Datendurchsatz USB / SATA bei RPi, BananaPi, orangePi und ODROID XU4Q mit externer HDD

  • Hallo zusammen,


    ich habe einmal ein paar meiner Einplatinenrechner genommen und die Zeit für das komplette Kopieren von einem Windows 10 PC auf eine Samba Freigabe über GBit Netzwerk auf die entweder über USB oder SATA angeschlossene und mit ext4 formatierte HDD bzw. SSD jeweils 21 Mal (automatisiert) bestimmt. Den Median habe ich für die Tabelle verwendet. Mir ist bewusst, dass man da sicher noch was rauskitzeln kann, ich wollte aber Alltag, z.B. die Datensicherung, simulieren.


    Durchsatz Datei: eine Datei mit 764 MB

    Durchsatz Dateistruktur: 259 Dateien, 27 Ordner, 653 MB insgesamt in verschieden großen Dateien, auch zwei Knorkator Alben (MP3) (;


    And here are the results of the saxonian jury (Stand: 12.8.2018)


    Rechner Durchsatz Datei
    Durchsatz Dateistruktur
    Raspberry Pi (Mod. B) - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD 5,74 MB/s (ca. 46 MBit/s) 4,88 MB/s (ca. 39 MBit/s)
    Raspberry Pi (Mod. B) - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD - übertaktet:medium
    6,37 MB/s (ca. 51 MBit/s)
    5,64 MB/s (ca. 45 MBit/s)
    Raspberry Pi 2B - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD 11,07 MB/s (ca. 89 MBit/s)
    8,96 MB/s (ca. 72 MBit/s)
    Raspberry Pi 3B - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD 11,24 MB/s (ca. 90 MBit/s)
    9,34 MB/s (ca. 75 MBit/s)
    Raspberry Pi 3B - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD - WLan
    4,24 MB/s (ca. 34 MBit/s)
    3,61 MB/s (ca. 29 MBit/s)
    Raspberry Pi 3B - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD - ext. WLan (TL-WN722N)
    3,96 MB/s (ca. 32 MBit/s)
    3,73 MB/s (ca. 30 MBit/s)
    Raspberry Pi 3B - Raspbian stretch lite - Samba - USB 3.0 SSD - USB3.0 GB-LAN Adapter
    21,22 MB/s (ca. 170 MBit/s) 16,74 MB/s (ca. 134 MBit/s)
    Raspberry Pi 3 B+ - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD//USB 3.0 SSD
    19,1 MB/s (ca. 153 MBit/s) 15,19 MB/s (ca. 122 MBit/s)
    Raspberry Pi 3 B+ - Raspbian stretch lite - Samba - mSD Karte 17,36 MB/s (ca. 139 MBit/s) 12,32 MB/s (ca. 99 MBit/s)
    Raspberry Pi 3 B+ - Raspbian stretch lite - Samba - USB 3.0 SSD - USB3.0 GB-LAN Adapter 21,22 MB/s (ca. 170 MBit/s) 16,74 MB/s (ca. 134 MBit/s)
    Raspberry Pi 3 B+ - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD - WLan 5G 10,32 MB/s (ca. 84 MBit/s) 7,26 MB/s (ca. 58 MBit/s)
    Raspberry Pi 3 B+ - Raspbian stretch lite - Samba - USB 2.0 HDD - WLan 2G 10,47 MB/s (ca. 84 MBit/s)
    5,58 MB/s (ca. 45 MBit/s)
    orangePi 2 - Ubuntu mate - Samba - USB 2.0 HDD
    11,24 MB/s (ca. 90 MBit/s) 9,24 MB/s (ca. 74 MBit/s)
    BananaPi M2 berry - Raspbian stretch mit Pixel - Samba - USB 2.0 HDD
    34,73 MB/s (ca. 278 MBit/s)
    32,7 MB/s (ca. 262 MBit/s)
    BananaPi M2 berry - Raspbian stretch mit Pixel - Samba - USB 2.0 HDD - WLan 5,27 MB/s (ca. 42 MBit/s)
    4,21 MB/s (ca. 34 MBit/s)
    BananaPi M2 berry - Raspbian stretch mit Pixel - Samba - SATA Anschluss (gleiche Platte) 34,73 MB/s (ca. 278 MBit/s) 28,5 MB/s (ca. 228 MBit/s)
    ODROID XU4Q - Ubuntu mate 18.04 (2018-05-01) - Samba - USB 3.0 SSD
    95,5 MB/s (ca. 764 MBit/s)
    46,64 MB/s (ca. 373 MBit/s)
    HDD direkt am PC per SATA angeschlossen (aber NTFS formatiert)
    84,89 MB/s


    Nachtrag: Ich wollte mal probieren, ob es einen Unterschied gibt, wenn am BananaPi eine externe HDD mit USB 3.0 steckt. Das gelingt jedoch nicht, sie wird zwar erkannt, das Schreiben funktioniert nicht, es treten ständig Fehler auf, so dass Vorgänge nicht abgeschlossen werden können (mit zwei verschiedenen Adaptern getestet). Dann eben nicht.


