Raspberry Pi에서 NVMe SSD를 사용하는 방법(단계별 가이드)
NVMe SSD는 크기가 작을 뿐만 아니라 일반 SSD보다 빠르기 때문에 놀랍습니다. 하지만 어떤 Pi 모델이 NVMe 드라이브를 지원하는지, 어떻게 연결하는지는 쉽게 알 수 없습니다. 이 글에서는 NVMe SSD의 작동 원리와 설치 및 실행 방법을 알려드리겠습니다.
NVMe SSD는 특수 케이스, M.2 HAT, 확장 보드 또는 USB 인클로저를 사용하여 Raspberry Pi 5 및 Pi 4에 설치할 수 있습니다. NVMe를 사용하려면 Pi의 부팅 구성 및 부팅 순서를 수정해야 합니다.
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Raspberry Pi를 최대한 활용하기 위한 기술적인 세부 사항을 살펴보기 전에 몇 가지 알아두어야 할 사항부터 살펴보겠습니다.
목차
- Raspberry Pi에서 NVMe SSD를 사용해야 하는 이유는 무엇일까요?
- Raspberry Pi에 NVMe 드라이브를 연결하는 방법은 무엇일까요?
- Raspberry Pi에서 NVMe 드라이브로 부팅하는 방법은 무엇일까요?
- FAQ
Raspberry Pi에서 NVMe SSD를 사용해야 하는 이유는 무엇인가요?
Raspberry Pi에서 NVMe SSD를 사용하면 SD 카드나 외장 하드 드라이브와 같은 기존 저장 장치보다 저장 성능이 크게 향상되고, 읽기/쓰기 속도가 빨라지며, 지연 시간이 단축됩니다.
저는 예전에 컴퓨터에 크고 두꺼운 하드 디스크(HDD)를 사용하던 시절을 기억합니다. CPU와 GPU가 아무리 빠르게 발전해도 운영 체제는 여전히 느려졌고, 게임 로딩은 끝이 없었습니다.
솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 등장으로 모든 것이 바뀌었고, 저는 SSD의 속도와 조용한 작동에 푹 빠져 있습니다. 저는 Plex를 이용한 NAS 설정을 제외하고는 SSD만 사용합니다. 그리고 삶이 더 이상 좋아질 수 없다고 생각했을 때 NVMe SSD가 등장했습니다.
NVMe(Non-Volatile Memory Express) 드라이브는 NAND 플래시 칩을 사용하기 때문에 여전히 SSD로 간주됩니다. 하지만 NVMe SSD는 RAM 스틱처럼 얇고 점점 더 작은 패키지로 출시되고 있습니다.
일반적인 저장 장치 유형과 그 물리적 크기를 비교한 내용은 다음과 같습니다.
| Storage Type | Dimensions |
| HDD (3.5″) | 146 mm x 102 mm x 20 mm |
| SSD (2.5″) | 100 mm x 70 mm x 7 mm |
| NVME SSD | 22 mm x 80 mm x 2.5 mm — (M.2 2280) 22 mm x 60 mm x 2.5 mm — (M.2 2260) 22 mm x 42 mm x 2.5 mm — (M.2 2242) 22 mm x 30 mm x 2.5 mm — (M.2 2230) |
| Micro SD Card | 15 mm x 11 mm x 1 mm |
보시다시피 NVMe SSD는 기존 2.5인치 SSD보다 훨씬 작습니다.
폼 팩터 이름이 좀 이상하다고 생각합니다. 예를 들어 M.2 2280은 단순히 드라이브 크기(22 x 80)를 나타냅니다. 이 숫자가 성능 사양을 나타낸다고 생각하면 혼란스러울 수 있지만, 실제로는 그렇지 않습니다.
M.2 2230 폼 팩터에 매우 감명받았습니다. 이 드라이브는 일반 SD 카드 크기의 정사각형에 2 테라바이트의 데이터를 저장할 수 있습니다. 이렇게 콤팩트한 디자인은 라즈베리 파이의 놀라운 활용 사례에 매우 적합합니다.
