Une carte SD onéreuse est-elle préférable pour un Raspberry Pi ?

Le Raspberry Pi est un ordinateur bon marché et joyeux, mais qui a du punch. Mais une carte SD bon marché et joyeuse peut-elle fournir un stockage stable, ou faut-il dépenser plus ? Voici ce qu’il en est.

Le Raspberry Pi et la carte SD

Construit par la Fondation Raspberry Pi, le Pi est l’un des ordinateurs monocartes les plus populaires jamais construits. Bien qu’il soit bon marché, il a été conçu pour fournir suffisamment de puissance pour en faire une plateforme éducative viable que les écoles et les collèges pourraient adopter et adopter. Les familles pouvaient se permettre d’avoir le même type d’équipement que les écoles.

Presque dès son lancement en 2012, le potentiel d’un petit ordinateur bon marché, de faible puissance et capable d’exécuter une véritable distribution Linux l’a vu adopté par les makers et les amateurs. Les ventes du Raspberry Pi au cours de ses dix premières années d’existence ont dépassé les 45 millions d’unités.

Peu après le lancement du Raspberry Pi, des histoires ont commencé à se répandre sur la corruption, la destruction et la courte durée de vie des cartes SD. Le Raspberry Pi ne contient pas de stockage interne. Son propriétaire doit fournir une carte SD – aujourd’hui une carte microSD – qui fait office de disque dur de l’ordinateur. Le système d’exploitation et les applications sont installés sur la carte SD, et le petit ordinateur démarre également à partir de la carte SD.

L’implication était que le Raspberry Pi réduisait la durée de vie des cartes SD. Il s’est avéré qu’il y avait des problèmes sous-jacents avec les contrôleurs de carte SD – de petites micropuces physiquement situées sur la carte SD – et des problèmes avec les pilotes de carte SD. Ce n’était pas un problème propre au Raspberry Pi.

Cependant, il existe de nombreuses variantes de cartes SD et certaines cartes ne sont ni conçues ni équipées pour supporter des cycles d’écriture fréquents.

Pourquoi certaines cartes SD sont-elles plus performantes que d’autres ?

Les cartes SD ont été conçues pour être des périphériques de stockage amovibles et hautement portables. Elles sont les mieux adaptées au stockage de données qui ne changent pas. Cela signifie qu’il y a très peu de cycles d’écriture, mais autant de cycles de lecture que vous le souhaitez.

Ils n’ont pas tardé à être adoptés comme support de stockage de choix pour les appareils photo numériques, les téléphones portables, les drones et d’autres produits nécessitant un stockage léger, bon marché et remplaçable. Comme c’est souvent le cas dans le domaine de la technologie, les exigences des produits ont conduit à l’amélioration de la qualité et de la capacité de l’un de leurs principaux composants. Les demandes de vitesse et de capacité accrues ont poussé les fabricants de cartes SD à améliorer les performances et la robustesse de leurs cartes.

Vitesse

La SD Association a élaboré un ensemble de normes qui définissent les caractéristiques d’une carte SD. En ce qui concerne la capacité, les cartes SD doivent être étiquetées avec l’une des mentions suivantes.

SD : Secure Digital. Capacité maximale de 2 Go.
SDHC : Secure Digital High Capacity. Capacité comprise entre 2 Go et 32 Go.
SDXC : Secure Digital Extended Capacity. Capacité comprise entre 32 Go et 2 To.
SDUC : Secure Digital Ultra Capacity. Capacité comprise entre 2TB et 128TB.

La vitesse est un peu plus compliquée. La SD Association utilise des classes de vitesse pour désigner les vitesses d’écriture minimales soutenues. Ces classes sont les suivantes :

Classe 2 : vitesse d'écriture minimale soutenue de 2 Mo/s.
Classe 4 : Vitesse d'écriture minimale soutenue de 4MB/s.
Classe 6 : Vitesse d'écriture minimale soutenue de 6MB/s.
Classe 10 : vitesse d'écriture minimale soutenue de 10 Mo/s.

Cela semble assez simple. Mais n’oubliez pas qu’il s’agit de valeurs minimales. En réalité, vous devriez être en mesure d’atteindre des taux d’écriture plus élevés. Sur l’emballage de certaines cartes, on trouve une mention du type « taux de transfert jusqu’à XXMB/s », le « XX » étant remplacé par le meilleur taux que le fabricant a pu obtenir en laboratoire. Le point important ici est la formulation. Le « jusqu’à » signifie que votre kilométrage variera.

L’étiquette de la carte comporte deux autres informations relatives à la classe de vitesse. Il est facile de les confondre.

