Le Raspberry Pi 5 a marqué une rupture technologique majeure en intégrant un port PCIe, ouvrant la voie à des performances de stockage jusqu’alors inaccessibles sur ce nano-ordinateur. L’abandon progressif de la carte SD au profit d’un SSD NVMe n’est plus une simple option pour les passionnés, mais une évolution logique pour quiconque cherche à transformer son appareil en une machine plus réactive et fiable. Cette modification, bien que technique, est à la portée de tous et permet de décupler la vitesse et la durabilité du système, le rendant apte à des usages bien plus exigeants.
Introduction au Boot PCIe NVMe sur Raspberry Pi 5
Pourquoi abandonner la carte SD ?
Depuis sa création, le Raspberry Pi a toujours reposé sur une carte microSD pour héberger son système d’exploitation et les données des utilisateurs. Si cette solution est économique et compacte, elle présente des inconvénients majeurs en termes de performance et de fiabilité. Les cartes SD, même les plus rapides, offrent des débits de lecture et d’écriture limités, ce qui se traduit par des temps de démarrage plus longs et une réactivité générale moindre. De plus, leur endurance est limitée : les opérations d’écriture répétées, typiques d’un système d’exploitation, finissent par les user prématurément. Le passage à un SSD NVMe répond directement à ces problématiques en offrant une solution de stockage nettement plus performante et durable.
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SanDisk 128 Go Extreme PRO microSDXC carte + adaptateur SD + RescuePro Deluxe jusqu'à 200 Mo/s avec des performances applicatives A2 UHS-I Class 10 U3 V30 -
SanDisk Extreme PRO 512 Go microSDXC, Carte micro sd + adaptateur SD (Pour smartphone, caméra d'action ou droner, jusqu'à 200 Mo/s) RescuePRO Deluxe UHS-I, Class 10, U3 -
SanDisk 128 Go Ultra microSDXC, Carte micro sd + adaptateur SD (Pour Smartphone et Tablette, Video Full HDD, jusqu'à 140 Mo/s, UHS-I, La performance A1, Class 10, U1)
L’avantage du PCIe sur le Raspberry Pi 5
L’intégration d’une interface PCI Express (PCIe) est la grande nouveauté du Raspberry Pi 5. Contrairement aux modèles précédents qui nécessitaient des adaptateurs USB pour connecter un SSD, le Pi 5 permet une connexion directe via une nappe dédiée. Cette interface PCIe Gen 3.0 sur une ligne (x1) offre une bande passante théorique de près de 1 Go/s. En pratique, les tests montrent des débits avoisinant les 800 à 900 Mo/s, soit une vitesse jusqu’à dix fois supérieure à celle des meilleures cartes microSD. Ce gain spectaculaire transforme l’expérience utilisateur, que ce soit pour le démarrage du système, le lancement des applications ou la gestion de fichiers volumineux.
Cette nouvelle capacité matérielle doit cependant être correctement configurée pour être exploitée. Le choix du matériel est donc la première étape critique pour réussir cette mise à niveau.
Choisir le bon SSD NVMe pour votre Raspberry Pi 5
Le matériel indispensable
Pour mener à bien cette opération, vous devrez vous équiper de plusieurs composants spécifiques. La liste est courte mais chaque élément a son importance :
- Un Raspberry Pi 5 : Le cœur du projet, seul modèle à disposer du port PCIe nécessaire.
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Raspberry Pi 5 4GB Quad-Core ARMA76 (64 Bits - 2,4 GHz) -
Raspberry Pi 5 8 GB Quad-Core ARMA76 (64 Bits - 2,4 GHz) -
Raspberry Pi 5 (16 Go)
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- Un HAT PCIe M.2 : Il s’agit d’une carte d’extension qui se connecte au port PCIe du Raspberry Pi 5 via une nappe flexible. Elle fournit un connecteur M.2 au format 2280 ou plus petit pour accueillir le SSD.
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Geekworm X1001 PCIe to M.2 NVMe SSD Shield Top for Raspberry Pi 5 -
Freenove M.2 NVMe Adapter V2 for Raspberry Pi 5 (Without SSD), M.2 Hat Add-on Board, Solid State Drive Size 2230 2242 2260 2280, PCIe 2.0/3.0, Max Speed 1231 MB/s -
M.2 Hat+ pour Raspberry Pi 5
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- Un SSD NVMe M.2 : C’est le disque qui remplacera votre carte SD. Il est crucial de choisir un modèle compatible pour éviter les mauvaises surprises.
