mbr与gpt分区的区别 (MBR与GPT)

文章编号：8978 更新时间：2024-02-20 分类：互联网资讯 阅读次数：次

资讯内容

对很多PC的经常使用者来说，UEFI就像是一颗深水炸弹，外表惊涛骇浪，暗地里却早已引发了渺小的触动。多亏了Microsoft的蛮横，预装WIN8的电脑指定须要GPT分区这一动作，让人们不由收回感叹：哦天哪，我的电脑里还有这物品？一些好学的人对GPT启动了解以后，进一步发现了咱们的幕后罪人：UEFI。本期文章咱们就来说说，硬盘和硬盘分区这点事。

便捷地说，硬盘分区是就经常使用分区编辑器（partitioneditor）将一个硬盘上划分几个独立的逻辑局部，盘片一旦划分红数个分区，不同类的目录与文件可以存储进不同的分区。越多分区，也就有更多不同的中央，可以将文件的性质区分得更细，依照更为细分的性质，存储在不同的中央以治理文件；但太多分区就成了费事。

硬盘分区就像给一间空荡的房子划分出卧室，厨房，客厅等相互隔离的空间一样。重要是为了方面用户的经常使用。另一方面，经过正当的硬盘分区，有效包全系统盘空间，确实能够提高系统运转速度，再者，硬盘分区也可以有效地对数据启动包全。你当然可以不分区，只不过，当你面对越来越多的子目录，或许是越来越慢的Windows，不得不费功夫去治理你的文件，或许重装Windows的时刻，恐怕会悔不现在。不要把一切的鸡蛋放在同一个篮子里这句至理名言在经济学以外的其余畛域也雷同是句警世恒言。

在解说MBR之前，有必要讲讲机械硬盘的一些关系概念，毕竟MBR作为20世纪最棒的磁盘治理形式，与机械硬盘可是咨询严密的

（这样可以更好地理解前面的内容）。

机械硬盘原理

机械硬盘由安全金属资料制成的涂以磁性介质的盘片，盘片两面称为盘面或扇面，都可以记载消息，由磁头对盘面启动操作（假设你有坏的硬盘，可以入手拆开看。嗯？为什么用坏的？用好的或许费钱……）普通用磁头等区分。结构个性选择了机械硬盘假设遭到猛烈冲击（摔在地上或是勤劳的你想拆开学习），磁头与盘面或许发生的哪怕是细微撞击都有或许报废。

继续讲原理：假定磁头不动，硬盘旋转，那么磁头就会在磁盘外表画出一个圆形轨迹并将之磁化，数据就保管在这些磁化区中，称之为磁道，将每个磁道分段，一个弧段就是一个扇区。一个硬盘可以蕴含多个扇面，扇面同轴堆叠搁置，每个盘面磁道数相反，具备相反周长的磁道所构成的圆柱称之为柱面，柱面数与磁道数相等。如下图

了解了这些，咱们就可以对最后的硬盘地址治理形式作一个原理层面的了解：

最后的寻址形式称为CHS，在LBA（LogicalBlockAddress）概念降生之前，由他担任治理磁盘地址。所谓CHS即柱面（cylinder），磁头（header），扇区（sector），经过这三个变量形容磁盘地址，须要明确的是，这里示意的已不是物理地址而是逻辑地址了。这种方法也称作是LARGE寻址形式。该方法下：

硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×扇区大小（普通为512byte）。

起初，人们经过为每个扇区调配逻辑地址，以扇区为单位启动寻址，也就有了LBA寻址形式。但是为了坚持与CHS形式的兼容，经过逻辑变换算法，可以转换为磁头/柱面/扇区三种参数来示意，和LARGE寻址形式一样，这里的地址也是逻辑地址了。（固态硬盘的存储原理虽然与机械硬盘不同，驳回的是flash存储，但依然经常使用LBA启动治理，此处不再详述。）