    Nachtrag 2: Der Test des Transfers über das integrierte WLan des RPi3 bestätigt die Performanceprobleme, die oft geschildert werden. Der Pi war zum Test optimal in der Nähe der Fritz!Box platziert, es waren keine anderen WLans aktiv, die Störungen verursachen könnten. Fritz behauptet....


    Nachtrag 3: Der BananaPi hat den gleichen räumlichen Platz eingenommen, den der Pi3 innehatte, damit dies vergleichbar bleibt.


    Nachtrag 4: Der RPi3 hat einen schönen externen USB WLan Adapter bekommen, der hat auch ne dolle Antenne. Und lag an der gleichen Stelle. Ohne andere WLans, keine Mikrowellen, Babyphone oder ähnliches. Nur der Durchsatz ist genau so wenig erheiternd.


    Nachtrag 5: Die Raten des neuen RPi3B+ über WLAN muss ich nochmals nachmessen, die Werte sind erst mal unter Vorbehalt. (15.3.2018) erledigt - s. 6.


    Nachtrag 6: Mit dem neu installierten Raspbian lite (18.4.2018) bleibt die Datenrate (2GHz) beim kopieren einer großen Datei etwa gleich, die Rate ist beim Nachmessen der Zeit zum Kopieren der kleineren Dateien etwas höher 5,58 statt 3,75 MBit/s, bei 5GHz habe ich die minimal besseren Werte der heutigen Messung genommen (26.4.2018)


    Nachtrag 7: 12.8.2018 // mit der per USB3.0 angeschlossenen SSD bleiben die ermittelten Transferraten gleich denen zur bei den ersten Messungen angeschlossenen USB2.0 HDD


    Gruß, STF

  • Nicht besonders überraschend.

    Beim Pi greift die Grenze des 100 MB Netzwerkanschlusses.

    Beim Banana-Pi punktet das GBit Netzwerk. Da ist die Grenze wohl eher durch die HD gesetzt.

    Bemerkenswert ist höchstens, dass das Model B so lahm ist. Ist es ein 1B oder 2B?

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Beim Pi greift die Grenze des 100 MB Netzwerkanschlusses.

    Ne, viel mehr die Tatsache dass Netzwerk und USB mit nur einer USB2.0 Lane angebunden ist, wohingegen bei den anderen gelisteten Computern 2 Lanes genutzt werden. Dh wird beim Pi LAN und USB zugleich beansprucht bricht der Datendurchsatz ein.

    Kopiert man vom USB-Stick auf die SD, ohne Netzwerk, erzielt man das jeweilige Limit des Sticks oder der SD Karte, also bis zu ca. 25MB/s (Limit vom SD-Bus).


    Siehe dazu auch https://de.wikipedia.org/wiki/…sal_Serial_Bus#Datenraten

  • So oder so würde man über ein 100 MBit Netzwerk nicht mehr als 12,5 MByte erzielen - theoretisch. 11,24 ist praktisch mehr oder minder das Ende der Fahnenstange. USB 2.0 hat doch 40 MByte/sec (theoretisch bis zu 60) - da ist nach Abzug von 12,5 MByte für FastEthernet noch reichlich Luft, oder? Insofern ist als Engpass eher das Netzwerk zu vermuten - was deiner Aussage auch nicht widerspricht, dass man von USB auf SD-Card mehr erzielt.

    Die USB-Grenze greift im Zweifel beim Banana-Pi. 34 Mbyte ist eine ganz akzeptable reale Übertragungsrate für USB 2. Je nach Plattentyp kanns and der Platte hängen oder an USB.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Nicht besonders überraschend.

    Ach? Mich hat schon gewundert, daß es so gar keinen Unterschied gibt, ob die Platte am BananaPi per USB oder SATA angeschlossen ist.

    Beim Banana-Pi punktet das GBit Netzwerk. Da ist die Grenze wohl eher durch die HD gesetzt.

