【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

レビュー
2021.10.05
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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。

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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・

UHS-I Micro SDHC/Micro SDXC カードリーダー 超高速USB3.0 SanDisk サンディスク MobileMate SDDR-B531 [並行輸入品]
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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。

CrystalDiskMark シーケンシャル
SanDisk Extreme Pro 128GB
R:170MB/s、W：90MB/s		170.2113.3
SanDisk Extreme Pro 64GB
R:170MB/s、W：90MB/s		170.398.8
SanDisk Extreme Pro 32GB
R：100MB/s		95.687.4
SanDisk Extreme 128GB
R：160MB/s、W：90MB/s		164.9113.9
SanDisk Extreme 64GB
R：160MB/s、W：60MB/s		165.368.6
SanDisk Extreme 32GB
R：100MB/s		96.269.0
SanDisk Ultra 128GB
R：100MB/s		95.266.4
SanDisk Ultra 64GB
R：100MB/s		95.543.5
SanDisk Ultra 32GB
R：98MB/s		96.416.5
SanDisk HE 64GB
R:100MB/s、W：40MB/s		94.967.7
SiliconPower 128GB
R：75MB/s		95.968.9
SiliconPower 64GB
R：85MB/s		96.234.3
SiliconPower 32GB
R：40MB/s		95.423.4
HiDisc 128GB
速度不明		96.262.9
HiDisc 64GB
速度不明		94.932.6
HiDisc 32GB
速度不明		95.525.3
Verbatim 64GB
速度不明		95.625.5
Verbatim 32GB
速度不明		95.729.3
SAMSUNG EVO Plus 32GB
R：95MB/s、W：20MB/s		94.533.7
GreenHouse 16GB
R：40MB/s、W：12MB/s		24.910.0

上段：シーケンシャルリード、下段：シーケンシャルライト

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。

Raspberry Pi fio
SanDisk Extreme Pro 128GB43.636.8
SanDisk Extreme Pro 64GB44.527.9
SanDisk Extreme Pro 32GB43.936.1
SanDisk Extreme 128GB44.628.3
SanDisk Extreme 64GB44.727.8
SanDisk Extreme 32GB44.337.1
SanDisk Ultra 128GB44.725.6
SanDisk Ultra 64GB44.822.9
SanDisk Ultra 32GB40.415.4
SanDisk HE 64GB44.424.4
SiliconPower 128GB45.522.9
SiliconPower 64GB43.721.4
SiliconPower 32GB40.719.8
HiDisc 128GB44.126.2
HiDisc 64GB44.015.4
HiDisc 32GB41.021.2
Verbatim 64GB44.217.3
Verbatim 32GB41.723.7
GreenHouse 16GB36.910.2
SAMSUNG EVO Plus 32GB41.924.7

上段：シーケンシャルリード、下段：シーケンシャルライト

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。

PiBenchmarks
SanDisk Extreme Pro 128GB1271
SanDisk Extreme Pro 64GB1029
SanDisk Extreme Pro 32GB1655
SanDisk Extreme 128GB1331
SanDisk Extreme 64GB1194
SanDisk Extreme 32GB1678
SanDisk Ultra 128GB1274
SanDisk Ultra 64GB1246
SanDisk Ultra 32GB1084
SanDisk HE 64GB1053
SiliconPower 128GB1416
SiliconPower 64GB1109
SiliconPower 32GB1283
HiDisc 128GB1242
HiDisc 64GB667
HiDisc 32GB1373
Verbatim 64GB1482
Verbatim 32GB1416
GreenHouse 16GB1004
SAMSUNG EVO Plus 32GB1191

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

ReadWrite
SEQ1M-Q843.601 MB/s36.885 MB/s
SEQ1M-Q142.555 MB/s36.903 MB/s
RND4K-Q3211.549 MB/s3.309 MB/s
RND4K-Q18.962 MB/s2.841 MB/s

SanDisk Extreme Pro 64GB

ReadWrite
SEQ1M-Q844.555 MB/s27.992 MB/s
SEQ1M-Q141.628 MB/s27.664 MB/s
RND4K-Q3211.023 MB/s1.527 MB/s
RND4K-Q18.562 MB/s1.351 MB/s

SanDisk Extreme Pro 32GB

ReadWrite
SEQ1M-Q843.948 MB/s36.188 MB/s
SEQ1M-Q142.657 MB/s35.816 MB/s
RND4K-Q3213.35 MB/s3.926 MB/s
RND4K-Q110.081 MB/s3.456 MB/s

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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

ReadWrite
SEQ1M-Q844.601 MB/s28.332 MB/s
SEQ1M-Q142.51 MB/s27.903 MB/s
RND4K-Q3211.516 MB/s1.677 MB/s
RND4K-Q18.906 MB/s1.485 MB/s

SanDisk Extreme 64GB

ReadWrite
SEQ1M-Q844.765 MB/s27.883 MB/s
SEQ1M-Q141.907 MB/s27.23 MB/s
RND4K-Q3211.22 MB/s1.688 MB/s
RND4K-Q18.809 MB/s1.462 MB/s

SanDisk Extreme 32GB

ReadWrite
SEQ1M-Q844.333 MB/s37.128 MB/s
SEQ1M-Q142.504 MB/s36.903 MB/s
RND4K-Q3213.354 MB/s4.159 MB/s
RND4K-Q110.089 MB/s3.649 MB/s

