【比較表】microSD 20枚(＋USBメモリ/SSD)をベンチマークしてラズパイに最適なものを探してみた

このブログの読者なら承知のことと思いますが、Raspberry PiはそのメインストレージにmicroSDを使用します。
ところが、Raspberry PiでmicroSDのベンチマークを大規模に行った記事って意外と見当たらないんですよね。なので、やってみました。

SDカードのマークについて

SDカードには容量の他にいくつもマークが描かれています。このマークは規格を表すもので、だいたい4つか5つ書かれています。

1.カード規格
2.通信仕様
3.スピードクラス
4.UHSスピードクラス
5.ビデオスピードクラス

カード規格というのはmicroSDHCとかmicroSDXCとかのことです。SDHCは32GBまで、SDXCはexFATフォーマットに対応し、2TBまで対応します。
通信仕様とはUHS（Ultra-High Speed）のことで、UHS-I(最大104MB/s)、UHS-II(最大321MB/s)、UHS-III(最大624MB/s)の3つの規格があります。2018年にSD Expressが策定されましたが、現時点では一般的ではありません。
残る3つは最低限の速度を保証するもので、下の図のようになっています。

出展 https://www.sdcard.org/ja/developers-2/sd-standard-overview/speed-class

ベンチマークについて

ベンチマークはWindows機でのCrystalBenchMarkおよびRspberry Pi実機にてCrystalDiskMarkに設定を合わせたfioと、Raspberry Pi用のストレージベンチマークソフト「PiBenchmarks」で実施しています。

OSはUSBから起動し、microSDに余計なアクセスが発生しない状態で測定しています。

SDカード不要？ 「Raspberry Pi 4」をUSBブートさせる方法について

gadgetrip.jp

2021.05.19

Windows機ではカードリーダーとしてUHS-I対応のSanDisk MobileMate SDDR-B531を使用しています・

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CrystalDiskMarkについてはおなじみと思うので、ラズパイでのベンチマークについて設定を記載します。

fioの設定

fioとはLinux向けで定番のディスクI/Oベンチマーク測定ツールです。

fioの設定についてはCrystalDiskMark風にデータを取得する設定を作っている人がいますが、取得項目が旧バージョン使用だったので、現行バージョン(Ver8)に合わせて修正しました。

参考 LinuxでもCrystalDiskMarkぽいディスクベンチマークしたい

$ vi fio.txt

[global]
ioengine=libaio
iodepth=1
size=1g
direct=1
runtime=60
directory=${TARGET}
stonewall

[Seq1M-Read-Q8]
iodepth=8
bs=1m
rw=read

[Seq1M-Write-Q8]
iodepth=8
bs=1m
rw=write

[Seq1M-Read]
bs=1m
rw=read

[Seq1M-Write]
bs=1m
rw=write

[Rand-Read-4K-Q32]
iodepth=32
bs=4k
rw=randread

[Rand-Write-4K-Q32]
iodepth=32
bs=4k
rw=randwrite

[Rand-Read-4K]
bs=4k
rw=randread

[Rand-Write-4K]
bs=4k
rw=randwrite

実行コマンド

ターゲットの指定先はデバイス(/dev/sdx)ではなく、ディレクトリ(/media/pi/xxxx)となります。

$ TARGET=/media/pi/xxxx fio -f fio.txt --output-format=terse | awk -F ';' '{printf "%s: %s MB/s\n", $3, ($7+$48) / 1000}'

実行するとこんな感じで結果が表示されます。

Seq1M-Read-Q8: 40.452 MB/s
Seq1M-Write-Q8: 15.437 MB/s
Seq1M-Read: 42.581 MB/s
Seq1M-Write: 15.341 MB/s
Rand-Read-4K-Q32: 11.587 MB/s
Rand-Write-4K-Q32: 1.58 MB/s
Rand-Read-4K: 9.108 MB/s
Rand-Write-4K: 1.413 MB/s

PiBenchmarks

PiBenchmarksは複数のベンチマークアプリを組み合わせた、ラズパイ向けのI/Oベンチマーク測定スクリプトです。

PiBenchmarksはラズパイ特化なので特に設定もなく実行するだけで済みます。
中身を見るとシーケンシャルライト2割、4Kリード/ライトが1割、4Kランダムリード/ライト7割くらいの重みづけになっています。
まぁ、最大でも40MB/s前後で頭打ちなシーケンシャルアクセスを低めにするには方向性として正しいです。

