Waveshare PCIe to M.2 Adapter for Raspberry Pi 5 – Supports NVMe Protocol M.2 SSD, HAT+ Standard

Unlock the full potential of your Raspberry Pi 5 with the Waveshare PCIe to M.2 Adapter, a high-performance HAT+ expansion board that adds NVMe solid state drive support to your Raspberry Pi. This adapter utilizes the Raspberry Pi 5’s PCIe 2.0 interface to connect an M.2 NVMe SSD, delivering significantly faster data transfer speeds and superior random access performance compared to traditional USB or microSD storage solutions. Whether you’re building a high-speed data logging system, a network-attached storage (NAS) server, or simply want to improve your Raspberry Pi’s boot and application loading times, this adapter transforms your Pi into a high-performance computing platform.

The board is designed to the official HAT+ standard, ensuring a precise fit and reliable electrical connection to the Raspberry Pi 5’s PCIe connector. It supports NVMe protocol M.2 solid state drives in the popular 2230, 2242, 2260, and 2280 form factors, providing flexibility to choose the capacity and performance level that suits your project needs. The adapter features a 12mm standoff height to prevent interference with the Pi’s heat sink, and includes a flat FFC cable for flexible placement of the SSD.

Key Features

High-Speed PCIe Interface

Leverages the Raspberry Pi 5’s PCIe 2.0 x1 interface, delivering theoretical data rates of up to 4.0 Gbps, which translates to real-world read/write speeds significantly faster than USB 3.0 or microSD card storage.

Supports NVMe M.2 SSDs

Designed for M.2 NVMe solid state drives (not SATA). Supports multiple M.2 key types (typically M-Key) and lengths including 2230, 2242, 2260, and 2280, allowing you to choose from a wide range of high-performance SSDs.

HAT+ Standard Compliant

Manufactured to the official Raspberry Pi HAT+ specification, ensuring a perfect mechanical fit and reliable electrical connection with the Raspberry Pi 5’s 40-pin GPIO header and PCIe connector.

Flexible SSD Placement

Includes a flat FFC (Flexible Flat Cable) that allows you to position the M.2 SSD board away from the Pi. This provides flexibility for fitting the SSD above, below, or remotely from the main board, accommodating various enclosures and heat sink configurations.

NVMe Boot Support

Allows your Raspberry Pi 5 to boot directly from the NVMe SSD (requires appropriate bootloader configuration), dramatically improving system boot time and overall OS responsiveness.

Standard M.2 Connector

Features an M.2 M-Key socket, the industry-standard interface for NVMe SSDs, ensuring broad compatibility with most high-speed M.2 drives available on the market.

Durable Construction

Built with high-quality PCB material and components, ensuring long-term reliability and stable operation even under heavy data transfer loads.

Specifications

Wiring Diagram

Hardware Installation

Raspberry Pi 5                    Waveshare PCIe to M.2 Adapter
-------------------               ------------------------------
PCIe FFC Connector   <---------->  PCIe FFC Connector (via flat cable)
40-pin GPIO Header   <---------->  GPIO Passthrough Header

SSD Mounting

M.2 NVMe SSD (2230/2242/2260/2280) ──── M.2 M-Key Socket (on Adapter)

Physical Configuration

The adapter consists of two main boards connected by a flat FFC cable:

• Base Board: Plugs into the Raspberry Pi 5’s GPIO header and PCIe connector

• SSD Board: Holds the M.2 NVMe SSD, can be positioned flexibly using the included FFC cable

This design allows you to mount the SSD on top of the adapter (using provided standoffs), or in other positions to fit within custom enclosures.

Software Setup

Step 1: Enable PCIe on Raspberry Pi 5

# Edit config.txt
sudo nano /boot/firmware/config.txt

# Add the following line to enable PCIe Gen 2
dtparam=pciex1

# Save and reboot
sudo reboot

Step 2: Configure NVMe Boot (Optional – to boot from NVMe)

# Update the bootloader to support NVMe boot
sudo rpi-eeprom-update -d -a

# Check the boot order configuration
sudo rpi-eeprom-config

# If needed, set boot order to prioritize NVMe
# NVMe boot configuration typically requires specific eeprom settings

Step 3: Format and Mount the NVMe SSD

# Check if the NVMe drive is detected
sudo lspci

# List block devices
lsblk

# The NVMe drive typically appears as /dev/nvme0n1

# Partition and format (example)
sudo fdisk /dev/nvme0n1
# Create partition, then format as ext4
sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1

# Create mount point and mount
sudo mkdir /mnt/nvme
sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/nvme

Step 4: Automount on Boot (add to /etc/fstab)

echo "/dev/nvme0n1p1 /mnt/nvme ext4 defaults 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab

Performance Comparison

Note: Actual speeds depend on specific SSD model and Raspberry Pi OS configuration.

Common Applications

• High-speed data logging and acquisition systems

• Network-attached storage (NAS) server for home or small office

• Fast boot drive for Raspberry Pi 5 desktop replacement

• Database server or web hosting on Raspberry Pi

• Media center storage for 4K video streaming

• Virtualization and container hosting

• Development workstation with fast compile times

• Edge computing and AI inference storage

Important Usage Notes

• This adapter supports NVMe M.2 SSDs only. SATA M.2 SSDs (B-Key or B+M Key) are not compatible

• For best performance, use a high-quality NVMe SSD with sufficient speed rating

• The Raspberry Pi 5’s PCIe bus shares bandwidth with other peripherals; actual throughput may vary

• Ensure adequate power supply for the SSD; high-performance NVMe drives may require more power

• The adapter does not require additional power; it draws from the Raspberry Pi’s PCIe and GPIO pins