La classe de vitesse UHS est représentée par un chiffre dans un récipient en forme de U. Elle fait spécifiquement référence à l’enregistrement vidéo.

Classe de vitesse UHS 1 : permet une vitesse d'écriture allant jusqu'à 10 Mo/s.
UHS Speed Class 3 : permet une vitesse d'écriture allant jusqu'à 30MBs.

Le dernier élément d’information sur la vitesse utilise des chiffres romains. Les cartes SD classées par classe de vitesse utilisent l’une des deux interfaces ou bus. Notez que ces vitesses font référence aux vitesses de lecture. Il ne s’agit pas de vitesses soutenues, mais de vitesses maximales.

UHS-I : permet une vitesse de lecture allant jusqu'à 104 Mo/s.
UHS-II : permet d'atteindre une vitesse de lecture de 312 Mo/s.

Nivellement de l’usure

Le fait d’écrire continuellement au même endroit sur une carte SD finit par réduire sa durée de vie. La plupart des cartes SD de marques connues contiennent une mise en œuvre du Wear Leveling. Le Wear Leveling répartit les actions d’écriture sur la surface de la carte SD.

Si certains blocs de la carte SD sont écrits à une fréquence suffisante pour déclencher l’algorithme de nivellement de l’usure, les actions d’écriture sont déplacées vers une autre région de la carte. Cela empêche quelques zones d’être bombardées d’actions d’écriture. C’est comme si un faisceau laser était pointé sur une porte métallique. S’il est laissé en un seul endroit, il peut pénétrer dans la porte. S’il est déplacé sur toute la surface de la porte, il ne brûlera nulle part.

Bien sûr, pour que cela soit efficace, il doit y avoir suffisamment d’espace inutilisé sur votre carte SD pour permettre aux actions d’écriture d’être déplacées. Cela nous amène à la capacité.

Capacité

N’achetez pas une carte SD qui répond tout juste aux exigences minimales de l’image Raspberry Pi que vous allez graver. Achetez-en une avec une certaine marge de manœuvre. En plus de permettre à l’usure de faire son œuvre, la capacité disponible vous permet d’installer des applications et des données, et elle permet aux éléments essentiels du système tels que le swap de fonctionner comme il se doit.

Cartes de qualité industrielle

Ces cartes sont commercialisées sous le nom de cartes « haute endurance » ou « industrielles ». Elles sont conçues pour les environnements exigeants en termes d’écriture. Mais lisez les petits caractères pour savoir ce que signifie réellement « Haute endurance » ou « Industriel ». S’agit-il simplement d’un jargon marketing ?

Les véritables cartes de qualité industrielle sont très chères. Leur robustesse se reflète dans leur prix, qui dépasse largement le budget de l’amateur occasionnel.

Astuces pour prolonger la durée de vie des cartes SD

Dans un Raspberry Pi, la carte SD prend la place du disque dur. Ce type d’utilisation est plus intense que dans, disons, un appareil photo numérique. De nombreuses petites actions d’écriture ont lieu en permanence. Et c’est en fait pire qu’il n’y paraît à première vue.

Lorsqu’un fichier est créé, mis à jour ou consulté, les données sont écrites ou lues sur la carte SD. Ces actions entraînent la mise à jour des horodatages dans le système de fichiers. Ainsi, de manière contre-intuitive, même la lecture d’un fichier entraîne une action d’écriture qui met à jour le temps d’accès à ce fichier.

Les petits caractères dans les garanties de certaines cartes SD indiquent spécifiquement que l’utilisation de la carte SD dans des scénarios de  » taux d’écriture élevé  » n’est pas prise en charge. Voici quelques mesures que vous pouvez prendre pour vous aider.

Arrêtez proprement

Arrêtez toujours votre Raspberry Pi comme vous arrêtez votre ordinateur de bureau ou votre ordinateur portable. Ne vous contentez pas de débrancher le cordon d’alimentation. Si vous ne disposez pas d’un clavier et d’un écran, utilisez SSH pour y accéder et effectuer un arrêt contrôlé.

Le drapeau de montage noatime

Si vous utilisez l’indicateur de montage noatime dans votre fichier « /etc/fstab », l’horodatage d’accès au fichier atime ne sera pas mis à jour à chaque fois qu’un fichier est accédé. Si vous n’avez pas besoin de garder la trace de cette métrique, vous pouvez la désactiver.

En plus de préserver votre carte SD, cela peut vous permettre de gagner en vitesse, selon l’utilisation que vous faites de votre Raspberry Pi.