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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

ReadWrite
SEQ1M-Q844.734 MB/s25.622 MB/s
SEQ1M-Q141.592 MB/s30.568 MB/s
RND4K-Q3211.255 MB/s1.077 MB/s
RND4K-Q18.684 MB/s0.419 MB/s

SanDisk Ultra 64GB

ReadWrite
SEQ1M-Q844.83 MB/s22.934 MB/s
SEQ1M-Q141.654 MB/s22.452 MB/s
RND4K-Q3211.894 MB/s0.897 MB/s
RND4K-Q19.263 MB/s0.748 MB/s

SanDisk Ultra 32GB

ReadWrite
SEQ1M-Q840.452 MB/s15.437 MB/s
SEQ1M-Q142.581 MB/s15.341 MB/s
RND4K-Q3211.587 MB/s1.58 MB/s
RND4K-Q19.108 MB/s1.413 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

ReadWrite
SEQ1M-Q844.472 MB/s24.42 MB/s
SEQ1M-Q141.535 MB/s24.177 MB/s
RND4K-Q329.099 MB/s1.362 MB/s
RND4K-Q17.692 MB/s1.196 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

ReadWrite
SEQ1M-Q845.582 MB/s22.929 MB/s
SEQ1M-Q142.488 MB/s22.867 MB/s
RND4K-Q3211.627 MB/s1.16 MB/s
RND4K-Q18.979 MB/s1.405 MB/s

SP Elite 64GB

ReadWrite
SEQ1M-Q843.736 MB/s21.441 MB/s
SEQ1M-Q141.227 MB/s21.194 MB/s
RND4K-Q328.933 MB/s0.835 MB/s
RND4K-Q17.41 MB/s0.708 MB/s

SP 32GB

ReadWrite
SEQ1M-Q840.708 MB/s19.868 MB/s
SEQ1M-Q142.214 MB/s18.549 MB/s
RND4K-Q329.687 MB/s4.618 MB/s
RND4K-Q17.648 MB/s4.065 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

ReadWrite
SEQ1M-Q844.156 MB/s26.23 MB/s
SEQ1M-Q140.598 MB/s26.203 MB/s
RND4K-Q328.756 MB/s1.539 MB/s
RND4K-Q17.355 MB/s1.259 MB/s

HIDISC 64GB

ReadWrite
SEQ1M-Q844.07 MB/s15.442 MB/s
SEQ1M-Q141.104 MB/s14.583 MB/s
RND4K-Q325.296 MB/s0.055 MB/s
RND4K-Q14.572 MB/s0.039 MB/s

HIDISC 32GB

ReadWrite
SEQ1M-Q841.04 MB/s21.25 MB/s
SEQ1M-Q142.114 MB/s20.201 MB/s
RND4K-Q329.96 MB/s5.186 MB/s
RND4K-Q17.936 MB/s4.506 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

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

ReadWrite
SEQ1M-Q844.264 MB/s17.317 MB/s
SEQ1M-Q141.038 MB/s18.259 MB/s
RND4K-Q3210.496 MB/s1.134 MB/s
RND4K-Q18.197 MB/s0.995 MB/s

Verbatim 32GB

ReadWrite
SEQ1M-Q841.737 MB/s23.777 MB/s
SEQ1M-Q142.175 MB/s22.783 MB/s
RND4K-Q329.894 MB/s5.385 MB/s
RND4K-Q17.945 MB/s4.663 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

ReadWrite
SEQ1M-Q836.956 MB/s10.258 MB/s
SEQ1M-Q141.362 MB/s10.187 MB/s
RND4K-Q3210.211 MB/s2.594 MB/s
RND4K-Q18.199 MB/s2.377 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

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

ReadWrite
SEQ1M-Q841.914 MB/s24.722 MB/s
SEQ1M-Q141.381 MB/s23.041 MB/s
RND4K-Q328.994 MB/s0.792 MB/s
RND4K-Q17.59 MB/s2.047 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

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)

ReadWrite
SEQ1M-Q8120.984 MB/s26.186 MB/s
SEQ1M-Q1113.888 MB/s26.004 MB/s
RND4K-Q325.603 MB/s0.003 MB/s
RND4K-Q17.608 MB/s0.003 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)

ReadWrite
SEQ1M-Q893.43 MB/s12.644 MB/s
SEQ1M-Q1104.439 MB/s12.593 MB/s
RND4K-Q3213.338 MB/s0.003 MB/s
RND4K-Q111.681 MB/s0.003 MB/s

ADATA UV128 32GB(USBメモリ)

ReadWrite
SEQ1M-Q8114.273 MB/s21.448 MB/s
SEQ1M-Q1112.039 MB/s21.661 MB/s
RND4K-Q3211.515 MB/s0.367 MB/s
RND4K-Q110.656 MB/s0.402 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
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2020.08.06
ReadWrite
SEQ1M-Q8227.901 MB/s275.216 MB/s
SEQ1M-Q1208.63 MB/s55.442 MB/s
RND4K-Q3219.859 MB/s1.412 MB/s
RND4K-Q130.151 MB/s1.454 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

関連リンク

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