Critères de compatibilité et recommandations
Tous les SSD NVMe ne sont pas logés à la même enseigne. La compatibilité avec le Raspberry Pi 5 peut dépendre du contrôleur du SSD. Des modèles comme la gamme EMTEC X300 ont démontré une excellente fiabilité avec cette configuration. Il est conseillé de se tourner vers des disques qui ne consomment pas trop d’énergie et qui ne chauffent pas excessivement, car le système de refroidissement du Raspberry Pi devra aussi gérer cette chaleur additionnelle. Avant tout achat, une recherche rapide sur les forums dédiés peut vous sauver de bien des tracas. Les SSD de grande capacité (1 To ou plus) fonctionnent généralement bien, mais un disque de 256 Go est déjà amplement suffisant pour la plupart des projets.
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EMTEC - Disque Dur SSD Interne X300 M.2 2280 SSD Power Pro 256Go - PCI Express 3.0 3D NAND NVMe - Idéal Ultrabook, Informatique Haute Performance -
EMTEC - Disque Dur SSD Interne X300 M.2 2280 SSD Power Pro 128Go - PCI Express 3.0 3D NAND NVMe - Idéal Ultrabook, Informatique Haute Performance -
EMTEC - Disque Dur SSD Interne X300 M.2 2280 SSD Power Pro 512Go - PCI Express 3.0 3D NAND NVMe - Idéal Ultrabook, Informatique Haute Performance
Une fois le matériel en votre possession, il est impératif de préparer le Raspberry Pi en mettant à jour son logiciel interne avant même de connecter le nouveau disque.
Mettre à jour le firmware du Raspberry Pi 5
L’importance de l’EEPROM
Le firmware, ou plus précisément l’EEPROM du bootloader, est un micro-logiciel qui gère les premières étapes du démarrage du Raspberry Pi. Pour que le port PCIe soit reconnu et utilisable comme périphérique de démarrage, il est essentiel que cette EEPROM soit à jour. Les premières versions du firmware du Pi 5 ne prenaient pas en charge le démarrage NVMe de manière stable. Les mises à jour successives ont corrigé ces lacunes et amélioré la compatibilité matérielle.
Procédure de mise à jour via le terminal
La mise à jour se fait très simplement depuis un système Raspberry Pi OS fonctionnel, installé sur une carte microSD. Ouvrez un terminal et entrez les commandes suivantes l’une après l’autre. La première commande met à jour la liste des paquets et les logiciels installés :
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
Ensuite, lancez la mise à jour de l’EEPROM. Cette commande va vérifier si une version plus récente est disponible et vous proposera de l’installer :
sudo rpi-eeprom-update
Pour forcer l’installation de la dernière version stable disponible, utilisez l’option -a :
sudo rpi-eeprom-update -a
Un redémarrage sera nécessaire pour que les changements soient appliqués. Une fois le firmware à jour, l’étape suivante consiste à déclarer explicitement au système qu’il doit activer et utiliser le port PCIe.
Activer le port PCIe dans le fichier config.txt
Localisation et modification du fichier de configuration
Le fichier config.txt, situé dans le répertoire /boot/firmware/, est le principal fichier de configuration matérielle du Raspberry Pi. C’est ici que l’on active ou désactive les fonctionnalités de bas niveau. Pour l’éditer, vous pouvez utiliser l’éditeur de texte nano directement dans le terminal :
sudo nano /boot/firmware/config.txt
Naviguez dans le fichier à l’aide des flèches du clavier. Vous devrez ajouter une ou deux lignes pour activer le port PCIe.
Les lignes de configuration à ajouter
À la fin du fichier, ajoutez la ligne suivante pour activer l’interface PCIe :
dtparam=pciex1
Pour garantir les meilleures performances possibles, il est également recommandé de forcer le fonctionnement en mode Gen 3.0. Certaines cartes HAT ou certains SSD peuvent par défaut négocier une vitesse inférieure (Gen 2.0). Pour éviter cela, ajoutez cette seconde ligne :
dtparam=pciex1_gen=3
Enregistrez les modifications (Ctrl+O) puis quittez l’éditeur (Ctrl+X). Un redémarrage est à nouveau nécessaire. À ce stade, le système d’exploitation devrait être capable de détecter votre SSD NVMe. Il ne reste plus qu’à lui dire de démarrer dessus.
