uConsole z dyskiem NVMe: Upgrade Kit HackerGadgets, montaż i boot z SSD

Karta microSD wystarcza do pierwszego logowania, ale gdy uConsole staje się narzędziem pracy (kompilacja, kontenery, duże słowniki, nagrania z SDR), czekanie na kartę zaczyna boleć. Upgrade Kit od HackerGadgets wyprowadza z modułu CM4/CM5 magistralę PCIe i wkłada do środka obudowy dysk M.2 NVMe. Poniżej: co kupić, jak zmontować, co ustawić w EEPROM i config.txt, jak przenieść system z karty i na czym ludzie się wykładają.

• Co jest potrzebne
• Montaż krok po kroku
• Ustawienia przed pierwszym startem z NVMe
• Przeniesienie systemu z karty na dysk
• Znane problemy
• Najczęstsze pytania

Co jest potrzebne

Zestaw to dwie płytki od HackerGadgets. Sprzedajemy je osobno, bo część osób ma już jedną z nich.

• Płytka Adapter (Upgrade Kit) zastępuje fabryczną płytkę, na której siedzi moduł obliczeniowy. Wyprowadza PCIe, a przy CM5 także USB 3.0; ma złącze wentylatora PWM, port CSI pod kamerę i gniazdo baterii RTC. Bez niej dysk nie ma jak się podłączyć.
• Płytka NVMe Battery Board zastępuje fabryczny moduł baterii. Ma slot M.2 (2230-2280), gniazda na dwa ogniwa 18650 (w innych wariantach 21700 albo pakiet LiPo) i zabezpieczenie przed odwrotnym włożeniem ogniw. Pasuje pod oryginalną klapkę, bez przeróbek obudowy. Taśmy łączące obie płytki są w zestawie.
• Dysk M.2 NVMe w rozmiarze 2230-2280. Na forum ClockworkPi najdłużej bez problemów chodzi WD SN740 256 GB (CM5, PCIe gen 2, 471 MB/s odczytu, miesiące pracy). Jeden użytkownik walczył z Samsungiem 980 do czasu zmiany sposobu przenoszenia systemu. Wybieraj dyski gen 3 o niskim poborze mocy, bez radiatora.
• Moduł obliczeniowy: CM4 lub CM5. Oba mają PCIe x1, ale USB 3.0 i wentylator PWM działają tylko z CM5.
• Działający system na karcie: Bookworm lub Trixie od Rexa. Z karty uruchamiasz uConsole, ustawiasz EEPROM i kopiujesz system na dysk. Jak wgrać obraz na kartę, opisaliśmy w poradniku: Jaki system na uConsole CM5 i jak wgrać go na kartę microSD (2026).

Montaż krok po kroku

Narzędzia: mały śrubokręt krzyżakowy i kwadrans spokoju. Przed rozkręcaniem wyłącz uConsole i wyjmij ogniwa.

1. Zdejmij tylną klapkę i wyjmij fabryczny moduł baterii.
2. Zdejmij moduł obliczeniowy z fabrycznej płytki adaptera. Trzyma się na dwóch złączach board-to-board, więc podnoś go równo z obu stron. Odkręć płytkę i w jej miejsce wkręć Adapter Board, potem dociśnij moduł na nowe złącza, aż usiądzie równo.
3. Wsuń dysk M.2 w slot na NVMe Battery Board i przykręć go śrubką do słupka pasującego do jego długości.
4. Połącz obie płytki taśmą PCIe z zestawu. Zwróć uwagę na stronę styków: taśma włożona odwrotnie to najczęstszy powód, dla którego dysk „nie istnieje”. Na forum ten błąd wraca regularnie.
5. Zamontuj NVMe Battery Board w miejscu modułu baterii, włóż ogniwa zgodnie z oznaczeniem i załóż klapkę. Przy odwrotnie włożonym ogniwie zaświeci się dioda ostrzegawcza, nic się nie zagrzeje.

Ustawienia przed pierwszym startem z NVMe

Uruchom uConsole z karty i zrób trzy rzeczy.

1. config.txt (plik /boot/firmware/config.txt). W obrazach Rexa sekcja [pi5] ma już dtparam=pciex1 i dtparam=pciex1_gen=3, a sekcja [pi4] samo dtparam=pciex1. Gen 3 na taśmie bywa niestabilny (biały ekran, zawieszki), forum zgodnie radzi zejść do dtparam=pciex1_gen=2. Dysk i tak jest wielokrotnie szybszy od karty. W starszych obrazach Kali bywało dtparam=pciex1=off: zmień na dtparam=pciex1.

