SD卡能干啥：在SD卡上安装Ubuntu双系统+闪迪Extreme Pro内存卡晒单

追加修改(2020-04-01 23:50:33):
extreme pro使用的不是MLC而是TLC，pro与非pro的区别仅在于读速度（而且需要用特殊读卡器）。因此京东入手extreme即可，省钱。

对于有Linux+Windows的重度使用需求的人来说，WSL (Windows Subsystem for Linux)是一个十分微妙的功能：它大多数时候可以达到90%的功能，但是又缺乏那剩下的10%。尽管WSL2的推出（可以在20H1预览版中获得）弥补了剩下的10%中的5%，但有着微软内核的Linux总给人缺少了灵魂的感觉。安装双系统是一个解决方案，但用户需要处理好两个系统各自的磁盘分区，毕竟这意味着两个分区从此分道扬镳。如果遇到磁盘空间不充裕，还不可手动换硬盘的情况，那更是雪上加霜。

Surface用户自然明白我说的什么意思。制造商关上了一扇门的同时，又会给你打开一扇窗。对于拥有MicroSD (TF) 卡槽的电脑，完全可以利用TF卡作为储存设备存放Linux系统。相比于直接在原有的硬盘或者外接硬盘上安装，TF卡安装有如下的好处：

1. 不占用内置硬盘空间：绝大多数超级本都不支持双固态，还有很多设备是板载硬盘无法更换
   

2. 外观简洁，不需要占用USB口：超级本一共就一两个USB口，挂着个硬盘多难看

3. 移除方便，不影响原有硬盘：去掉TF卡开机直接进入原系统，和GRUB说再见

当然同时也有一些缺点，由于TF卡没有缓存，密集IO的任务难以胜任。swap放在TF卡上也不太现实，要么内存16G一步到位，或在原有内置硬盘上划出一小块空间充当虚拟内存。总的来说：按照本文操作，带来的体验完全不亚于Windows。

选择TF(SD)卡

很多单片机都使用TF卡作为储存，最著名的便是树梅派。TF卡有三个指标需要关注：容量、顺序写入以及随机写入。随机写入这一参数很少有人关注：因为大多数TF卡应用场景——存放视频、照片只需顺序写入高即可。目前TF卡随机写入标准有两个，A1以及A2。A1要求读取达到1500 IOPS，写入达到500 IOPS。而A2要求读取4000 IOPS，写入2000 IOPS。后者与混合硬盘性能接近，完全满足Linux的要求。

选择TF卡的原因主要是因为TF卡较小，通常可以完全插入设备而不露出

目前市面上A2卡主要有两家：闪迪Extreme (Pro)以及灵车级别的雷沙克667x。其中Extreme Pro采用MLC颗粒，其余TLC。当然并不是说没有A2标识就不适合用于系统盘。不同TF卡的CrystalDiskMark测评结果数据显示4K读取都相差无几，集中在7~9 MB/s之间。但闪迪Extreme Pro与三星Evo Plus 4K写入都能达到4 MB/s (1000 IOPS)，不过还是达不到标称。当然这不是大问题，MLC+京东终身质保售后才是重点。总的来说：不差钱上京东Extreme Pro（1 GB 2元），不怕翻车上淘宝雷沙克667x（1 GB 0.8元），其余选Extreme或三星Evo Plus。另外有售后需求选择京东，终身质保，写坏换新。

至于容量，有较多数据/软件需求的可以选择128G，普通使用64G足矣。手上有现成的32G内存卡也可以直接安装。A1 A2并不是必需，只是在打开大型软件如PyCharm，WPS上会有些吃亏。（Class 10及以下的内存卡除外）

烧写系统

把系统烧写进入TF卡就好了？没那么简单。为了能安装到TF卡上，你还需要额外准备一个设备——可以是另一个SD卡，也可以是一个U盘，大小4 GB以上就行。从各个镜像站（中科大、清华TUNA、网易、腾讯）根据处理器架构下载好19.10的安装包（通常来说你需要下载ubuntu-19.10-desktop-amd64.iso，注意一定要desktop版，不能server版），使用Rufs、Etcher等烧写工具写入镜像到额外的设备上：

用Ether选择镜像，选择4 GB U盘后烧录即可得到Ubuntu安装盘

获得Ubuntu安装盘后，安装盘与TF卡都连接上电脑。进入BIOS更改BOOT选项，启动后进入Ubuntu 19.10安装界面。建议选择仅安装系统与浏览器，LibreOffice以及其他杂七杂八软件都不安装。安装更新或者驱动程序是可选的——不过反正安装完成后要自己重新打驱动。

不需要考虑分区的问题，因为整个SD卡都用于Ubuntu系统，大胆选择清除硬盘并安装Ubuntu，随后点击下一步（不是开始），一定再次选择安装的位置：TF卡，不是固态硬盘。

