기본적으로 라즈베리 파이는 운영체제가 담긴 SD 카드를 통해 부팅됩니다. 이 글에서는 microSD 카드 없이 외장 SSD 드라이브를 통해 라즈베리 파이 4를 USB로 직접 부팅하는 방법을 소개합니다.
microSD 저장소를 대체해야 하는 이유
microSD 저장 방식은 소규모 프로젝트나 간단한 IoT 애플리케이션에는 충분하지만, 라즈베리 파이 4를 본격적인 컴퓨터처럼 사용할 때는 최적의 선택이 아닙니다. SSD와 microSD 카드 사이에는 당연히 속도 차이가 있으며, 파일 시스템에 잦은 쓰기 작업이 필요한 환경에서는 microSD가 곧바로 병목 지점으로 드러납니다.
SD 카드와 SSD 모두 NAND 플래시 메모리를 사용하지만, 두 제품은 결코 동일하지 않습니다. microSD 카드의 NAND 플래시 셀은 제한된 횟수만 덮어쓸 수 있으며, 파일 시스템에 빈번하게 쓰기 작업이 발생하면 microSD 저장소는 매우 빠르게 수명이 닳습니다.
반면 최신 SSD는 정교한 온보드 프로세서를 탑재해 자동 웨어 레벨링(wear-leveling) 루틴을 수행합니다. 이를 통해 NAND 플래시 모듈이 특정 영역에 집중적으로 마모되는 것을 방지합니다. 또한 SSD는 더 많은 수의 플래시 모듈을 보유하고 있어 쓰기 작업을 넓게 분산시킬 수 있습니다. 덕분에 microSD 저장소보다 잦은 디스크 쓰기로 인한 마모와 손상을 훨씬 잘 견딥니다.
SSD 부팅은 생각보다 간단하지 않다
라즈베리 파이 4에는 온보드 SATA나 m.2 커넥터가 없기 때문에, 2.5인치 또는 m.2 SSD를 연결하려면 USB 3.0 포트가 유일한 방법입니다. Pi 4를 USB로 부팅하려면 펌웨어 업데이트도 필요합니다. 기기의 EEPROM을 수정하는 작업은 위험할 수 있으므로, 진행 중에 Pi 4의 전원이 갑자기 꺼지지 않도록 각별히 주의해야 합니다.
또한 현재 시점에서 모든 USB 3.0 to SATA/m.2 어댑터가 Pi 4와 원활하게 호환되는 것은 아닙니다. 라즈베리 파이 재단은 모든 USB-SATA SSD 인클로저에서 USB 부팅이 안정적으로 작동하도록 개발을 진행 중이지만, 향후 공식 Raspberry Pi OS 릴리스에 언제 반영될지는 알 수 없습니다. 그때까지 안정적인 SSD 부팅은 호환성이 검증된 외장 USB 인클로저를 찾는 문제에 달려 있습니다. 하지만 SSD와 USB 인클로저 조합이 작동하지 않더라도, 삼성 FIT 같은 빠르고 소형인 USB 3.0 플래시 드라이브로 부팅하는 것만으로도 느린 microSD 카드보다는 확실히 낫습니다.
시작하기 전 준비사항
새 2.5인치 SSD 인클로저를 구매하기 전에 반드시 UASP(USB Attached SCSI Protocol)를 지원하는지 확인하세요. 이 새로운 프로토콜은 더 빠른 SCSI 명령 세트를 사용하고, NCQ(Native Command Queuing)를 통한 병렬 통신의 장점을 활용해 전송 속도를 크게 향상시킵니다.
이 작업에 필요한 준비물은 다음과 같습니다:
- 라즈베리 파이 4
- Raspberry Pi OS가 설치된 기존 microSD 카드
- USB 3.0 인클로저가 장착된 SSD (2.5인치 USB 드라이브 인클로저 필요)
- 펌웨어 및 시스템 업데이트를 위한 인터넷 연결
USB로 라즈베리 파이 4 부팅하는 방법
1. microSD 카드로 라즈베리 파이를 부팅합니다.
2. 데스크톱 화면이 나타나면 터미널을 열고 다음 명령어를 입력해 배포판을 업데이트합니다.
sudo apt update
sudo apt full-upgrade
3. OS 업데이트가 완료되면, 최신 안정 버전 펌웨어 업데이트를 받을 수 있도록 시스템을 준비해야 합니다. 이를 위해 특정 시스템 설정 파일을 편집합니다.
sudo nano /etc/default/rpi-eeprom-update
4. FIRMWARE_RELEASE_STATUS 매개변수의 기본값은 "critical"이며, 최신 펌웨어를 설치하려면 "stable"로 변경해야 합니다. Ctrl + O를 눌러 변경 사항을 파일에 저장한 후, Ctrl + X를 눌러 편집기를 종료합니다.
5. 다음 명령어로 펌웨어를 업데이트하여 새 부트로더를 활성화합니다.
sudo rpi-eeprom-update -d -a
6. 업데이트가 성공적으로 완료되면 라즈베리 파이 4를 재부팅합니다.
7. 터미널에 다음 명령어를 입력해 업데이트가 정상적으로 적용되었는지 확인합니다.
vcgencmd bootloader_version
최신 펌웨어 업데이트 정보가 화면에 표시됩니다. USB 부팅 기능이 정상적으로 작동하려면 2020년 6월 15일 이후 릴리스여야 합니다. 이 글을 작성하는 시점의 최신 안정 부트로더 버전은 2020년 7월 16일자였습니다.
8. 다음으로, 새 부팅 장치로 사용할 SSD에 microSD 카드 내용을 복제(클론)합니다. 이 작업은 Raspberry Pi OS GUI의 '액세서리' 메뉴에 있는 "SD Card Copier" 애플리케이션을 이용하는 것이 가장 간편합니다.
9. 라즈베리 파이 4를 종료하고 microSD 카드를 제거한 후, USB 부팅 드라이브를 연결합니다.
10. Pi 4에 다시 전원을 공급하고 OS가 USB 드라이브에서 부팅되기를 기다립니다. 아래와 같은 화면이 나타난다면 축하합니다! USB 포트에 연결된 고속 저장 매체로 라즈베리 파이 4를 성공적으로 부팅한 것입니다.
마무리
라즈베리 파이 4는 잠재력을 제대로 끌어낼 수 있다면 강력한 장치가 될 수 있습니다. 저장 장치를 SSD로 전환하면 성능 향상을 손쉽게 얻을 수 있으며, 웹 서버나 마인크래프트 서버 구동처럼 더 많은 부하가 걸리는 작업에도 활용 범위를 넓힐 수 있습니다.