2. EEPROM (CM5). sudo rpi-eeprom-update -a, restart, potem sudo rpi-eeprom-config -e i konfiguracja, którą Rex podaje dla CM5 Lite, z jedną linią więcej: PCIE_PROBE=1.

[all]
BOOT_UART=1
POWER_OFF_ON_HALT=1
BOOT_ORDER=0xf461
PCIE_PROBE=1
SD_BOOT_MAX_RETRIES=2
SD_QUIRKS=1

BOOT_ORDER czyta się od prawej: karta SD (1), NVMe (6), USB (4), f to „od nowa”. PCIE_PROBE=1 każe bootloaderowi szukać dysku także na płytce, która nie jest oficjalnym HAT+, tak opisuje to dokumentacja Raspberry Pi. Na CM4 wystarczy aktualny bootloader i BOOT_ORDER z cyfrą 6.

3. Sprawdź, czy dysk jest widoczny. Po restarcie ls -l /dev/nvme* ma pokazać /dev/nvme0n1, a lsblk jego pojemność. Jeśli nic nie ma, wróć do taśmy z kroku 4 montażu.

Przeniesienie systemu z karty na dysk

Najpewniejsza droga, potwierdzona przez kilku użytkowników na forum ClockworkPi: skopiować działający system z karty na dysk narzędziem SD Card Copier (menu Akcesoria).

1. Uruchom SD Card Copier. Z: karta (mmcblk0). Do: dysk (nvme0n1). Zostaw zaznaczone „New Partition UUIDs”.
2. Start. Kopiowanie 7-8 GB systemu trwa kilka minut, a narzędzie od razu rozciąga partycję na cały dysk.
3. Wyłącz uConsole całkowicie (nie restart), wyjmij kartę, włącz. System startuje z NVMe.

Wgranie obrazu Imagerem prosto na dysk (przez obudowę USB albo z poziomu uConsole) też działa, ale wymaga ręcznej poprawki config.txt na dysku i na forum częściej kończyło się startem „raz na jakiś czas”. Kopiowanie z działającej karty omija te problemy.

Znane problemy

• Dysk znika po złożeniu obudowy. Taśma PCIe przesunęła się albo jest odwrócona. Rozkręć i sprawdź oba końce.
• Biały ekran albo zawieszki pod obciążeniem. Zejdź z gen 3 na gen 2 w config.txt.
• uConsole wyłącza się przy sudo reboot zamiast wystartować ponownie (opisane dla CM5 z bootem z NVMe). Pomaga pełny cykl zasilania. Wątek na forum wiąże to ze zmianą zachowania pinów w firmware CM5; wygodnej poprawki programowej na dziś nie ma.
• Bateria. Dysk i CM5 biorą prąd. HackerGadgets podaje dla wersji z dwoma 18650 około 2,5 godziny odtwarzania wideo 1080p, dla 21700 około 4,5 godziny. Zapasowe ogniwa w plecaku załatwiają temat.
• Ciepło. CM5 w zamkniętej obudowie nie throttluje (sprawdziliśmy to w teście termicznym), ale dysk gen 3 pod długim zapisem dokłada swoje. Dysk bez radiatora i gen 2 w config.txt zamykają sprawę.

Najczęstsze pytania

Czy NVMe działa z CM4?

Tak, przez PCIe gen 2. Z CM4 nie działa to, co wymaga USB 3.0 (porty na AIO V2 pracują wtedy jako USB 2.0), a wentylator kręci ze stałą prędkością.

Czy muszę wyjąć kartę SD?

Przy BOOT_ORDER=0xf461 bootloader najpierw próbuje karty, więc z włożoną kartą wystartuje z niej. Albo wyjmij kartę, albo ustaw 0xf416, czyli NVMe przed SD.

Jaki dysk kupić?

M.2 2230 lub 2242, gen 3, o niskim poborze mocy. Z forum: WD SN740 bez zastrzeżeń. Dyski gen 4 z radiatorami grzeją się i nic nie dają na łączu gen 2.

Co dalej

Obie płytki masz u nas: Płytka Adapter do uConsole (Upgrade Kit) i Rozszerzenie NVMe do uConsole. Jeśli przy okazji przesiadasz się z CM4, Raspberry Pi CM5 8 GB Lite daje USB 3.0 i wentylator PWM na tej samej płytce adaptera, a AIO V2 dokłada przez nią Ethernet 1 Gbps, RTL-SDR, GPS i LoRa. Resztę dodatków znajdziesz w kolekcji ClockworkPi.