$ wget https://raw.githubusercontent.com/TheRemote/PiBenchmarks/master/Storage.sh
$ chmod +x Storage.sh
$ sudo ./Storage.sh /media/pi/xxxx

結果は下の画像みたいに見やすく成形されて表示されます。
総合スコアが出るので、分かりやすいですね。

比較表

CrystalDiskMark

ほとんどのカードが公表スペック並みか、上回る速度を出しています。
書き込み速度にはかなりばらつきがありますね。

Raspberry Pi fio

表を見れば分かりますが、Raspberry Pi側の限界が、リード45MB/s、ライト37MB/sくらいなようで、シーケンシャルリードはほとんど横並び状態です。

PiBenchmarks

4Kリード・ライトを重視するPiBenchmarksでは結果が割とばらけました。

32GBのスペックが弱い「SanDisk Ultra」などは128GB＞64GB＞32GBとなっていますが、ラズパイの上限に達しているものは32GB＞128GB＞64GBとなっています。

おそらくFATフォーマットとexFATフォーマットの差だと思われますが、意外な結果でした。

まとめ

個別の結果は長いので、先にまとめます。

ひとまず検証した中では、スコアが高く、コスパもいいのが「SanDisk Extreme 32GB」でした。

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上の比較表には入れていませんが、参考としてUSBメモリや外付けSSDでもベンチマークしています(個別結果に記載)。
USBメモリは4Kランダムライトが壊滅的なため、使いどころを間違えるとmicroSD以下になりそうです。
とはいえ特にシーケンシャルリードはmicroSDとは比べ物にならないくらい早いので、OSの起動メディアとしてはUSBメモリに軍配が上がります。

まぁ、すべてをぶち抜くのがUSB SSDなわけで…
速度も耐久性も段違いなので、予算が許すのであればUSB SSDを採用するべきでしょう。

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個別の結果

SanDisk Extreme Pro

言わずと知れた、記録メディア大手SanDiskの、最上位ブランドです。
性能も最上級で、4K/8Kビデオの撮影や、連射撮影の多いスポーツ写真などには最適です。

SanDisk Extreme Pro 128GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	43.601 MB/s	36.885 MB/s
SEQ1M-Q1	42.555 MB/s	36.903 MB/s
RND4K-Q32	11.549 MB/s	3.309 MB/s
RND4K-Q1	8.962 MB/s	2.841 MB/s

SanDisk Extreme Pro 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.555 MB/s	27.992 MB/s
SEQ1M-Q1	41.628 MB/s	27.664 MB/s
RND4K-Q32	11.023 MB/s	1.527 MB/s
RND4K-Q1	8.562 MB/s	1.351 MB/s

SanDisk Extreme Pro 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	43.948 MB/s	36.188 MB/s
SEQ1M-Q1	42.657 MB/s	35.816 MB/s
RND4K-Q32	13.35 MB/s	3.926 MB/s
RND4K-Q1	10.081 MB/s	3.456 MB/s

microSDXC 128GB SanDisk サンディスク Extreme PRO UHS-1 U3 V30 4K Ultra HD A2対応 SDアダプター付 [並行輸入品]

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SanDisk Extreme

スペックと価格のバランスがいいのが、Extremeシリーズです。
というか、Extreme Proはデバイスに対してオーバースペックとなることが多く、だいたいの機器においてはExtremeシリーズで十分だったりします。

SanDisk Extreme 128GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.601 MB/s	28.332 MB/s
SEQ1M-Q1	42.51 MB/s	27.903 MB/s
RND4K-Q32	11.516 MB/s	1.677 MB/s
RND4K-Q1	8.906 MB/s	1.485 MB/s

SanDisk Extreme 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.765 MB/s	27.883 MB/s
SEQ1M-Q1	41.907 MB/s	27.23 MB/s
RND4K-Q32	11.22 MB/s	1.688 MB/s
RND4K-Q1	8.809 MB/s	1.462 MB/s

SanDisk Extreme 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.333 MB/s	37.128 MB/s
SEQ1M-Q1	42.504 MB/s	36.903 MB/s
RND4K-Q32	13.354 MB/s	4.159 MB/s
RND4K-Q1	10.089 MB/s	3.649 MB/s

サンディスク microSD 128GB UHS-I U3 V30 書込最大90MB/s Full HD & 4K SanDisk Extreme SDSQXA1-128G-EPK エコパッケージ