Utilisez un lecteur USB externe

Vous pouvez configurer votre Raspberry Pi pour qu’il démarre à partir de la carte SD, mais utiliser un lecteur USB externe comme stockage supplémentaire. Si vous déplacez votre répertoire « /home » vers le stockage externe, vous réduirez considérablement l’usure de la carte SD.

Désactiver la journalisation

Désactiver la journalisation non désirée ou envoyer les journaux vers un lecteur USB externe réduira l’impact sur votre carte SD.

Utilisez un bloc d’alimentation décent

Ne faites pas fonctionner votre Raspberry Pi sur un vieux chargeur de téléphone portable. Votre Raspberry Pi peut nécessiter jusqu’à 2,5A à 5V. Tout ce qui est inférieur peut conduire à de nombreux problèmes différents, y compris l’instabilité et la corruption de la carte SD. Ne tombez pas dans la fausse économie. Investissez dans un bloc d’alimentation décent.

Qu’en est-il de la permutation ?

Vous entendrez des gens préconiser de désactiver le swap. Vous pouvez le faire, mais nous ne le recommandons pas. Au lieu de cela, vous pouvez créer une partition d’échange sur un lecteur USB externe et déplacer l’échange de la carte SD.

L’espace de pagination est une partie importante de l’exécution d’une installation Linux saine. Il n’est pas seulement utilisé pour la pagination de blocs de mémoire à partir de la RAM lorsque la demande de mémoire physique dépasse ce dont votre Raspberry Pi est équipé. Le swap est également utilisé pour la mise à jour des applications.

Si vous installez une version plus récente d’une application alors que l’ancienne version est toujours en cours d’exécution, l’ancienne version ne peut pas être déchargée de la mémoire car elle n’a plus d’emplacement sur le disque dur – ou la carte SD – à partir duquel elle peut être relue.

Les routines de gestion de la mémoire du noyau déplacent l’image de l’ancienne application vers le swap afin qu’elle puisse être gérée en mémoire avec un stockage hors RAM. Lorsque l’ancienne application se termine, les pages de swap et de RAM sont libérées. La prochaine fois que l’application s’exécutera, la nouvelle version sera utilisée et disposera d’un espace de stockage adossé au système de fichiers, ce qui permettra de suivre les processus normaux de gestion de la mémoire.

Il est inutile d’essayer d’éviter que l’échange ne se produise en manipulant la valeur d’échange. Ce n’est pas ce que fait le paramètre de swapiness.

Laissez swap fonctionner et, si vous le souhaitez vraiment, utilisez une partition swap sur un stockage externe.

Acheter cher ou acheter bon marché ?

La première chose à faire est de décider de la capacité de la carte SD dont vous avez besoin. Elle sera probablement comprise entre 8 et 32 Go pour la plupart des utilisations domestiques moyennes. Si vous avez besoin de plus d’espace de stockage, vous devriez vraiment inclure une clé USB externe dans votre projet.

Les cartes d’une capacité comprise entre 8 et 32 Go ont un prix raisonnable et sont accessibles à la plupart des gens. Dans ces conditions, pourquoi choisir une carte moins chère ? Ce n’est pas comme si les économies étaient importantes. Si elles le sont, il est probable que la carte bon marché soit une contrefaçon.

Le marché est inondé de cartes SD contrefaites. La carte et son emballage peuvent ressembler à s’y méprendre aux cartes authentiques de fabricants réputés, comme SanDisk ou Samsung. Une autre escroquerie consiste à réétiqueter les cartes authentiques pour qu’elles semblent avoir une capacité supérieure à celle qu’elles ont en réalité. Achetez donc votre carte SD auprès d’un commerçant de bonne réputation. Méfiez-vous des offres trop belles pour être vraies, surtout si vous achetez en ligne. Il ne s’agit pas de bonnes affaires, mais d’arnaques.

Même les marques authentiques à bas prix utilisent des processus de fabrication moins rigoureux et moins chers et vous offrent des performances réduites. Étant donné qu’un Raspberry Pi est un cas d’utilisation difficile pour une carte SD, vous ne voulez pas lésiner.

Une carte de classe 10 de marque connue, avec une classe de vitesse UHS 3 et une vitesse de bus UHS-I, conviendra à la plupart des applications. Si vous utilisez une caméra avec votre Raspberry Pi et que vous comptez enregistrer beaucoup d’images ou de vidéos, choisissez une carte avec une vitesse de bus UHS-III.

Prenez une carte d’une capacité suffisante pour répondre à vos besoins, y compris une capacité de réserve pour permettre à la fonctionnalité de nivellement de l’usure de partager les actions d’écriture sur la surface de réserve de la carte.

Mais des cartes SD bon marché ? Non. Vous ne faites qu’acheter des problèmes futurs.