    Ersteres ja,letzteres natürlich und logischerweise entschieden Nein. Auch wenn die Platte etwas älter ist und "nur" über ein SATA 3G Interface verfügt, so schafft sie doch am PC knapp 85MB/s - ich habs mal oben ergänzt. Da ist also noch deutlich Luft nach oben. Nur die Banane kann wohl nicht schneller...

    Bemerkenswert ist höchstens, dass das Model B so lahm ist. Ist es ein 1B oder 2B?

    Ein originaler Pi B (der mit der 26 poligen GPIO Leiste) ist es. Nach der Auslastung hab ich nicht gesehen. Das wär mal noch interessant, ob das tatsächlich an der miesen Anbindung des Netzwerkports oder der fehlenden Leistung liegt. Beim RPi3 funktionierts ja...

  • .... eine 764MB große Datei ...wollte aber Alltag simulieren...

    Zunächst vielen Dank für den Test ! :bravo2:


    Ich weiß ja nicht, was du so im Alltag so machst :lol:, aber der Transfer von Files dieser Größe wird wohl bei den meisten eher die Ausnahme sein.


    Vielmehr werde wohl größere Mengen von Files zw. 1k ... 10MB die Regel sein...

    Ich vermute mal kühn, dass sich die Abstände dann etwas relativieren (und bei vielen kleinen Files evtl. kaum noch unterscheiden...).


    Könntest du das ggf. zusätzlich noch hinstellen, wäre sicherlich ebenfalls interessant :-)

  • Ich hatte vor vielen Jahren auch mal nachgedacht, inwieweit ein Raspberry als Ersatz für meinen Aldi NAS-Server taugt. Nachdem ich hier kein GBit Netzwerk sondern lediglich ein 100MBit Netzwerk fahre, kann der NAS seine volle Datenleistung sowieso nicht ausleben und ein Pi würde vermutlich in die Nähe des Datendurchsatzes gelangen. Zum Test habe ich ebenfalls eine mindestens 500MB große Datei jeweils auf den "NAS" (im Falle das Pi eine USB 2.0 Platte) geschoben bzw. vom "NAS" geladen. Als "NAS " bezeichne ich hier entweder den Aldi-NAS, oder einen "Samba-Pi". Das OS war vermutlich seinerzeit noch Wheezy. Mit Bestimmtheit kann ich das aber leider nicht mehr sagen, spielt vermutlich aber auch keine Rolle.



    Der Wert des "B" deckt sich ungefähr mit dem aus STF's Messungen. Der "2B" Wert weicht mit 7,7MB/s recht deutlich von STF's "3B" Wert mit 11,24MB/s ab. Das hätte ich nicht unbedingt erwartet?! Selbst bei Hochrechnung der unterschiedlichen Taktraten schneidet der "3B" hier überdurchschnittlich gut gegenüber dem "2B" ab. Vielleicht paßt aber auch mein Meßwert von 7,7MB/s nicht. Rechnet man die 8.7MB/s taktmäßig hoch, so kommt man nämlich ebenfalls bei etwas über 11MB/s raus und die Welt scheint wieder stimmig...

    Nachdem ich jedoch bei 100MBit gedeckelt bin, ist das allerdings für mich müsig, hier weiter zu grübeln... :-)

  • Auf Wunsch eines einzelnen Dr.hygros h.c. (; hab ich mal den Alltag alltäglicher gemacht und ein buntes Sammelsurium kopieren lassen sowie noch den Rest meiner Obstsammlung hinzugefügt...im Eingangspost geändert es ist. Die größeren Dateien kommen hier schon öfter vor, ich nutze das NAS als Datengrab für BS-Images, Sicherungen usw. Das einzelne File ist ein retroPi - Image, die anderen waren mir zu groß und ich hätte zu lange warten müssen....


    Die Raten sacken gar nicht so dramatisch ein, allerdings habe ich ja auch nicht die 2596 einzelnen 1,4kB Dateien kopieren lassen, die alles in die Knie zwingen würden...Das kommt tatsächlich (hier) nicht vor.


    Grüße, STF

  • Wirklich interessant! Die Übertaktung scheint beim B-Modell einen höheren Durchsatz zu bewirken (bei beiden Dateigrößen etwa +16%). Soweit, so gut. Erstaunlicherweise unterscheiden sich die Durchsätze zwischen 2B und 3B nicht (oder kaum), wenngleich hier auch eine Taktung von 900MHz vs. 1200MHz vorliegt. Merkwürden. Da muß also eine Limitierung anderer Art (z.B. controllerseitig) die Ursache sein?!


