Kaum sind die ersten offiziellen HATs für den Raspberry Pi 5 von der Raspberry Pi Foundation erschienen, da kommen bereits Nachschubprodukte von Drittanbietern – sei es mit ähnlichen Funktionen oder direkt mit neuer Funktionalität. Nachdem ich den Guide für das Raspberry Pi M.2 HAT+ geschrieben hatte, wurde Berrybase auf PiNEBOARDS aufmerksam. Dankenswerterweise habe ich unter anderem das PiNEBOARDS HatDrive! NANO erhalten, das ähnlich wie das Raspberry Pi M.2 HAT+ eine M.2 M-Key-Karte nutzt. Ich habe es mir genauer angesehen und mit dem offiziellen Raspberry Pi M.2 HAT+ verglichen. In diesem Blogbeitrag erfährst du, wo die Unterschiede liegen und wie mein persönliches Urteil ausfällt.
Vorwort
Auf die Frage, was ein HAT ist und welche Vorteile eine M.2-SSD bietet, möchte ich an dieser Stelle nicht weiter eingehen. Anders als man es vielleicht schon gelesen hat, ist mit dem PiNEBOARDS HatDrive! NANO ausschließlich der Anschluss einer M.2-SSD möglich. Wichtig ist, wie auch beim Raspberry Pi M.2 HAT+, dass nur M.2-SSDs mit einem M-Key und den Formfaktoren 2230 und 2242 verwendet werden können. Andere Formate passen theoretisch, können jedoch nicht auf der Platine fixiert werden.
Persönlich hat mich die Produktbeschreibung des HatDrive! NANO zum Schmunzeln gebracht, in der sinngemäß steht: „oder Sie werden verrückt und installieren eine verrückte M.2-Adapterkarte, die Sie gerade in den Tiefen des Internets gefunden haben.“ Für meine Tests verwende ich jedoch die mitgelieferte PiNEDRIVE M.2-SSD mit 256 GB von PiNEBOARDS.
Zudem möchte ich erwähnen, dass ich nicht den offiziellen Kühlkörper der Raspberry Pi Foundation verwende, sondern eine Alternative, den Armor Lite V5. Hierbei musste ich etwas längere Sechskant-Abstandshalter einsetzen, da mein Lüfter etwa 2 mm höher ist und das PiNEBOARDS HatDrive! NANO sonst direkt auf dem Kühlkörper aufliegen und einen Kurzschluss verursachen könnte. Ein offizielles Raspberry Pi Gehäuse für den Raspberry Pi 5 besitze ich nicht, habe mir jedoch die Maße in der Dokumentation angesehen und bin optimistisch, dass alles in das Gehäuse passt.
Lieferumfang
Bestellst du ein PiNEBOARDS HatDrive!, erhältst du neben dem HAT:
- Ein spezielles PCI-Flachbandkabel
- Zwei Sechskant-Abstandshalter
- Einen M.2-Abstandshalter
- Zwei große M2.5-Schrauben
- Fünf kleine M2.5-Schrauben, eine davon für den M.2-Abstandshalter (dazu später mehr)
Alle Teile passen in einen kleinen Brief oder ein Paket, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Positiv ist, dass außer dem Flachbandkabel keine speziellen Bauteile verwendet werden, die bequem bei Berrybase oder anderen Herstellern nachbestellt werden können. Mittlerweile, Stand Juli 2024, können auch die Flachbandkabel einzeln nachbestellt werden.
Abbildung 1: Der komplette Inhalt einer PiNEBOARDS HatDrive! NANO Bestellung
Nicht im Lieferumfang enthalten, aber unbedingt erforderlich, ist eine passende M.2-SSD im bereits erwähnten Formfaktor 2230 oder 2242. Wichtig ist, dass es sich um eine M-Key-Karte handelt, was in der Regel in der Produktbeschreibung der M.2-SSD vermerkt ist.
Erster Eindruck, Unterschiede und Gemeinsamkeiten
Verarbeitung und Größe
Direkt nach dem Auspacken des PiNEBOARDS HatDrive! NANO habe ich die Verarbeitung und die einzelnen Komponenten genauer betrachtet. Oft sieht man bei Drittanbietern, dass sie nachlässig produzieren (lassen), um den Verkaufspreis niedrig zu halten und den Gewinn zu maximieren. Bei meiner ersten Begutachtung muss ich jedoch sagen, dass die Platine ordentlich verarbeitet ist: Die Leiterbahnen sind sauber, die Lötpunkte und verwendeten Komponenten wirken hochwertig und das aufgedruckte Layout ist klar und nicht verschwommen. Es fühlt sich insgesamt wie ein professionelles Bauteil an.