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SanDisk Ultra

SanDisk製品の中では最もお手頃なのがUltraシリーズです。
その分スペックもやや低めとなっていますが、64GB以上は普通に使える結果となっています。

SanDisk Ultra 128GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.734 MB/s	25.622 MB/s
SEQ1M-Q1	41.592 MB/s	30.568 MB/s
RND4K-Q32	11.255 MB/s	1.077 MB/s
RND4K-Q1	8.684 MB/s	0.419 MB/s

SanDisk Ultra 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.83 MB/s	22.934 MB/s
SEQ1M-Q1	41.654 MB/s	22.452 MB/s
RND4K-Q32	11.894 MB/s	0.897 MB/s
RND4K-Q1	9.263 MB/s	0.748 MB/s

SanDisk Ultra 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	40.452 MB/s	15.437 MB/s
SEQ1M-Q1	42.581 MB/s	15.341 MB/s
RND4K-Q32	11.587 MB/s	1.58 MB/s
RND4K-Q1	9.108 MB/s	1.413 MB/s

サンディスク microSD 128GB UHS-I Class10 Nintendo Switch メーカー動作確認済 SanDisk Ultra SDSQUA4-128G-EPK エコパッケージ

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SanDisk High Endurance

ドライブレコーダー向けの高耐久microSDです。
ドライブレコーダー用に購入したものなので、64GBだけです。

SanDisk High Endurance 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.472 MB/s	24.42 MB/s
SEQ1M-Q1	41.535 MB/s	24.177 MB/s
RND4K-Q32	9.099 MB/s	1.362 MB/s
RND4K-Q1	7.692 MB/s	1.196 MB/s

【 サンディスク 正規品 】 2年保証 ドライブレコーダー対応 microSDカード 32GB UHS-I Class10 U3 V30対応 SDSQQNR-032G-GHEIA エコパッケージ

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SiliconPower

ストレージ系大手のひとつ、SiliconPowerもmicroSDを販売しています。
というか、SAMSUNGは言うに及ばず、WDはSanDiskブランド(2016年に買収)で出していますし、KIOXIA(旧東芝メモリ)も出しているので、SD/microSDに進出していないのはSeagateくらいでは？

SP Elite 128GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	45.582 MB/s	22.929 MB/s
SEQ1M-Q1	42.488 MB/s	22.867 MB/s
RND4K-Q32	11.627 MB/s	1.16 MB/s
RND4K-Q1	8.979 MB/s	1.405 MB/s

SP Elite 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	43.736 MB/s	21.441 MB/s
SEQ1M-Q1	41.227 MB/s	21.194 MB/s
RND4K-Q32	8.933 MB/s	0.835 MB/s
RND4K-Q1	7.41 MB/s	0.708 MB/s

SP 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	40.708 MB/s	19.868 MB/s
SEQ1M-Q1	42.214 MB/s	18.549 MB/s
RND4K-Q32	9.687 MB/s	4.618 MB/s
RND4K-Q1	7.648 MB/s	4.065 MB/s

シリコンパワー microSD カード 256GB class10 UHS-1 U3 対応 最大読込100MB/s 4K対応 Nintendo Switch 動作確認済 3D Nand

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シリコンパワー

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HIDISC

HIDISCは株式会社磁気研究所のブランドで、1979年設立の国内メーカーです。
安いけどいまいちなイメージでしたが、意外としっかりしていました。

HIDISC 128GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.156 MB/s	26.23 MB/s
SEQ1M-Q1	40.598 MB/s	26.203 MB/s
RND4K-Q32	8.756 MB/s	1.539 MB/s
RND4K-Q1	7.355 MB/s	1.259 MB/s

HIDISC 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.07 MB/s	15.442 MB/s
SEQ1M-Q1	41.104 MB/s	14.583 MB/s
RND4K-Q32	5.296 MB/s	0.055 MB/s
RND4K-Q1	4.572 MB/s	0.039 MB/s

HIDISC 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	41.04 MB/s	21.25 MB/s
SEQ1M-Q1	42.114 MB/s	20.201 MB/s
RND4K-Q32	9.96 MB/s	5.186 MB/s
RND4K-Q1	7.936 MB/s	4.506 MB/s

HIDISC microSDXCカード 128GB CLASS10 UHS-1対応 SD変換アダプタ/ケース付き HDMCSDX128GCL10UIJPZ

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MAG-LAB

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Verbatim

アメリカの企業が三菱化成に買収されて海外ブランド名となり、のちに日本でも使用されるようになり、三菱化成(三菱ケミカルメディア)の記録メディア事業撤退に伴ってCMC Magneticsに売却されたのが、Verbatimです。
1969年の設立から50年以上続く、記録メディアの老舗です。