Configurer l’ordre de démarrage sur le Raspberry Pi 5
Utilisation de l’outil raspi-config
L’utilitaire raspi-config est l’outil le plus simple pour modifier les paramètres système, y compris la séquence de démarrage. Lancez-le depuis le terminal :
sudo raspi-config
Naviguez ensuite vers le menu suivant : Advanced Options > Boot Order. Vous aurez alors le choix entre plusieurs options. Sélectionnez l’option B2 NVMe/SD/USB. Cela indique au Raspberry Pi de chercher un système démarrable d’abord sur le port NVMe, puis sur la carte SD, et enfin sur les ports USB. Validez votre choix et quittez l’utilitaire. Il vous sera proposé de redémarrer.
Cloner ou installer l’OS sur le SSD
Avant de redémarrer, il faut bien sûr que votre SSD contienne un système d’exploitation. Deux méthodes s’offrent à vous :
- L’installation directe : Utilisez l’outil Raspberry Pi Imager depuis un autre ordinateur pour flasher l’image de Raspberry Pi OS directement sur votre SSD NVMe (connecté via un boîtier adaptateur USB).
- Le clonage : Raspberry Pi OS inclut un utilitaire de clonage de carte SD. Vous pouvez l’utiliser pour copier votre système existant, avec toutes vos configurations et données, de la carte SD vers le SSD NVMe fraîchement installé.
Une fois le système en place sur le SSD, éteignez le Raspberry Pi, retirez la carte microSD et redémarrez. Si tout s’est bien passé, votre système démarrera en quelques secondes depuis le SSD.
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Votre système est désormais opérationnel, mais quelques ajustements peuvent encore améliorer l’expérience et garantir la stabilité à long terme.
Optimisations et conseils pour un boot PCIe NVMe réussi
Refroidissement et alimentation
L’ajout d’un SSD NVMe augmente la consommation électrique et la production de chaleur de votre Raspberry Pi 5. Il est fortement recommandé d’utiliser l’alimentation officielle de 27W (5V/5A) pour garantir une stabilité parfaite. De plus, un système de refroidissement efficace est indispensable. Le ventilateur officiel (Active Cooler) est une excellente option, car il permet de maintenir des températures basses à la fois pour le processeur et pour le SSD, prévenant ainsi le throttling (bridage thermique) qui pourrait dégrader les performances.
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Bloc d'alimentation Officiel Raspberry Pi 5 USB-C 27 W, USB-C Power Supply, Blanc -
Bloc d'alimentation Officiel Raspberry Pi 5 USB-C 27 W, Alimentation USB-C, Noir -
Alimentation Officielle Raspberry Pi 5 45W USB C
Comparaison des performances
Pour illustrer concrètement le gain de performance, voici un tableau comparatif des vitesses de lecture et d’écriture séquentielles moyennes que l’on peut attendre des différentes solutions de stockage sur un Raspberry Pi 5.
| Type de stockage | Vitesse de lecture séquentielle (Mo/s) | Vitesse d’écriture séquentielle (Mo/s) |
|---|---|---|
| Carte microSD Classe 10 | ~ 40 Mo/s | ~ 20 Mo/s |
| Carte microSD A2 U3 | ~ 85 Mo/s | ~ 60 Mo/s |
| SSD NVMe (PCIe Gen 3.0 x1) | ~ 850 Mo/s | ~ 700 Mo/s |
Les chiffres parlent d’eux-mêmes : le passage au NVMe représente un bond de géant en termes de réactivité du système.
La migration vers un démarrage sur SSD NVMe transforme radicalement le Raspberry Pi 5, le faisant passer du statut de gadget pour bricoleur à celui de véritable nano-ordinateur performant. En suivant attentivement les étapes de mise à jour du firmware, de configuration logicielle et en choisissant un matériel compatible, il est possible d’obtenir un système à la fois rapide, réactif et bien plus fiable sur le long terme que n’importe quelle configuration basée sur une carte microSD. Cette amélioration est sans doute l’une des plus pertinentes à réaliser pour exploiter tout le potentiel de cette nouvelle génération de Raspberry Pi.