Interessant sind jedoch die kleinen Unterschiede und Gemeinsamkeiten zum Raspberry Pi M.2 HAT+. Zunächst fällt der Größenunterschied ins Auge, wie in Abbildung 2 zu sehen ist. Mit der eingebauten M.2-SSD wirkt das PiNEBOARDS HatDrive! NANO im direkten Vergleich mit dem Raspberry Pi M.2 HAT+ winzig. Das liegt unter anderem daran, dass die GPIO-Pins nicht verwendet werden und das Komponentenlayout sehr kompakt gehalten ist.
Abbildung 2: Größenvergleich mit dem Raspberry Pi M.2 HAT+
Das PiNEBOARDS HatDrive! NANO benötigt dadurch nur zwei Verschraubungspunkte statt vier. Das kann sowohl Vor- als auch Nachteil sein, denn nicht sauber verarbeitete Sechskant-Abstandshalter könnten dazu führen, dass der aktive Lüfter berührt wird.
M.2-SSD Sicherung
Ein weiteres „Problem“ könnte die Sicherung der M.2-SSD darstellen, wie in Abbildung 3 gezeigt.
Abbildung 3: M.2-Verschraubung links: PiNEBOARDS, rechts: Raspberry Pi M.2 HAT+
Zwar wechselt man die M.2-SSD nicht täglich, aber im Bild sieht man deutlich, dass beim PiNEBOARDS HatDrive! NANO (links im Bild) die Sicherung auf der Unterseite der Platine verschraubt werden muss. Beim Raspberry Pi M.2 Hat+ (rechts im Bild) hingegen sind Muttern in die Platine eingelassen, was einen schnellen Tausch ohne Ausbau des gesamten HATs ermöglicht. Lediglich die Schraube zur Sicherung muss beim Raspberry Pi M.2 Hat+ in die Platine geschraubt werden. Angesichts des Preisunterschieds der beiden HATs ist dies jedoch zu verkraften. Nicht zuletzt, weil PiNEBOARDS möglicherweise eine neue Version des HATs herausbringen könnte, um dieses „Problem“ zu lösen.
(Update 15. Aug. 2024)
Kaum hat Berrybase den Artikel veröffentlicht und auch PiNEBOARDS zur Verfügung gestellt, haben wir heute die Nachricht erhalten, dass PiNEBOARDS schon eine neue Version vom PiNEBOARDS HatDrive! NANO hat. Der Punkt mit der Befestigungsschraube scheint nicht nur von mir als kleiner Mängel gemeldet worden zu sein, weswegen das Design soweit angepasst wurde, dass die Muttern nun in die Platine eingelötet werden. Die Befestigungsschraube wird nun auch ähnlich dem Design vom offiziellen Raspberry Pi Hat M.2 HAT entsprechen. Damit übernimmt PiNEBOARDS direkt das Konzept vom Raspberry Pi Original und erlaubt somit einen schnelleren und komfortableren Aus- und Einbau der M.2 – SSD. Ein aktuellen Termin zu dem Release haben wir an der Stelle noch nicht von PiBOARDS erhalten.
Flachbandstecker und Einbaurichtung
Ein Punkt, der mich wirklich begeistert hat, ist der Flachbandstecker des PiNEBOARDS HatDrive! NANO, siehe Abbildung 4.
Abbildung 4: M.2-Flachbandkabelstecker
Dieser wird nicht, wie beim Raspberry Pi M.2 HAT+, mit dem Finger oder einem kleinen Schraubendreher herausgezogen und mit eingestecktem Flachbandkabel wieder hineingeschoben, sondern er wird auf- und zugeklappt. Anfangs war das für mich, da ich keine Anleitung gelesen hatte, etwas verwirrend und hätte beinahe dazu geführt, dass ich den Stecker beschädigt hätte. Doch bei meinen Tests und dem schnellen Ein- und Umbau der M.2-SSD und auch der Platine war ich restlos begeistert. Das Einklemmen des Flachbandkabels ist deutlich einfacher als beim Raspberry Pi M.2 HAT+.
An dieser Stelle sei jedoch erwähnt, dass das Flachbandkabel des original Raspberry Pi M.2 HAT+ nicht verwendet werden kann, sondern ein angepasstes Flachbandkabel von PiNEBOARDS benötigt wird. Zudem muss man wissen, dass es eine Einbaurichtung für das Flachbandkabel gibt, siehe Abbildung 5, rote Markierung.
