Raspberry Pi 3を外付けハードディスクから起動する方法を徹底解説

Raspberry Piは、SDカード/MicroSDカードからの起動を前提に設計されています。PIXELなどのOSを使用する場合、「root」パーティションと「home」パーティションがすべてSDカード上に配置されることになります。SDカードは容量が非常に小さいため、自宅用ストレージサーバーとして運用するには大きな制約となります。そこでおすすめしたいのが、OSを外付けハードディスクへ移行する方法です。大容量のストレージを余裕をもって活用できるようになります。

本記事では、Raspberry Pi 3を外付けハードディスクから起動・動作させるための手順を詳しく解説します。

注意:ここでRaspberry Pi 3を使用する理由は、外付けハードディスクに別途電源を用意する必要がないためです。Raspberry Pi 3の電源供給能力なら、USBポート経由で外付けハードディスクを駆動できます。ただし、公式のPi電源アダプターを使用するか、最低でも2.5Aの電流出力に対応した電源アダプターを必ずご使用ください。

作業を始める前に、このチュートリアルに必要なものを確認しておきましょう。

事前準備：必要なもの

1. Raspberry Pi 3本体
2. PIXELがインストールされたmicroSDカード(4GB以上)。本チュートリアルでは、microSDカードにすでにPIXELが正常にインストールされていることを前提としています。OSイメージの作成方法については、関連チュートリアルをご参照ください。
3. Ext4でフォーマット済みの外付けハードディスク(GPartedやfdiskコマンドを使ってExt4形式にフォーマットできます)

外付けハードディスクのセットアップ手順

1. 接続と起動

microSDカードをRaspberry Pi 3に挿入し、外付けハードディスクをUSBポートに接続します。その後、Piの電源を入れます。

2. 外付けHDDをマウントする

デスクトップが表示されたらターミナルを開き、rootアカウントにログインして外付けハードディスクをマウントします。

sudo su
mount /dev/sda /mnt

3. rsyncをインストールする

次に、rsyncがまだインストールされていない場合はインストールします。

apt-get install rsync

4. ファイルをコピーする

microSDカード内のすべてのファイルを外付けハードディスクにコピーします。rsyncを使用することで、ファイルのパーミッションや所有権情報もそのまま維持されます。

sudo rsync -axv / /mnt

5. 起動設定ファイルを編集する

起動用ファイルがすべて外付けハードディスクにコピーできたら、起動時に外付けハードディスクを参照するよう、スタートアップファイルを修正します。

cp /boot/cmdline.txt /boot/cmdline.txt.bak
nano /boot/cmdline.txt

この行のうち、次の2箇所を編集します。「root=」の値を「/dev/sda1」に変更し、行末に「rootdelay=5」を追加します。

編集後は以下のようになります。

dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/sda1 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait rootdelay=5

6. fstabを編集する

最後に、「/mnt/etc/fstab」にハードディスクのエントリを追加し、起動時に外付けハードディスクのrootフォルダが自動的にマウントされるようにします。

nano /mnt/etc/fstab

ファイルの2行目に以下の行を追加します。

/dev/sda1       /               ext4    defaults,noatime  0       1

さらに、microSDカードからの起動を無効化するため、最終行の先頭に「#」を付けてコメントアウトします。

#/dev/mmcblk0p7  /               ext4    defaults,noatime  0       1

注意:「/dev/mmcblk0p7」はmicroSDカードスロットを指すデバイス名であり、お使いの環境によって表記が異なる場合があります。

編集後のfstabは以下のようになります。

proc            /proc           proc    defaults          0       0
/dev/sda1       /               ext4    defaults,noatime  0       1
/dev/mmcblk0p6  /boot           vfat    defaults          0       2
#/dev/mmcblk0p7  /               ext4    defaults,noatime  0       1

以上で設定は完了です。Piを再起動すると、外付けハードディスクから起動して動作するようになります。なお、microSDカードはスロットに挿入したままにしておく必要があります。Piは起動時にまずmicroSDカードからスタートアップファイルを読み込み、その後外付けハードディスクから起動する仕組みになっているためです。

応用編：スワップファイルサイズの拡張(任意)

外付けハードディスクに十分な空き容量がある場合は、スワップファイルのサイズを拡大することで、Piの動作をより快適にできます。

1. ターミナルを開き、rootアカウントにログインします。

sudo su

2. スワップファイルの設定を編集します。

nano /etc/dphys-swapfile

「CONF_SWAPSIZE」の値を100から512に変更し、保存してファイルを閉じます。

3. サービスを再起動して、変更内容を反映させます。

sudo dphys-swapfile setup
sudo /etc/init.d/dphys-swapfile stop
sudo /etc/init.d/dphys-swapfile start

まとめ

Raspberry Pi 3は、RAMの増量、WiFiモジュールの搭載、そして外付けハードディスクを駆動できる十分な電源供給など、実用的な改良が数多く加えられています。これにより、より大規模で負荷の高いプロジェクトにも対応できるようになりました。一方で、小容量のmicroSDカードは制約要因となりやすく、読み書き速度の遅さやデータ破損のリスクも懸念されます。本記事の手順を実践すれば、Raspberry Piを外付けハードディスクから起動させ、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。