• Always handle the FFC cable carefully to avoid damage to the fine traces

Package Contents

• 1 x Waveshare PCIe to M.2 Adapter Board (Base + SSD board)

• 1 x PCIe FFC Cable (adapter connection)

• 1 x M.2 Mounting Screw Set

• 1 x Screwdriver

• 1 x 12mm Standoff Set

محول Waveshare PCIe إلى M.2 لـ Raspberry Pi 5 – يدعم بروتوكول NVMe لمحركات M.2 SSD، معيار HAT+

أطلق الإمكانات الكاملة لجهاز Raspberry Pi 5 الخاص بك باستخدام محول Waveshare PCIe إلى M.2، وهي لوحة توسعة HAT+ عالية الأداء تضيف دعم قرص SSD NVMe إلى Raspberry Pi الخاص بك. يستخدم هذا المحول واجهة PCIe 2.0 في Raspberry Pi 5 لتوصيل قرص M.2 NVMe SSD، مما يوفر سرعات نقل بيانات أسرع بشكل ملحوظ وأداء وصول عشوائي فائق مقارنة بحلول التخزين التقليدية عبر USB أو بطاقات microSD. سواء كنت تبني نظام تسجيل بيانات عالي السرعة أو خادم تخزين متصل بالشبكة أو ترغب ببساطة في تحسين أوقات تشغيل Raspberry Pi وتحميل التطبيقات، فإن هذا المحول يحول Pi الخاص بك إلى منصة حوسبة عالية الأداء.

تم تصميم اللوحة وفقًا لمعيار HAT+ الرسمي، مما يضمن ملاءمة دقيقة واتصالًا كهربائيًا موثوقًا بموصل PCIe في Raspberry Pi 5. تدعم محركات أقراص NVMe M.2 SSD بأحجام 2230 و 2242 و 2260 و 2280 الشائعة، مما يوفر مرونة لاختيار السعة ومستوى الأداء الذي يناسب احتياجات مشروعك. تتميز اللوحة بارتفاع دعامة 12 مم لمنع التداخل مع مشتت حراري Pi، وتتضمن كابل FFC مسطح لوضع مرن لقرص SSD.

المميزات الرئيسية

واجهة PCIe عالية السرعة

تستفيد من واجهة PCIe 2.0 x1 في Raspberry Pi 5، مما يوفر معدلات بيانات نظرية تصل إلى 4.0 جيجابت في الثانية، مما يترجم إلى سرعات قراءة/كتابة أسرع بشكل ملحوظ من تخزين USB 3.0 أو بطاقة microSD.

دعم NVMe M.2 SSDs

مصممة لمحركات أقراص M.2 NVMe SSD. تدعم أحجام 2230 و 2242 و 2260 و 2280، مما يسمح لك بالاختيار من مجموعة واسعة من محركات SSD عالية الأداء.

متوافق مع معيار HAT+

مصنوعة وفقًا لمواصفات Raspberry Pi HAT+ الرسمية، مما يضمن ملاءمة ميكانيكية مثالية واتصالًا كهربائيًا موثوقًا برأس GPIO 40 دبوس وموصل PCIe في Raspberry Pi 5.

وضع SSD مرن

يتضمن كابل FFC مسطح يسمح لك بوضع لوحة M.2 SSD بعيدًا عن Pi. يوفر هذا مرونة لتركيب SSD فوق أو أسفل أو بعيدًا عن اللوحة الرئيسية، لاستيعاب العلب المختلفة وتكوينات المشتت الحراري.

دعم التمهيد من NVMe

يسمح لجهاز Raspberry Pi 5 الخاص بك بالتمهيد مباشرة من قرص NVMe SSD، مما يحسن بشكل كبير وقت تمهيد النظام واستجابة نظام التشغيل بشكل عام.

موصل M.2 قياسي

يتميز بمقبس M.2 M-Key، الواجهة القياسية الصناعية لمحركات NVMe SSD، مما يضمن توافقًا واسعًا مع معظم محركات M.2 عالية السرعة المتوفرة في السوق.

هيكل متين

مصنوع من مواد PCB عالية الجودة ومكونات متينة، مما يضمن موثوقية طويلة الأمد وتشغيلًا مستقرًا حتى تحت أحمال نقل البيانات الثقيلة.

المواصفات الفنية

مخطط التوصيل

تركيب الأجهزة

Raspberry Pi 5                    محول Waveshare PCIe إلى M.2
-------------------               ------------------------------
موصل PCIe FFC       <---------->  موصل PCIe FFC
رأس GPIO 40 دبوس    <---------->  رأس تمرير GPIO

إعداد البرمجيات

تمكين PCIe على Raspberry Pi 5

sudo nano /boot/firmware/config.txt
# أضف السطر التالي
dtparam=pciex1
sudo reboot

التحقق من اكتشاف NVMe

sudo lspci
lsblk

تهيئة وتثبيت قرص NVMe

sudo fdisk /dev/nvme0n1
sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1
sudo mkdir /mnt/nvme
sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/nvme

التطبيقات الشائعة

• أنظمة تسجيل واكتساب البيانات عالية السرعة

• خادم تخزين متصل بالشبكة للمنزل أو المكتب الصغير

• قرص تمهيد سريع لـ Raspberry Pi 5

• خادم قواعد بيانات أو استضافة ويب

• تخزين مركز وسائط لبث فيديو 4K

• حوسبة متطورة وتخزين للاستدلال بالذكاء الاصطناعي

محتويات العلبة

• 1 × لوحة محول Waveshare PCIe إلى M.2

• 1 × كابل PCIe FFC

• 1 × مجموعة براغي تثبيت M.2

• 1 × مفك براغي

• 1 × مجموعة دعامات 12 مم