Abbildung 5: Einbaumarkierung für das Flachbandkabel
Anfangs sind mir die Dreiecksmarkierungen am Flachbandkabel und am HAT nicht wirklich aufgefallen, was dazu führte, dass der Raspberry Pi 5 beim Booten von der M.2-SSD ein hängendes Bild zeigte. Auch auf der Website von PiNEBOARDS konnte ich keine Anleitung zu diesem Modul finden, jedoch bei der größeren Version des HATs einen entsprechenden Hinweis. Erst danach fielen mir die Markierungen auf und das Bootproblem war behoben. Hier wäre ein kleiner Flyer mit Hinweis oder einem kleinen Bild hilfreich gewesen.
Kompatibilität und Lüfterdesign
Insgesamt hat das PiNEBOARDS HatDrive! NANO seinen Dienst und die Tests gut überstanden, und alle Funktionen, z.B. die LEDs für ACT und PWR, funktionierten wie beim Vorbild des Raspberry Pi M.2 HAT+. Ich hatte nicht das Gefühl, dass die elektronischen Komponenten und das kompakte Layout die Arbeit und Tests mit dem Raspberry Pi in irgendeiner Weise beeinträchtigt hätten.
Zuletzt muss ich noch einmal auf die Größe des PiNEBOARDS HatDrive! NANO eingehen. Gerade wenn man den Standardlüfter oder einen passenden Drittherstellerlüfter verwendet, kann man einen kleinen weiteren Vorteil erkennen, siehe Abbildung 6.
Abbildung 6: Freier Lüfter dank kleinem Design
Soweit ich mich an meinen aktiven Lüfter erinnere, sitzt dieser ungefähr an der gleichen Stelle wie der des offiziellen Raspberry Pi Kühlkörpers. Zwar schreibt die Raspberry Pi Foundation immer wieder, dass im normalen Betrieb kein Lüfter erforderlich ist, dennoch empfehlen sie einen, um den Raspberry Pi 5 langfristig zu betreiben. Durch die schmale Bauform des PiNEBOARDS HatDrive! NANO hat der Lüfter etwas Platz, um kühle Luft anzusaugen. Bei den großen HATs besteht die Gefahr, dass sich die Wärme am Kühlkörper staut und somit keine optimale Wärmeabfuhr gewährleistet ist. Bevor die Frage aufkommt: Nein, ich habe dazu keinen Test gemacht und auch keine Messdaten im Internet gefunden, aber rein aus logischer Überlegung und dem Prinzip des Kühlkörpers sehe ich hier einen weiteren Pluspunkt für das PiNEBOARDS HatDrive! NANO.
Benchmark
Die Arbeit mit einem neuen Modul ist immer etwas schwierig, da der subjektive Eindruck schnell zu der Behauptung verleiten kann, dass Produkt A oder B besser ist. Hilfreich sind hier kleine Tools wie das freie Benchmark-Tool “Fast Raspberry Pi 4 Storage Benchmarks”.
Der Name mag im ersten Moment irritieren, aber mit dem Tool kann man weitaus mehr als nur Speichertests für den Raspberry Pi 4 durchführen. Im Gegenteil, das Tool funktioniert auf jedem Linux-basierten Betriebssystem und bedarf in der Regel nur eines Befehls zur Ausführung, siehe Code 1.
Code 1: Benchmark ausführen
sudo curl https://raw.githubusercontent.com/TheRemote/PiBenchmarks/master/Storage.sh | sudo bashDanach durchläuft das Tool einige Benchmark-Tests und errechnet einen Score, den ich bei den Tests jedoch vergessen habe zu kopieren. Bevor jedoch das Ergebnis angezeigt wird, möchte das Tool noch zwei Eingaben von euch, wobei ein einfaches „Enter“ an dieser Stelle reicht. Dies soll später dazu dienen, einen Vergleich auf einer Homepage hochzuladen.
Schaut man sich nun den Benchmark genauer an, siehe Tabelle 1, so sind die Unterschiede zwischen dem Raspberry Pi M.2 HAT+ und dem PiNEBOARDS HatDrive! NANO nicht wirklich signifikant.