    STF : Entsprechen die 16% höherer Datendurchsatz beim B auch in etwa Deinem Übertaktungsverhältnis des B?

    Vielen Dank für Deine Mühe zu den Versuchen!

  • Interessant finde ich, dass zwischen 2B und 3B die Unterschiede nicht sooo gravierend sind, denn beim 3B ist doch USB vom Netzwerk getrennt. Ich ging bisher der Vermutung nach, dass bis zum 2B eben dieses Nadelöhr verantworlich wäre, dass ein RPi als NAS eher untauglich ist.

    Da muß also eine Limitierung anderer Art (z.B. controllerseitig) die Ursache sein?!


    Ja, gute Frage/Antwort?! :denker:

  • denn beim 3B ist doch USB vom Netzwerk getrennt.

    Ne, auch beim 3B ist der LAN/USB-Chip identisch angebunden. Einziger Unterschied: Der WLAN/BT-Chip ist nicht über USB sondern einen eigenen Bus SDIO angebunden und somit vom LAN/USB-Chip abgekoppelt.


    Insofern wäre noch eine Messung mit dem 3B übers OnBoard-WLAN anstatt LAN interessant. Auch wenn über WLAN äußere Einflüsse einwirken und die Transferraten beeinträchtigen...

  • Erstaunlicherweise unterscheiden sich die Durchsätze zwischen 2B und 3B nicht (oder kaum), wenngleich hier auch eine Taktung von 900MHz vs. 1200MHz vorliegt. Merkwürden. Da muß also eine Limitierung anderer Art (z.B. controllerseitig) die Ursache sein?!

    Hallo schnasseldag,


    die Prozessorauslastung schwankt beim RPi 1 am Meisten während des Kopierens (ich hab das nochmal angestossen und mit top nachgesehen) - nämlich zwischen 30% und 50% (nicht übertaktet). Hier hilft ja ein mehr an Leistung noch, wie zu sehen.


    Die Raten liegen bei bei RPi2 und RPi3 nahe am praktisch erreichbaren Maximum des 100MBit Lan. Daher gehe ich davon aus, dass kaum Steigerungen möglich sind und Unterschiede durch Messungenauigkeiten bzw. das Betriebssystem verursacht sind. Mehr geht auf dem Medium kaum.


    Zur Übertaktung: Ich habe die Einstellung "medium" bei raspi-config gewählt. Das bedeutet:


    CPU (MHz)
    core (MHz)
    SDRAM (MHz)
    normal 700
    250 400
    medium 900 250 450
    129% 100% 113%


    Gruß, STF

  • Insofern wäre noch eine Messung mit dem 3B übers OnBoard-WLAN anstatt LAN interessant. Auch wenn über WLAN äußere Einflüsse einwirken und die Transferraten beeinträchtigen...

    guude Idee. Die Frage ist ja, ob ähnliche Raten erreichbar sind. Mal sehen.

  • STF : Danke für den Nachtrag!


    Deine Messungen zu den kabelgebundenen Ansätzen sowie auch die Auswertung der Ergebnisse dieser beiden Untersuchungen >>> 1. Untersuchung <<< und (der etwas ausführlicheren und WLAN beinhaltenden) >>> 2. Untersuchung <<< lassen mich zu folgendem Schluß kommen:

    • So man sich mit 100Mbit begnügen kann, so reichen die onboard LAN-Adapter ab Raspbery Pi 2B oder eben 3B für LAN-Übertragung bei gleichzeitiger Plattentätigkeit.
    • Will man etwas mehr LAN-Kabeldurchsatz (Faktor zwischen 1,5-2), dann ist dieser auf der Raspberry-Hardware ggf. noch über einen USB-LAN Adapter möglich. Zumindest müßte das für ein reines Streaming aus dem Internet gelten, da die zwei o.g. Untersuchungen keine USB-Plattentätigkeiten während der Durchsatzmessungen enthielten. Für den Einsatzzweck als NAS ist nicht geklärt, ob ein USB-LAN Adapter am Ende höhere Durchsätze erbringt, als die onboard-Lösung.
    • Will man einen NAS mit höheren Datendurchsätzen als 100MBit bauen, so empfielt sich der Einsatz der Raspberry Pi's nicht mehr. Hier kommt eher eine Lösung mit vollwertigem SATA und Ethernetcontroller in Frage.

