrite
| 모델 | PCIe |
|---|---|
| 파이 5 | 1×PCIe 2.0 인터페이스 |
| 파이 4 B | NO |
| 파이 3 B+ | NO |
| 파이 제로 2 W | NO |
TF 카드의 속도가 느린 관계로 테스트 과정은 비교적 오래 걸리고 복잡합니다. 테스트 결과는 그림 1과 같습니다. 그래프로부터, 파이 5의 TF 카드 읽기 및 쓰기 속도는 TF 카드의 최고 속에 근접하며 (각 모델의 SD 카드 인터페이스를 고려한다면) 다른 모델들의 데이터도 모두 양호한 수준임을 알 수 있습니다.
위 데이터에 따르면, TF 카드를 읽고 쓸 때 파이 5가 최대 성능을 내고 있지만, 이 속도 자체가 시스템의 병목을 유발합니다. 보다 나은 사용자 경험을 원한다면, 파이 5의 차별화된 인터페이스인 PCIe를 활용할 수 있습니다. NVMe SSD 어댑터 보드에 SSD를 장착하고 PCIe를 통해 연결한 후, SSD에 시스템을 설치할 수 있습니다.
다음 테스트에서는 시스템을 미리 설치해둔 500GB NVMe SSD를 파이 5에 연결하였습니다. 시스템에 진입해 보면 SSD에서 부팅된 것을 확인할 수 있습니다. 이어서 Flexible I/O Tester로 다시 테스트를 수행하였습니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이, 이번 테스트의 속도는 매우 빠릅니다. SSD 부팅 환경과 TF 카드 부팅 환경의 데이터를 비교해 보면, SSD 사용 시 읽기 및 쓰기 속도가 TF 카드 대비 10배 이상 빠릅니다. 실제로 데스크톱 환경에서도 동작이 매우 원활해졌습니다.
파이 5는 SSD를 연결할 수 있을 뿐만 아니라, PCIe 인터페이스를 이용해 2.5G 네트워크 인터페이스로 확장할 수도 있습니다. 이는 NAS를 사용하는 유저들에게 매우 반가운 소식입니다. 우선 PCIe에 듀얼 2.5G 네트워크 인터페이스 확장 보드를 장착한 뒤, iperf를 사용해 내부망 속도 테스트를 진행하였습니다. 그림 3은 파이 5의 내장 기가비트 네트워크 인터페이스와 PCIe를 통한 듀얼 2.5G 네트워크 인터페이스를 이용해 얻은 데이터를 보여줍니다. 2.5G 네트워크 인터페이스의 속도는 기가비트 네트워크 인터페이스 대비 약 1.5배 수준으로, NAS 용으로 매우 적합합니다. 물론, 2.5G 확장을 활용하기 위해서는 동일 네트워크의 다른 장치들도 이를 지원해야 합니다.
영문 원본: Raspberry Pi 5 vs. Other Models - TF Card Read & Write Speed Test