Comment démarrer un Raspberry Pi 4 à partir d’une clé USB ?

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Par défaut, votre Raspberry Pi démarre à partir de la carte SD qui contient le système d’exploitation. Nous allons vous montrer comment vous pouvez vous passer de la carte microSD et démarrer votre Raspberry Pi 4 à partir d’une clé USB, directement depuis un disque SSD externe.

Pourquoi vous devriez abandonner le stockage microSD

Bien que la solution de stockage microSD soit adéquate pour la plupart des petits projets et des applications IoT simples, elle n’est pas optimale lorsque le Raspberry Pi 4 est utilisé comme un ordinateur à part entière. Outre la différence de vitesse évidente entre un SSD et une carte microSD, cette dernière apparaît rapidement comme le maillon faible dans les applications nécessitant des écritures fréquentes dans le système de fichiers.

Bien que la carte SD et le SSD utilisent tous deux la mémoire flash NAND, ils ne sont pas identiques. Les cellules flash NAND d’une carte microSD ne peuvent être écrasées qu’un nombre limité de fois, et les écritures fréquentes dans le système de fichiers épuiseront le stockage microSD très rapidement.

Un SSD moderne, en revanche, utilise un processeur embarqué sophistiqué pour exécuter des routines de nivellement automatique de l’usure. Cela permet d’éviter une usure inégale des modules flash NAND. Les SSD disposent également d’un plus grand nombre de ces modules flash pour répartir les écritures de manière éparse. Ils sont donc plus à même de résister à l’usure des écritures fréquentes sur le disque que les supports microSD.

Le démarrage à partir d’un SSD n’est pas simple

Comme le Pi 4 n’est pas équipé d’un connecteur SATA ou m.2 intégré, le port USB 3.0 est le seul moyen de connecter un SSD 2,5 pouces ou m.2. Le démarrage du Pi 4 par USB nécessite également la mise à jour du firmware. Il est risqué de manipuler l’EEPROM de l’appareil, aussi assurez-vous que votre Pi 4 ne perde pas brusquement son alimentation pendant le processus.

En outre, les adaptateurs USB 3.0 vers SATA/m.2 ne sont pas tous compatibles avec le Pi 4 à ce stade. La fondation Raspberry Pi s’efforce de faire en sorte que le démarrage par USB fonctionne de manière fiable avec tous les boîtiers SSD USB à SATA, mais on ne sait pas quand cette fonctionnalité sera intégrée dans une future version officielle de Raspberry Pi OS. D’ici là, le démarrage fiable via un SSD est une question de trouver le bon boîtier USB externe. Mais même si votre combinaison de SSD et de boîtier USB ne fonctionne pas, le démarrage par le biais d’une clé USB 3.0 rapide et compacte, telle que la Samsung Fit, est toujours préférable à une carte microSD plus lente.

Pour commencer

Avant d’acheter un nouveau boîtier SSD de 2,5 pouces, assurez-vous qu’il prend en charge le protocole UASP (USB Attached SCSI Protocol). Ce nouveau protocole utilise un jeu de commandes SCSI plus rapide et exploite les merveilles de la communication parallèle grâce à la mise en file d’attente des commandes natives pour améliorer considérablement les vitesses de transfert.

Voici ce dont vous avez besoin pour ce projet :
Raspberry Pi 4
Une carte microSD existante avec le système d’exploitation Raspberry Pi installé.
SSD avec un boîtier USB 3.0. Vous avez également besoin d’un boîtier pour clé USB de 2,5 pouces.
Une connectivité Internet pour les mises à jour du firmware et du système

Comment démarrer le Raspberry Pi 4 à partir d’une clé USB ?

  1. Démarrez votre Pi à partir de la carte microSD.
  2. En arrivant sur le bureau, ouvrez le terminal et tapez les commandes suivantes pour mettre à jour la distribution.

sudo apt update
sudo apt full-upgrade

  1. Une fois le système d’exploitation mis à jour, le système doit être préparé à recevoir la dernière mise à jour du firmware stable. Cela nécessite de modifier un fichier de configuration système spécifique.

sudo nano /etc/default/rpi-eeprom-update

  1. La valeur par défaut du paramètre FIRMWARE_RELEASE_STATUS est « critical », qui doit être changé en « stable » afin d’installer le dernier firmware. Appuyez sur Ctrl + O pour valider les modifications apportées au fichier, puis sur Ctrl + X pour quitter.
  2. Mettez à jour le firmware avec la commande suivante pour activer le nouveau chargeur de démarrage.

sudo rpi-eeprom-update -d -a

  1. Une fois la mise à jour terminée avec succès, redémarrez votre Raspberry Pi 4.
  2. Vérifiez si la mise à jour a réussi en tapant la commande suivante dans le terminal.

vcgencmd bootloader_version

La dernière mise à jour du firmware s’affiche. Il doit s’agir de la version du 15 juin 2020 ou d’une version ultérieure pour que la fonction de démarrage USB fonctionne correctement. La dernière version stable du chargeur de démarrage au moment où nous écrivons ces lignes est le 16 juillet 2020.

