評価項目5：TFカードの読み取り/書き込み速度テスト
はじめに、この投稿は、Raspberry Pi 5とその他のモデルに関する水平的評価の一部です。
詳細については、その投稿をご覧ください。このシリーズで取り上げたその他のテストについては、以下のリンクをご覧ください。
評価項目1：CPUテスト
評価項目2：メモリテスト
評価項目3：ネットワークテスト
評価項目4：NGINXのパフォーマンス
みなさんはRaspberry Piの動作が遅くなったり、反応が鈍くなったりした経験はありませんか？ボードのリソース使用状況を確認しても、CPU使用率は高くないことがわかります。この動作が遅くなる原因は何でしょうか？
これは、実際には、システムのインストールに使用されている TFカードの読み取りおよび書き込み速度が遅いことが原因です。高速TFカードを使用しても、Raspberry PIのモデルによって、TFカードの読み取りおよび書き込み速度は異なります。次に、TFカードの読み取りおよび書き込み速度をテストします。Zero 2W 、PI3B+ 、PI4 、および PI5 で使用されているTFカードは、すべて32GB/Class10のTFカードです。公式データによると、最大読み込み速度は100MB/S、最大書き込み速度は45MB/Sとなっています。今回のテストツールはFlexible I/O Testerを使用し、読み取りと書き込みを4グループに分けてテストしました。テスト手順は以下のとおりです。
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
| モデル | PCIe |
|---|---|
| PI 5 | 1×PCIe 2.0 インターフェース |
| PI 4B | なし |
| PI 3B+ | なし |
| PI Zero 2W | なし |
TFカードの動作速度は確かに遅いので、テストプロセスは比較的長く複雑です。テスト結果は次のとおりです（図1）。チャートから、PI 5のTFカードの読み取りおよび書き込み速度はTFカードの最大速度にほぼ達しており、他の開発ボードのデータもすべて満足できるものであることがわかります。
図1
上記のデータによると、PI 5は、TFカードの読み取りおよび書き込みにおいて最高速度を実現していますが、この速度にはまだボトルネックがあります。より優れたユーザーエクスペリエンスをご希望の場合は、PI 5のユニークなペリフェラルであるPCIeをご検討ください。PCIeを介してNVMEソリッドステートドライブ（SSD）アダプタボードにSSDを取り付け、そのSSDにシステムをインストールすることができます。
次のテストでは、プリインストールされたシステムを搭載した500G NVME SSDをPI 5に接続しました。システムに入ると、システムがSSDから起動していることが確認できます。次に、Flexible I/O Testerを再度実行します。図2から、このテストが非常に高速であることがわかります。次にSSDとTFカードからの起動データを比較します。データ比較の結果、SSDを使用した場合の読み取りおよび書き込み速度は、TFカードを使用した場合の10倍以上高速でした。デスクトップ環境を使用している場合でも、非常にスムーズに動作します。
図2
SSDに接続できるだけでなく、PI 5のPCIeインターフェースは2.5Gネットワークインターフェースの拡張にも使用できます。これはNASを使用するユーザーにとって朗報です。まず、PCIeをデュアル2.5Gネットワークインターフェース拡張ボードに取り付け、iperfを使用してイントラネットの速度テストを実行します。図3は、PCIeからデュアル2.5GネットワークインターフェースおよびPI 5の内蔵ギガビットネットワークインターフェースを使用して取得したデータを示しています。2.5Gネットワークインターフェースの速度は、ギガビットネットワークインターフェースの1.5倍であり、NASアプリケーションに非常に適しています。もちろん、2.5G拡張を使用するための前提条件は、ローカルネットワーク内の他のデバイスも2.5G拡張に対応していることです。
図3