一定要确认格式化的是SD卡

一切准备好了之后，开始第二次烧录系统。这次用时会比较久，大约半个小时才能结束（取决于内存卡以及是否选择安装更新）。

配置系统

安装结束关机，推出安装盘，进入BIOS选择Ubuntu后，开机就进入系统了。不同型号的电脑的驱动可能存在不同程度的问题，例如WiFi不可用（需要使用蓝牙网络连接或者有线网下载驱动，部分时候需要自行编译驱动），屏幕亮度不可调（最简单的方法是用icc改），没有声音（声卡驱动问题），没有摄像头（还是驱动问题）。不过只要网络蓝牙显示器正常，剩下的都是小问题。

不过有一件事一定要注意：TF卡IO太弱。要么电脑内存8G往上，swap（虚拟内存）根本没必要。要么就给内置固态硬盘压缩出6 G左右空间，配合内存使用。删除swap的方法如下：

sudo swapoff /swapfile_location

sudo rm /swapfile_location

删除之后用free看一下内存，就能看到swap已经不见了。随后利用工具GParted给内置固态Resize一下，减少6 G的空间。随后给未分配分区新建linux-swap分区，并直接在软件中swapon：

安排上了

再次free一下，就能看到swap又回来了。未更改前在进行密集IO处理时整个屏幕会明显变卡，而swap更改之后系统则一如既往地流畅。

安装完成后的结果

为了安装Ubuntu，双十一我购入了Sandisk Extreme Pro 128G内存卡。Extreme 64 G内存卡以及三星32G Evo+是之前购买的，通过这三张卡进行了安装测试以及系统实操体验。这三个内存卡分别可以代表最高配置、中等配置以及基础配置。在使用Extreme Pro时，我甚至忘记挂载swap分区了——系统整体十分流畅。在仅运行PyCharm的时候存在些许卡顿，整体而言可以接受。在多任务环境下还是会有明显的卡顿（TexStudio+Mathematica+PyCharm以及打开10个标签页的Chromium）。相比之下，32G三星入门卡就显得有些迟钝了，重度使用时经常出现屏幕卡住几秒以上的情况。Extreme的表现和Extreme Pro差不多，这并不令人意外。两者只是TLC与MLC的区别而已，只有等大量数据写入，对闪存寿命有影响的时候才能拉开差距。

大致代表MLC+A2 TLC+A2以及普通U1三种sd卡的水平

内存卡好不好，磁盘测试跑一个才知道。使用LemonBench脚本进行磁盘读写测试，其中最考验TF卡的项目是1000 MB 4K块的写入。最终花的时间是537 s，即不到500 IOPS。这与最开始期望的2000 IOPS或者测试中的1000 IOPS相差甚远，但可以接受。第一是使用的ext4分区，相比exfat多出了日志。其次测试模仿的是正常使用的情况，读写的同时我也在进行其他操作。密集的读写并没有对我的使用造成显著影响，其他功能也未因此变得完全无法使用。顺序读写则根本不用操心，61 MB的写入与84 MB的读取，作为系统盘绰绰有余。

LemonBench Linux System Benchmark Utility Version 20191007 BetaVersion

测试开始时间： 2019-11-13 22:06:31
测试结束时间： 2019-11-13 22:20:03
测试模式： 仅磁盘性能测试 (全面测试)

-> 磁盘性能测试 (4K块/1M块, Direct写入)

测试项目 写入速度 读取速度
10MB-4K块 2.0 MB/s (481 IOPS, 5.31 秒) 9.0 MB/s (2201 IOPS, 1.16 秒)
10MB-1M块 51.7 MB/s (49 IOPS, 0.20 秒) 69.1 MB/s (65 IOPS, 0.15 秒)
100MB-4K块 1.8 MB/s (444 IOPS, 57.57 秒) 4.5 MB/s (1087 IOPS, 23.55 秒)
100MB-1M块 63.8 MB/s (60 IOPS, 1.64 秒) 82.9 MB/s (79 IOPS, 1.26 秒)
1000MB-4K块 2.0 MB/s (476 IOPS, 537.37 秒) 8.3 MB/s (2034 IOPS, 125.84 秒)
1000MB-1M块 61.2 MB/s (58 IOPS, 17.13 秒) 83.9 MB/s (79 IOPS, 12.50 秒)
Generated by LemonBench on 2019-11-13T14:20:03Z Version 20191007 BetaVersion

总结

虽然SD卡体验上达不到固态的效果，但（价格早已达到）流畅度和安装机械硬盘的Windows电脑差别不大，甚至略微要好（掉帧的现象在安装固态的Windows上也很常见）。唯一的缺点是sd卡上进行密集的数据写入+日志记录会缩短使用寿命。选择MLC，加上京东的终身质保完全不用担心后者。当然最重要的是多备份，不备份就算是机械也会有风险。

至于闪迪Extreme Pro卡——性价比低。当然我对MLC是刚需，大家各自按照预算入手即可。

本文提及商品：

闪迪（SanDisk）ExtremePROSDXC卡UHS-I64GB399元海囤全球去购买