물론 NVMe 드라이브의 중요성은 그 모양 그 이상입니다. NVMe는 마더보드의 M.2 헤더에 연결되어 마더보드의 고속 PCI Express 레인에 직접 액세스할 수 있도록 합니다(PCIe는 강력한 GPU에 필요한 고속 연결과 동일합니다).
다양한 드라이브 기술에 대한 일반적인 순차 읽기/쓰기 속도를 비교한 결과는 다음과 같습니다.
| Storage Type | Interface | Read/Write Speed |
| Micro SD Card | SD card reader | 80 MB/s – 200 MB/s |
| SSD (2.5″) | SATA III | 400 MB/s – 550 MB/s |
| NVMe SSD (PCIe 3.0) | M.2 | 1,500 MB/s – 3,500 MB/s |
| NVMe SSD (PCIe 4.0) | M.2 | 2,000 MB/s – 6,500 MB/s |
| NVMe SSD (PCIe 5.0) | M.2 | 7,000 MB/s – 12,000 MB/s |
위의 추정치는 데스크톱 PC에서 얻을 수 있는 속도이며, 최대 속도에 도달할 수 없는 Raspberry Pi의 실제 속도는 아닙니다. 하지만 상대적인 성능을 명확하게 보여주는 그림이라고 생각합니다.
NVMe SSD는 이제 소매 소비자가 구매할 수 있는 가장 빠른 저장 장치입니다. 새로운 표준이 된 뛰어난 기술입니다.
NVMe 드라이브를 Raspberry Pi에 연결하는 방법
안타깝게도 NVMe SSD는 Raspberry Pi에 직접 연결할 수 없습니다. 추가 하드웨어가 필요합니다.
고객님께 가장 적합한 옵션을 선택하실 수 있도록 다양한 옵션을 검토해 드리겠습니다.
NVMe 지원 라즈베리 파이 케이스
NVMe를 연결하는 가장 쉬운 방법은 NVMe 지원 라즈베리 파이 케이스를 사용하는 것입니다. 데스크톱 PC를 조립할 때처럼 NVMe 드라이브를 슬롯에 장착할 수 있습니다.
NVMe 지원이 내장된 인기 케이스는 다음과 같습니다.
- SunFounder Pironman 5 라즈베리 파이 5 케이스
- Argon ONE M.2 NVMe PCIE 라즈베리 파이 5 케이스
이 케이스들은 NVMe 드라이브용 방열판을 제공한다는 점이 마음에 듭니다. 과열되기 쉬운 NVMe 드라이브를 효과적으로 지원하기 때문입니다. 제조사에서 호환되는 NVMe 드라이브 목록을 제공하므로, 제가 선택한 제품이 제대로 작동하는지 쉽게 확인할 수 있습니다.
참고: Raspberry Pi의 전체 백업을 유지하려면 다음과 같이 하세요.
읽기/쓰기 속도: 500MB/s ~ 800MB/s
지원 모델: Raspberry Pi 5
일부 케이스는 Raspberry Pi 4용 M.2 SATA 드라이브를 지원하지만 M.2 NVMe 드라이브는 지원하지 않습니다.
NVMe를 지원하는 M.2 HAT 또는 확장 보드
Pi에 전체 케이스를 사용할 수 없거나 사용할 수 없는 경우, NVMe를 연결하는 차선책은 HAT 또는 확장 보드를 추가하는 것입니다. 이러한 주변 장치는 샌드위치처럼 Pi 위에 쌓아서 NVMe 드라이브를 고정합니다.
제가 추천하는 몇 가지 제품은 다음과 같습니다.