    Für mich sieht das so aus, als sollte die Raspberry Pi Gemeinde in der nächsten Hardwarerevision mindestens eines der beiden Probleme angehen - eine GBit LAN Schnittstelle und/oder einen SATA Controller. Tut sie das nicht, so wächst der bereits bestehende technische Abstand zu anderen Kleincomputern weiter. Was dann noch verbleibt ist der erheblich bessere Softwaresupport auf der Raspberry Pi Linie.


    Und hier ist dann der Konsument gefragt, ein wenig tiefer in sein Portmonaie zu greifen, damit beides bezahlt werden kann - der seit je her recht gute Softwaresupport der Himbeeren und der (dann) verbesserte Hardwaresupport. Damit verläßt die Raspberry Pi Gemeinde dann aber das Klientel der "Spaßkäufer", die bis Mitte 30€ eben einfach kaufen ohne nachzudenken, ab 40-50€ aber anfangen Cents zusammenzuzählen. Wenn dann noch ein Wettbewerber daherkommt und einen "Orangen Pi PC" für 17€ mit mehr GHz'en (o.ä.) auf den Markt kippt, dann wird's schwer zu erklären, daß die Softwareunterstützung eben auch etwas Wert ist. Leider kann man solche Kundschaft nicht einfach in einen Workshop stecken, mit der Aufgabe TeamViewer oder Kodi auf solch einer Orange oder Banane zu installieren - oder besser noch - Gpio's und Busse in Betrieb zu nehmen... :-)

  • Insofern wäre noch eine Messung mit dem 3B übers OnBoard-WLAN anstatt LAN interessant. Auch wenn über WLAN äußere Einflüsse einwirken und die Transferraten beeinträchtigen...

    Ist soeben erledigt und ein langes Gesicht hab ich auch schon gemacht. =O Hier lang geht's nach oben, bitte sehr.

    Gruß, STF

  • Ja wie gesagt, WLAN hat vielerlei Einflüsse, auch wenn du einen freien Kanal gewählt hast kann ein Babyfone/Schnurlostelefon o.ä. aus der Nachbarschaft stören und die OnBoard-Keramik-Antenne vom Pi3B ist nicht unbedingt die Beste, wenn auch besser als andere.

    Höhere Werte erzielt man mit einer U.FL Antenne, allerdings erlischt dann auch die Gewährleistung da man auf der Platine auch noch 1-2 SMD Bausteine auslöten muss... Aber auch hier gibt es unterschiedliche Möglichkeiten die auch unterschiedliche Werte erzielen, zum Beispiel die im Anhang ist nicht HF-Technisch optimal => Details


    Interessant wäre auch noch ob ein PiZeroW ähnliche oder bessere Werte erzielen würde, da die OnBoard-Antenne dort anders ausfällt => https://www.raspberrypi.org/ma…-wireless-antenna-design/


    Grundsätzlich müsste der Datendurchsatz über die via SDIO angebundene WLAN Schnittstelle aber besser ausfallen als über USB-WLAN-Sticks.

  • Meine Erfahrung Netzwerk mit WLAN des Pi3 zu betreiben, waren auch eher ernüchternd. Selbst in unmittelbarer nähe der Fritzbox waren 5MB/sec. schon ein guter Wert, wenn ich mich richtig erinnere. Was schafft der Pi3 WLAN Brutto? 150MBit/sec., 65MBit/sec.? Am Ende kommt ja ca. Netto = Brutto / 2 raus.

  • Nur weil die Firtzbox wenige cm vom Pi weg ist bedeutet das noch längst nicht dass die Qualität der Verbindung 100%ig ist. Das ist ein Trugschluss, den ich hier irgendwo im Forum schon mal wiederlegt hatte... So von wegen Antennenausrichtung des Routers, Abstrahlwinkel und auch Ausrichtung des Pi's zum Router (Vertikal/Horizontal) macht Unterschiede aus... Den Pi3B zum Beispiel vertikal hinzustellen kann schon einen Unterschied ausmachen :shy:


    Selbst bei einem stetigen Ping kann der Wert plötzlich einbrechen weil dann der power_safe fürs WLAN eingeschaltet wurde... Das war zumindest mal ein Bug, keine Ahnung ob der mittlerweile gefixt wurde.

    Aktiviertes BT kann die Performance ebenfalls beeinträchtigen auch wenn es gerade nicht genutzt wird.


    Das WLAN vom Pi3B und PiZeroW ist auf b/g/n im 2,4GHz Frequenzband (20 MHz Kanalbreite) spezifiziert, da der BCM43143 aber soweit ich weiß nur 1x3 MIMO unterstützt sind max. 150 MBit/s Brutto bzw 75 MBit/s Netto möglich.