uConsole mit NVMe-Laufwerk: HackerGadgets Upgrade Kit, Einbau und Booten von der SSD

Für den ersten Login reicht die microSD-Karte, aber sobald die uConsole zum Arbeitsgerät wird (Kompilieren, Container, große Wortlisten, SDR-Aufnahmen), tut das Warten auf die Karte weh. Das Upgrade Kit von HackerGadgets führt den PCIe-Bus aus dem CM4/CM5-Modul heraus und bringt ein M.2-NVMe-Laufwerk ins Gehäuse. Hier: was kaufen, wie einbauen, was in EEPROM und config.txt einstellen, wie das System von der Karte umziehen und woran die Leute scheitern.

• Was du brauchst
• Einbau Schritt für Schritt
• Einstellungen vor dem ersten Start von NVMe
• Umzug des Systems von der Karte auf das Laufwerk
• Bekannte Probleme
• Häufige Fragen

Was du brauchst

Das Kit besteht aus zwei Platinen von HackerGadgets. Wir verkaufen sie einzeln, weil manche schon eine davon haben.

• Adapter Board (Upgrade Kit) ersetzt die Originalplatine, auf der das Compute Module sitzt. Es führt PCIe heraus, beim CM5 zusätzlich USB 3.0; es hat einen PWM-Lüfteranschluss, einen CSI-Port für eine Kamera und einen Anschluss für die RTC-Batterie. Ohne diese Platine hat das Laufwerk keinen Anschluss.
• NVMe Battery Board ersetzt das originale Akkumodul. Es hat einen M.2-Slot (2230-2280), Halter für zwei 18650-Zellen (andere Varianten nehmen 21700-Zellen oder einen LiPo-Pack) und einen Verpolungsschutz für die Zellen. Es passt unter die originale Rückabdeckung, ohne Änderungen am Gehäuse. Die Flachbandkabel zwischen beiden Platinen liegen bei.
• Ein M.2-NVMe-Laufwerk in der Größe 2230-2280. Im ClockworkPi-Forum läuft eine WD SN740 256 GB am längsten ohne Probleme (CM5, PCIe Gen 2, 471 MB/s Lesen, Monate im Einsatz). Ein Nutzer kämpfte mit einer Samsung 980, bis er die Art des Systemumzugs änderte. Nimm sparsame Gen-3-Laufwerke ohne Kühlkörper.
• Ein Compute Module: CM4 oder CM5. Beide haben PCIe x1, aber USB 3.0 und der PWM-Lüfter funktionieren nur mit dem CM5.
• Ein funktionierendes System auf der Karte: Bookworm oder Trixie von Rex. Von der Karte startest du die uConsole, richtest das EEPROM ein und kopierst das System auf das Laufwerk. Wie das Image auf die Karte kommt, steht in der Anleitung: Welches Betriebssystem für die uConsole CM5 und wie man es auf die microSD-Karte flasht (2026).

Einbau Schritt für Schritt

Werkzeug: ein kleiner Kreuzschlitzschraubendreher und eine ruhige Viertelstunde. Vor dem Aufschrauben die uConsole ausschalten und die Zellen entnehmen.

1. Rückabdeckung abnehmen und das originale Akkumodul herausnehmen.
2. Das Compute Module von der originalen Adapterplatine abheben. Es sitzt auf zwei Board-to-Board-Steckverbindern, also auf beiden Seiten gleichmäßig anheben. Platine abschrauben, an ihrer Stelle das Adapter Board anschrauben, dann das Modul auf die neuen Steckverbinder drücken, bis es plan aufliegt.
3. Das M.2-Laufwerk in den Slot auf dem NVMe Battery Board schieben und mit der Schraube am Abstandshalter befestigen, der zu seiner Länge passt.
4. Beide Platinen mit dem PCIe-Flachbandkabel aus dem Kit verbinden. Achte auf die Seite der Kontakte: ein falsch herum eingestecktes Kabel ist der häufigste Grund, warum das Laufwerk „nicht existiert“. Im Forum taucht dieser Fehler regelmäßig auf.
5. Das NVMe Battery Board anstelle des Akkumoduls einsetzen, die Zellen wie markiert einlegen und die Abdeckung schließen. Bei einer verkehrt eingelegten Zelle leuchtet eine Warn-LED, und nichts wird heiß.

Einstellungen vor dem ersten Start von NVMe

Starte die uConsole von der Karte und erledige drei Dinge.

1. config.txt (Datei /boot/firmware/config.txt). In Rex' Images hat der Abschnitt [pi5] bereits dtparam=pciex1 und dtparam=pciex1_gen=3, der Abschnitt [pi4] nur dtparam=pciex1. Gen 3 über das Flachbandkabel ist mitunter instabil (weißer Bildschirm, Hänger); das Forum rät einhellig zu dtparam=pciex1_gen=2. Das Laufwerk ist trotzdem um ein Vielfaches schneller als die Karte. In älteren Kali-Images stand gelegentlich dtparam=pciex1=off: ändere es zu dtparam=pciex1.