- Raspberry Pi 5용 공식 Raspberry Pi M.2 HAT+
- Raspberry Pi 5용 Geekworm M.2 NVMe 확장 보드
- Raspberry Pi 4용 Argon ONE M.2 NVMe 확장 보드
참고: 구매하기 전에 NVMe가 호환되는지 확인하세요. NVMe 드라이브는 이전 섹션에서 다룬 다양한 물리적 폼 팩터로 제공됩니다.
읽기/쓰기 속도: 400MB/s ~ 800MB/s
또한: 화면이 없나요? 문제없습니다! 화면이 없는 라즈베리파이를 설정하는 방법은 다음과 같습니다.
라즈베리파이 5 옵션은 PCIe 헤더에 직접 연결되므로 위 속도 추정치의 최고 속도에 가깝습니다. 라즈베리파이 4 확장 보드는 USB를 통해 연결되므로 속도 범위가 낮습니다(NVMe 드라이브가 UASP를 지원하는 경우 속도가 약간 더 빨라질 수 있습니다).
지원 모델: 라즈베리파이 5 / 라즈베리파이 4
라즈베리파이 3B+ / 3B용 M.2 SATA 드라이브를 지원하는 확장 보드가 있지만, M.2 NVMe 드라이브는 지원하지 않습니다.
NVMe 드라이브용 USB 3.0 인클로저
저는 가끔 NVMe 드라이브를 여러 장치 간에 이동시켜 외장 드라이브로 사용할 수 있는 기능을 좋아합니다. 이럴 때 USB NVMe 인클로저를 사용하는 것이 가장 유연한 옵션이라고 생각합니다.
제가 추천하는 NVMe 드라이브용 USB 3.0+ 인클로저 몇 가지를 소개합니다.
플러그형 USB 3 Type-C NVME SSD 인클로저
M.2 PCIe NVMe용 Sabrent USB 3.2 Type-C 인클로저
읽기/쓰기 속도: 300MB/s ~ 500MB/s
이 속도를 얻으려면 라즈베리 파이에서 파란색으로 표시된 USB 3.0 포트에 인클로저를 연결해야 합니다.
또한: 명확한 GPIO 핀아웃 다이어그램이 필요하신가요? 제 GPIO 핀아웃 다이어그램은 다음과 같습니다.
USB 인터페이스가 PCIe만큼 빠르지 않기 때문에 위의 옵션만큼 빠른 속도는 나오지 않습니다. 하지만 기존 마이크로 SD 카드와 비교하면 여전히 엄청난 속도를 체감할 수 있습니다.
지원 모델: Raspberry Pi 5 / Pi 4 / Pi 400.
기술적으로, Pi 3와 같은 구형 모델도 NVMe 인클로저를 사용할 수 있습니다. 하지만 USB 2.0 포트는 드라이브의 성능을 크게 제한합니다.
Raspberry Pi에서 NVMe 드라이브로 부팅하는 방법?
Raspberry Pi에서 NVMe 드라이브로 부팅하려면 USB 부팅을 지원하도록 부트로더를 업데이트하고 USB 연결 드라이브에서 부팅하도록 Raspberry Pi를 구성해야 합니다.
이제 하드웨어를 연결했으니 새 NVMe를 사용할 준비가 되었습니다. 이 섹션에서는 단계별 안내를 제공합니다.
참고: 이 가이드는 작업 가능한 Raspberry Pi 시스템이 이미 실행 중이라고 가정합니다.
Raspberry Pi에서 NVMe 드라이브로 부팅하는 단계는 다음과 같습니다.
참고: Raspberry Pi에서 NVMe 드라이브를 인식하도록 PCIe를 활성화합니다.
NVMe SSD를 Pi에 연결합니다.
Pi의 "BIOS" 구성 파일을 편집합니다.
sudo nano /boot/firmware/config.txt
하단에 다음 줄을 추가합니다.
dtparam=nvme
참고: Pi 5를 사용하고 더 빠른 PCIe3 속도를 사용하도록 하려면 위 줄을 다음 줄로 바꿉니다. dtparam=pciex1_gen=3.