  1. Ensuite, clonez votre carte microSD sur le SSD que vous avez l’intention d’utiliser comme nouveau périphérique de démarrage. La meilleure façon de le faire est d’utiliser l’application « SD Card Copier » qui se trouve dans la section Accessoires de l’interface graphique du Raspberry Pi OS.
  2. Arrêtez le Raspberry Pi 4, retirez la carte microSD et connectez le lecteur de démarrage USB.
  3. Remettez le Pi 4 sous tension et attendez patiemment que le système d’exploitation démarre à partir du lecteur USB. Si vous voyez l’écran ci-dessous, félicitations, car vous avez réussi à démarrer votre Raspberry Pi 4 à partir d’un support de stockage rapide connecté via le port USB.

Comment configurer le boot USB sur Raspberry Pi 4 ?

Pour configurer le Raspberry Pi 4 pour démarrer à partir d’un périphérique USB, vous devez effectuer les étapes suivantes :

  1. Connectez une clé USB ou un disque dur externe à votre Raspberry Pi 4.
  2. Ouvrez le terminal et exécutez la commande « lsblk » pour afficher les disques connectés. Notez le nom de périphérique du disque que vous souhaitez utiliser pour démarrer le Raspberry Pi. Par exemple, le périphérique peut être « sda » ou « sdb ».
  3. Assurez-vous que le firmware de votre Raspberry Pi 4 est à jour en exécutant la commande « sudo apt-get update » et « sudo apt-get upgrade ».
  4. Ouvrez le fichier « cmdline.txt » en exécutant la commande « sudo nano /boot/cmdline.txt ».
  5. Supprimez le texte « root=/dev/mmcblk0p2 » et remplacez-le par « root=/dev/sdX2 », où « sdX » est le nom du périphérique de disque que vous avez noté précédemment.
  6. Enregistrez les modifications et fermez le fichier.
  7. Ouvrez le fichier « config.txt » en exécutant la commande « sudo nano /boot/config.txt ».
  8. Ajoutez la ligne « program_usb_boot_mode=1 » en bas du fichier.
  9. Enregistrez les modifications et fermez le fichier.
  10. Redémarrez votre Raspberry Pi 4 en exécutant la commande « sudo reboot ».
  11. Appuyez sur la touche DEL pendant le démarrage pour accéder au BIOS du Raspberry Pi.
  12. Dans le BIOS, sélectionnez « Boot Options » et activez « USB Boot ».
  13. Enregistrez les modifications et redémarrez votre Raspberry Pi 4.

Votre Raspberry Pi 4 démarrera désormais à partir du périphérique USB que vous avez connecté.

Comment démarrer un Raspberry Pi 4 ?

Pour démarrer un Raspberry Pi 4, vous aurez besoin de quelques éléments :

  1. Un Raspberry Pi 4.
  2. Une carte microSD contenant un système d’exploitation compatible.
  3. Un câble d’alimentation USB-C.
  4. Un clavier, une souris et un écran HDMI (optionnels).

Voici les étapes pour démarrer un Raspberry Pi 4 :

  1. Insérez la carte microSD dans le slot prévu à cet effet sur le Raspberry Pi 4.
  2. Branchez le câble d’alimentation USB-C dans le port d’alimentation du Raspberry Pi 4.
  3. Si vous utilisez un écran, connectez un câble HDMI entre l’écran et le port HDMI du Raspberry Pi 4.
  4. Allumez votre écran et connectez une souris et un clavier à votre Raspberry Pi 4.
  5. Une fois que tout est connecté, branchez le câble d’alimentation USB-C dans une prise électrique.
  6. Votre Raspberry Pi 4 devrait maintenant s’allumer et afficher une image sur votre écran si vous en avez connecté un.
  7. Si c’est la première fois que vous utilisez votre Raspberry Pi 4, vous devrez installer un système d’exploitation compatible. Vous pouvez télécharger une image de système d’exploitation compatible sur le site Web du Raspberry Pi Foundation.
  8. Une fois que vous avez téléchargé l’image du système d’exploitation, vous devrez l’installer sur votre carte microSD à l’aide d’un logiciel de gravure d’image, tel que Etcher.
  9. Insérez la carte microSD contenant le système d’exploitation dans le Raspberry Pi 4.
  10. Allumez votre Raspberry Pi 4 en suivant les étapes précédentes.
  11. Votre Raspberry Pi 4 démarrera maintenant sur le système d’exploitation installé sur la carte microSD.