2. EEPROM (CM5). sudo rpi-eeprom-update -a, Neustart, dann sudo rpi-eeprom-config -e und die Konfiguration, die Rex für den CM5 Lite angibt, mit einer Zeile mehr: 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 wird von rechts gelesen: SD-Karte (1), NVMe (6), USB (4), f heißt „von vorn“. PCIE_PROBE=1 weist den Bootloader an, das Laufwerk auch auf einer Platine zu suchen, die kein offizielles HAT+ ist; so beschreibt es die Raspberry-Pi-Dokumentation. Beim CM4 genügen ein aktueller Bootloader und ein BOOT_ORDER mit der Ziffer 6.

3. Prüfen, ob das Laufwerk sichtbar ist. Nach dem Neustart sollte ls -l /dev/nvme* /dev/nvme0n1 anzeigen und lsblk seine Kapazität. Zeigt sich nichts, zurück zum Flachbandkabel aus Einbauschritt 4.

Umzug des Systems von der Karte auf das Laufwerk

Der sicherste Weg, von mehreren Nutzern im ClockworkPi-Forum bestätigt: das laufende System mit dem Werkzeug SD Card Copier (Menü Zubehör) von der Karte auf das Laufwerk kopieren.

1. SD Card Copier starten. Von: Karte (mmcblk0). Nach: Laufwerk (nvme0n1). „New Partition UUIDs“ angehakt lassen.
2. Start. Das Kopieren der 7-8 GB dauert ein paar Minuten, und das Werkzeug dehnt die Partition sofort auf das ganze Laufwerk aus.
3. Die uConsole vollständig ausschalten (kein Neustart), Karte entnehmen, einschalten. Das System startet von NVMe.

Das Image mit dem Imager direkt auf das Laufwerk zu schreiben (über ein USB-Gehäuse oder von der uConsole aus) funktioniert auch, braucht aber eine manuelle Korrektur der config.txt auf dem Laufwerk und endete im Forum öfter mit einem Start „nur ab und zu“. Das Kopieren von einer laufenden Karte umgeht diese Probleme.

Bekannte Probleme

• Das Laufwerk verschwindet nach dem Zusammenbau. Das PCIe-Flachbandkabel ist verrutscht oder verkehrt herum. Aufschrauben und beide Enden prüfen.
• Weißer Bildschirm oder Hänger unter Last. In der config.txt von Gen 3 auf Gen 2 gehen.
• Die uConsole schaltet sich bei sudo reboot aus, statt neu zu starten (beschrieben für den CM5 mit NVMe-Boot). Ein vollständiger Stromzyklus hilft. Der Forenthread führt es auf ein geändertes Pin-Verhalten in der CM5-Firmware zurück; eine bequeme Softwarelösung gibt es bis heute nicht.
• Akku. Laufwerk und CM5 ziehen Strom. HackerGadgets nennt für die Version mit zwei 18650-Zellen rund 2,5 Stunden 1080p-Videowiedergabe, für 21700 rund 4,5 Stunden. Ersatzzellen im Rucksack erledigen das Thema.
• Wärme. Der CM5 drosselt im geschlossenen Gehäuse nicht (wir haben es im Temperaturtest geprüft), aber ein Gen-3-Laufwerk bei langen Schreibvorgängen trägt seinen Teil bei. Ein Laufwerk ohne Kühlkörper und Gen 2 in der config.txt schließen das Thema ab.

Häufige Fragen

Funktioniert NVMe mit dem CM4?

Ja, über PCIe Gen 2. Mit dem CM4 funktioniert nicht, was USB 3.0 braucht (die Ports der AIO V2 laufen dann als USB 2.0), und der Lüfter dreht mit fester Drehzahl.

Muss ich die SD-Karte entfernen?

Mit BOOT_ORDER=0xf461 probiert der Bootloader zuerst die Karte, mit eingelegter Karte startet er also von ihr. Entweder die Karte entnehmen oder 0xf416 setzen, also NVMe vor SD.

Welches Laufwerk kaufen?

M.2 2230 oder 2242, Gen 3, mit geringer Leistungsaufnahme. Aus dem Forum: WD SN740 ohne Einschränkungen. Gen-4-Laufwerke mit Kühlkörper werden heiß und bringen an einer Gen-2-Verbindung nichts.

Wie es weitergeht

Beide Platinen bekommst du bei uns: das uConsole Adapter Board (Upgrade Kit) und die uConsole NVMe-Erweiterung (Battery Board). Wenn du bei der Gelegenheit vom CM4 umsteigst, liefert das Raspberry Pi CM5 8 GB Lite USB 3.0 und den PWM-Lüfter auf derselben Adapterplatine, und die AIO V2 ergänzt darüber 1-Gbit/s-Ethernet, RTL-SDR, GPS und LoRa. Das übrige Zubehör findest du in der ClockworkPi-Kollektion.