Tabelle 1: Benchmark-Vergleich zwischen den HATs
| Category | Test | Result | Unit | Raspberry Pi M.2 HAT+ | PiNEBOARDS HatDrive! NANO |
|---|---|---|---|---|---|
| HDParm | Disk-Read | 804.60 | MB/sec | 804.60 | 812.34 |
| HDParm | Cached-Disk-Read | 755.04 | MB/sec | 755.04 | 735.42 |
| DD | Disk-Write | 407 | MB/sec | 407 | 430 |
| FIO | 4k-random-read | 88275 | IOPS | 88275 | 88275 |
| FIO | 4k-random-write | 89043 | IOPS | 89043 | 83252 |
| IOZone | 4k-read | 293773 | KB/sec | 293773 | 296103 |
| IOZone | 4k-write | 161410 | KB/sec | 161410 | 169502 |
| IOZone | 4k-random-read | 44135 | KB/sec | 44135 | 44160 |
| IOZone | 4k-random-write | 181762 | KB/sec | 181762 | 203537 |
Vielmehr finde ich interessant, dass das PiNEBOARDS HatDrive! NANO bei einigen Tests besser abschnitt als das Raspberry Pi M.2 HAT+. Soweit ich mich erinnere, war auch der Gesamtscore der Tests nicht weit auseinander. Die beiden HATs nehmen sich also nicht viel.
Zusammenfassung
Ich habe das PiNEBOARDS HatDrive! NANO nun ein paar Tage getestet und immer wieder mit dem offiziellen Raspberry Pi M.2 HAT+ verglichen. Ich muss zugeben, ich konnte bei der Arbeit keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden HATs feststellen. Die tägliche Arbeit mit dem Raspberry Pi 5 und dem PiNEBOARDS HatDrive! NANO verlief stets reibungslos. Egal ob ich Updates durchführte, neue Programme installierte oder sogar Programmcode kompilierte – ein merklicher Unterschied war nicht spürbar. Teilweise wusste ich nicht einmal mehr, welches HAT gerade verbaut war, was dafür spricht, wie gut das PiNEBOARDS HatDrive! NANO umgesetzt wurde.
Zuletzt möchte ich auf die Größe des PiNEBOARDS HatDrive! NANO eingehen. Gerade wenn man mit dem Standardlüfter oder einem passenden Drittherstellerlüfter arbeitet, kann man einen kleinen weiteren Vorteil erkennen. Durch die schmale Bauform des PiNEBOARDS HatDrive! NANO hat der Lüfter mehr Platz, um kühle Luft anzusaugen, was die Kühlleistung verbessern könnte. Dies ist jedoch eine subjektive Beobachtung und sollte nicht als definitiver Vorteil betrachtet werden.
Fazit
Nach etwa einer Woche im Einsatz und einem längeren Vergleich mit dem Raspberry Pi M.2 HAT+ kann ich sagen, dass das PiNEBOARDS HatDrive! NANO eine sehr gute Alternative darstellt. Mit einem Preis von knapp 11 Euro bietet es ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Der freie Zugang zu den GPIOs und die Kompatibilität mit dem offiziellen Raspberry Pi Gehäuse sind große Pluspunkte. Bei dem Raspberry Pi M.2 HAT+ besteht oft das Problem, ein passendes Gehäuse zu finden, weswegen häufig offene Gehäuse verwendet werden. Beide HATs passen über meinen alternativen Lüfter, wobei ich das subjektive Gefühl hatte, dass die Kühlleistung mit dem PiNEBOARDS HatDrive! NANO unter Last etwas besser war. Das liegt wahrscheinlich auch an der kompakten Größe, die dem Lüfter mehr Freiraum lässt.
Es gibt ein paar Punkte, die man als Kritik anführen könnte, aber das wäre Jammern auf hohem Niveau. Eine neue Version des HATs könnte diese kleineren Probleme sicherlich beheben. Alles in allem würde ich persönlich das PiNEBOARDS HatDrive! NANO dem Raspberry Pi M.2 HAT+ vorziehen. Dies ist jedoch eine persönliche Meinung und keine direkte Kaufempfehlung. Am Ende muss jeder selbst entscheiden, welches Produkt für seine Bedürfnisse am besten geeignet ist, wobei das PiNEBOARDS HatDrive! NANO definitiv einen Blick wert ist.
(Update 15. Aug. 2024)
Das grundlegende Fazit hat sich, da keine Funktion verändert wurde, nicht stark geändert. Positiv finde ich aber, dass PiNEBOARDS auf einen Kritikpunkt reagiert und an einer neue Revision vom PiNEBOARDS HatDrive! NANO arbeitet. Damit zeigt PiBOARDS in meinen Augen, dass ihnen Feedback der Kunden wichtig und man stetig an der Produktverbesserung interessiert ist. Zwar habe ich noch die aktuell „alte“ Version, aber ich sehe an der Stelle kein Problem, sich nicht doch das PiNEBOARDS HatDrive! NANO als Alternative anzusehen.