科普到这里，咱们可以试图去了解MBR分区了。如今咱们来看看MBR分区的技术原理。

MBR原理

MBR：MasterBootRecord，主分区疏导记载。最早在1983年在IBMPCDOS2.0中提出。前面说过，每个扇区/区块都被调配了一个逻辑块地址，即LBA，而疏导扇区则是每个分区的第一扇区，而主疏导扇区则是整个硬盘的第一扇区（主分区的第一个扇区）。MBR就保管在主疏导扇区中。另外，这个扇区里还蕴含了硬盘分区表DPT（DiskPartitionTable），和完结标记字（Magicnumber）。扇区总计512字节，MBR占446字节（0000H-01BDH），DPT占据64个字节（01BEH-01FDH），最后的magicnumber占2字节（01FEH–01FFH）。

如今，咱们来看一个MBR记载的实例：

80010100,0BFEBFFC,3F000000,7E86BB00

其中，80是一个分区的激活标记，示意系统可疏导；010100示意分区开局的磁头等为01，开局的扇区号为01，开局的柱面号为00；0B示意该分区的系统类型是FAT32，其余比拟罕用的有04(FAT16)、07(NTFS)；FEBFFC示意分区完结的磁头等为254，分区完结的扇区号为63、分区完结的柱面号为764；3F000000示意首扇区的相对扇区号为63；7E86BB00示意总扇区数为12289622。

可以看到，在只调配64字节给DPT的状况下，每个分区项区分占用16个字节，因此只能记载四个分区消息，虽然起初为了允许更多的分区，引入了裁减分区及逻辑分区的概念。但每个分区项依然用16个字节存储。能示意的最大扇区数为FFFF,FFFFH，因此可治理的最大空间=总扇区数*扇区大小（512byte），也就是（由于硬盘制作商驳回1:1000启动单位换算，因此也有一说，别怪他们，他们不是程序员）。超越2TB以后的空间，不能调配地址，人造也就无法治理了。

MBR的诸多缺陷使其运行大大受限。硬盘技术一日千里，硬盘容量一日千里（希捷将于往年开卖60TB固态硬盘），多进去的硬盘空间总不能晾着吧，于是，在刚降生的UEFI规范下一同研发了新技术

GPT原理

GPT分区：全称为GloballyUniqueIdentifierPartitionTable，也叫做GUID分区表，它是UEFI规范的一局部。由于硬盘容量的急速增长，MBR的2.2T容量难以满足要求，而UEFIBIOS的推行也为GPT的成功打下了松软的技术基础，GPT应运而生，

咱们来看看GPT的结构图：

等等，MBR是不是走错片场了？答案当然是没有。这里的P意为protective，PMBR存在的意义就是，当不允许GPT的分区工具试图对硬盘启动操作时（例如MS-DOS和Linux的fdisk程序），它可以依据这份PMBR以传统形式启动，环节和MBR+BIOS齐全分歧，极大地提高了兼容性。而允许GPT的系统在检测PMBR后会间接跳到GPT表头读取分区表。和MBR相似，分区表中存储了某个分区的起始和完结位置及其文件系统属性消息，而分区才是实践存在的物理磁盘的一局部。

GPTHDR：GPT表头，如下图，重要定义了分区表中名目数及每项大小，还蕴含硬盘的容量消息。在64位的WindowsServer2003的机器上，最多可以创立128个分区，即分区表中保管了128个项，其中每个都是128字节。（也是EFI规范中的最低要求：分区表最小要有16,384字节）分区表头还记载了这块硬盘的GUID，分区表头位置（总是LBA1）和大小，也蕴含了备份分区表头和分区表的位置和大小消息（LBA-1~LBA-34）。同时还贮存着它自身和分区表的CRC32校验。固件、疏导程序和操作系统在启动时可以依据这个校验值来判别分区表能否出错，假设出错，可以经常使用软件从硬盘最后的备份GPT中复原整个分区表，假设备份GPT也校验失误，硬盘将无法经常使用。详细内容如下表：