量販店でも手に入るメディアということで、近所で売られていたものを入手しました。

Verbatim 64GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	44.264 MB/s	17.317 MB/s
SEQ1M-Q1	41.038 MB/s	18.259 MB/s
RND4K-Q32	10.496 MB/s	1.134 MB/s
RND4K-Q1	8.197 MB/s	0.995 MB/s

Verbatim 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	41.737 MB/s	23.777 MB/s
SEQ1M-Q1	42.175 MB/s	22.783 MB/s
RND4K-Q32	9.894 MB/s	5.385 MB/s
RND4K-Q1	7.945 MB/s	4.663 MB/s

Verbatim バーベイタム microSDXCカード 128GB UHS-1 U1 Class10 MXCN128GJVZ2

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バーベイタムジャパン(Verbatim Japan)

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GREEN HOUSE

これは近所の量販店でワゴンセールで100円で売られていたのを見つけて買ったやつです。

GREEN HOUSE 16GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	36.956 MB/s	10.258 MB/s
SEQ1M-Q1	41.362 MB/s	10.187 MB/s
RND4K-Q32	10.211 MB/s	2.594 MB/s
RND4K-Q1	8.199 MB/s	2.377 MB/s

グリーンハウス microSDHCカード 128GB Class10 UHS-I対応 GH-SDMRXCUB128G

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グリーンハウス

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SAMSUNG

これはたまたま家にあったmicroSDです。なので、32GBのみです。
購入履歴の時期からすると、多分ラズパイ用に買ったものの、USBブートにしたので使わなくなったやつですね。

SAMSUNG EVO Plus 32GB

	Read	Write
SEQ1M-Q8	41.914 MB/s	24.722 MB/s
SEQ1M-Q1	41.381 MB/s	23.041 MB/s
RND4K-Q32	8.994 MB/s	0.792 MB/s
RND4K-Q1	7.59 MB/s	2.047 MB/s

Samsung EVO Plus マイクロSDカード 128GB microSDXC UHS-I U3 100MB/s Full HD & 4K UHD Nintendo Switch 動作確認済 MB-MC128HA/EC 国内正規保証品

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日本サムスン

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参考

ここからは参考用にと同条件で計測したUSBメモリとUSB SSDです。
家にあったものをかき集めてきたので、メーカーも容量もバラバラです。

シリコンパワー Blaze B02 32GB(USBメモリ)

	Read	Write
SEQ1M-Q8	120.984 MB/s	26.186 MB/s
SEQ1M-Q1	113.888 MB/s	26.004 MB/s
RND4K-Q32	5.603 MB/s	0.003 MB/s
RND4K-Q1	7.608 MB/s	0.003 MB/s

シリコンパワー USBメモリ 32GB USB3.1 & USB3.0 ヘアライン仕上げ 永久保証 Blaze B02 SP032GBUF3B02V1K

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シリコンパワー

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Verbatim USBSPS64GGV1(USBメモリ)

	Read	Write
SEQ1M-Q8	93.43 MB/s	12.644 MB/s
SEQ1M-Q1	104.439 MB/s	12.593 MB/s
RND4K-Q32	13.338 MB/s	0.003 MB/s
RND4K-Q1	11.681 MB/s	0.003 MB/s

ADATA UV128 32GB(USBメモリ)

	Read	Write
SEQ1M-Q8	114.273 MB/s	21.448 MB/s
SEQ1M-Q1	112.039 MB/s	21.661 MB/s
RND4K-Q32	11.515 MB/s	0.367 MB/s
RND4K-Q1	10.656 MB/s	0.402 MB/s

ADATA Technology USB3.0直付型フラッシュメモリー DashDrive UV128 32GB (ブラック+ブルー) AUV128-32G-RBE

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エイデータ(Adata)

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ELECOM ESD-EC0960GBK(USB SSD)

【レビュー】 ELECOM「ESD-EC0960GBK」は小さい！軽い！早い！大容量！なポータブルSSD

gadgetrip.jp

2020.08.06

	Read	Write
SEQ1M-Q8	227.901 MB/s	275.216 MB/s
SEQ1M-Q1	208.63 MB/s	55.442 MB/s
RND4K-Q32	19.859 MB/s	1.412 MB/s
RND4K-Q1	30.151 MB/s	1.454 MB/s

エレコム 外付けSSD 960GB USB3.1(Gen1)対応 TLC ケーブル収納ブラック ESD-EC0960GBK

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エレコム

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関連リンク

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