Comment Boot un Raspberry Pi ?

Le Raspberry Pi peut démarrer à partir d’une carte microSD, d’un disque dur externe, d’une clé USB ou d’un réseau. Voici les étapes générales pour démarrer un Raspberry Pi :

  1. Connectez le périphérique de démarrage (carte microSD, disque dur externe, clé USB) au Raspberry Pi.
  2. Connectez l’alimentation et l’écran au Raspberry Pi.
  3. Allumez l’alimentation pour démarrer le Raspberry Pi.
  4. Le Raspberry Pi affichera un écran de démarrage avec une série de messages. Ces messages indiquent que le Raspberry Pi est en train de démarrer et que le système d’exploitation est en cours de chargement.
  5. Après le chargement du système d’exploitation, le Raspberry Pi affichera l’interface utilisateur (si un écran est connecté) ou sera accessible via SSH ou un autre protocole de connexion à distance.
  6. Si vous devez changer l’ordre de démarrage pour qu’il démarre à partir d’un autre périphérique de démarrage, vous devez accéder au BIOS du Raspberry Pi. Pour ce faire, appuyez sur la touche DEL pendant le démarrage. Le BIOS vous permettra de modifier l’ordre de démarrage et de choisir le périphérique de démarrage approprié.
  7. Pour démarrer à partir d’un réseau, vous devez configurer le Raspberry Pi pour qu’il démarre via le réseau et configurer le serveur de démarrage pour qu’il fournisse les fichiers nécessaires pour le démarrage. Cette méthode est plus avancée et nécessite des connaissances supplémentaires.

Il est important de noter que les étapes exactes pour démarrer un Raspberry Pi peuvent varier en fonction du système d’exploitation et des périphériques de démarrage utilisés. Assurez-vous de lire attentivement les instructions fournies avec le système d’exploitation et le périphérique de démarrage que vous utilisez pour démarrer votre Raspberry Pi.

Quelle clé USB pour Raspberry ?

Il n’y a pas de clé USB spécifique recommandée pour une utilisation avec un Raspberry Pi car cela dépend des besoins de l’utilisateur. Cependant, il est important de choisir une clé USB qui convient à votre projet et qui répond à vos besoins de stockage de données.

Voici quelques facteurs à prendre en compte lors du choix d’une clé USB pour un Raspberry Pi :

  1. Capacité de stockage : La capacité de stockage dont vous avez besoin dépendra de l’utilisation prévue pour votre Raspberry Pi. Si vous avez besoin de stocker beaucoup de données, vous pouvez opter pour une clé USB de grande capacité, par exemple de 64 Go ou plus.
  2. Vitesse de lecture / écriture : Si vous avez besoin d’une clé USB qui offre une haute vitesse de lecture et d’écriture, choisissez une clé USB avec une vitesse de transfert élevée.
  3. Interface : Il est recommandé d’utiliser une clé USB compatible avec l’interface USB 3.0 ou USB 3.1 pour obtenir les meilleures performances.
  4. Robustesse : Si vous avez besoin d’une clé USB résistante aux chocs, à l’eau ou à la poussière, vous pouvez opter pour une clé USB spécialement conçue pour une utilisation en extérieur ou dans des environnements difficiles.
  5. Marque : Les clés USB de marques réputées offrent généralement une meilleure qualité et une meilleure fiabilité que les marques moins connues.

Il est important de noter que pour une utilisation optimale avec un Raspberry Pi, la clé USB doit être formatée dans un système de fichiers compatible avec le Raspberry Pi, tel que le système de fichiers FAT32.

Conclusion

Le Raspberry Pi 4 peut être un appareil puissant si vous parvenez à libérer son potentiel. En passant au SSD, vous pouvez facilement obtenir une augmentation des performances et l’utiliser pour des opérations plus intensives, comme l’exécution d’un serveur Web ou d’un serveur Minecraft.

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