이 설정으로 인해 시스템이 불안정해지면 첫 번째 옵션으로 변경합니다.
재부팅:
sudo reboot now
NVMe 드라이브에 운영 체제 플래싱:
새로 시작하려면: Raspberry Pi Imager를 사용하여 Raspberry Pi OS 또는 다른 운영 체제를 NVMe 드라이브에 플래싱하세요.
이전 단계를 올바르게 수행했다면 드라이브가 "저장소" 아래에 옵션으로 표시됩니다.
추가 도움이 필요하면 여기에서 Imager에 대한 전체 가이드를 참조하세요. raspberry pi imager
기존 운영 체제를 유지하려면: SD Card Copier 도구를 사용하여 SD 카드를 NVMe 드라이브에 복제하세요.
추가 도움이 필요하면 여기에서 Pi 복제에 대한 전체 가이드를 참조하세요.
NVMe 드라이브를 우선적으로 사용하도록 Pi의 부팅 순서를 변경하세요.
명령줄에서 raspi-config를 불러오세요.
sudo raspi-config
고급 옵션 > 부팅 순서로 이동하세요.
NVMe/USB 부팅을 선택하세요. Enter 키를 눌러 저장하세요. 그런 다음 Finish 키를 누르세요.
raspi-config boot from USB
종료 후 SD 카드를 제거하세요.
sudo shutdown now
Pi를 다시 켜면 Raspberry Pi OS가 새 NVMe 드라이브에서 부팅될 것입니다. 좋습니다!
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FAQ
Raspberry Pi에 NVMe 업그레이드가 가치가 있을까요?
네, Raspberry Pi 5 또는 Pi 4를 사용하는 경우, 특히 SD 카드를 사용하는 경우 그렇습니다. 오래된 PC/노트북에서 HDD를 SSD로 교체하는 것처럼, Pi에 NVMe 드라이브를 추가하면 가장 큰 성능 향상을 직접 체감할 수 있습니다.
하지만 이미 Pi에서 일반 SSD를 사용하고 있다면 NVMe SSD의 성능 향상 효과는 그다지 눈에 띄지 않을 수 있습니다.
NVMe SSD가 PCIe Gen 3, 4 또는 5 중 어떤 것이 중요할까요?
아니요, PCIe3 이상을 지원하는 모든 NVMe는 Pi에서 비슷한 성능을 보입니다. 최신 PCIe 세대는 하위 호환되므로 PCIe Gen 5 드라이브를 사용하더라도 PCIe3만 지원하는 보드나 USB 인클로저에서도 작동합니다.
어느 쪽이든 NVMe 최대 속도에 도달하기 전에 Pi의 연결 대역폭에 의해 제한을 받게 됩니다. 비용이 비슷하다면 최신 드라이브를 선택하는 것이 좋습니다.
PCIe 호환성은 걱정할 필요가 없지만 드라이브의 물리적 크기는 고려해야 합니다. NVMe의 폼 팩터가 케이스/HAT/인클로저에 물리적으로 맞는지 확인하세요. 위 표를 참조하세요.
참고: Pi에 Windows 11을 설치하고 싶으신가요? 방법은 다음과 같습니다.
NVMe 드라이브의 마모에 대해 걱정해야 하나요?
아마도 그렇지 않을 것입니다. NVMe 드라이브의 쓰기 내구성은 마이크로 SD 카드보다 2배~10배 더 높기 때문입니다. 일반적인 사용 환경에서는 이러한 한계에 부딪힐 일이 거의 없을 것입니다. 그럼에도 불구하고 드라이브의 수명을 극대화하기 위해 Pi에 Log2Ram을 설치하는 것이 좋습니다.
위 튜토리얼은 다음 링크 자료를 참고했습니다. 즐 개발하세요.
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더욱 좋은 정보를 제공하겠습니다.~ ^^