PartitionTable：分区表，蕴含分区的类型GUID（如：EFI系统分区的GUID类型是{C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B}），称号，起一直止位置，该分区的GUID以及分区属性。其内容如下：

Microsoft对分区属性做了更详细的区分，目前有：

相较于MBR，GPT具备以下好处：

得益于LBA优化至64位，以及分区表中每项128位设定，GPT可治理的空间近乎有限大，假定一个扇区大小仍为512字节，可示意扇区数为，算上去，可治理的硬盘容量=18EB(1EB=1024PB=1,048,576TB)，2T在它背地齐全不在话下。按目前的硬盘技术来看，确实近乎有限，不过，以后的事谁知道呢。

分区数量简直没有限度，由于可在表头中设置分区数量的大小，假设情愿，设置个分区也可以（有人情愿治理这么多分区吗），不过，目前windows仅允许最大128个分区。

自带保险，由于在磁盘的首尾局部各带一个GPT表头，任何一个遭到破坏后都可以经过另一份复原，极大地提高了磁盘的抗性（两个一同坏的请出门买彩票）。

循环冗余测验值针对关键数据结构而计算，提高了数据解体的检测几率。

虽然目前分区类型不超越百数（十数也没有吧。），GPT仍提供了16字节的GUID来标识分区类型，使其更不容易发生抵触。

每个分区都可以领有一个特意的名字，最长72字节，足够写一首七律了。满足你的各种奇葩起名需求。

完美允许UEFI，毕竟它就是UEFI规范的衍生品。在未来全行业UEFI的情境下，GPT必将更快淘汰MBR。

其余

接上去进入加料期间，更详细的讲述硬盘常识。

前面说到过，磁化的弧段称作一个扇区，一个扇区大小512B，但硬盘在启动文件操作时并非以扇区为单位，而是——簇，簇是系统启动调配的最小单位，一个簇可以蕴含多个扇区，假定目前一个簇蕴含4个扇区，簇大小为2KB，一个文件大小恰为2KB，则占用了簇的一切可用空间，即使你有一个1B大小的文件须要保管，那么你占用的空间也是一个簇，簇内其余空间无法读写。

而对簇的大小启动治理的就是文件系统：

FAT16/FAT32:早期的MS-DOS和WIN95操作系统中最经常出现的硬盘分区格局。一个簇最小为512个字节，其大小可以成倍增长，最大为32K，系统为每个簇调配惟一的索引号——一个16位二进制数来标识。由于16位二进制数最大为65536，所以FAT分区所领有的簇的数量无法能超越65536个。这正是FAT分区大小不能超越2GB的要素。FAT16的继任者——FAT32与其原理基本相反，相比前任好处仅在于分区可以大于2GB，但不能存储大于4GB的单个文件，看看如今一部BD的电影都要3,4个G，显然不能满足时代的需求，被淘汰的很快。

更多FAT文件系统常识：FAT文件系统与UEFI-知乎专栏

NTFS文件系统相比FAT，最大好处在于允许文件加密，经过驳回日志式文件系统，详细记载磁盘的一切读写操作，提高了数据和系统的安保性，另一点则是打破了4GB大小限度。也是目前机械硬盘上的分区干流。不过关于目前越来越亲民的的flash存储，过多的操作记载对存储介质形成了较大的累赘，雷同的存取操作，NTFS下的读写次数就会比FAT32上去得多，形成了寿命较短的缺陷。因此针对移动存储设施和固态硬盘，推出了exFAT文件系统。

exFAT：分区大小和单文件大小最大可达16EB（16×1024×1024TB）；簇大小十分灵敏，最小512B，最高达32MB；驳回了残余空间调配表，空间应用率更高；同一目录下最大文件数可达65536个。其个性未必强于NTFS，重要是针对flash存储设施启动了优化（SSD，U盘），传统硬盘不能格局化为该格局。

要是到如今你对扇区，簇，文件系统，分区几个名词有点混杂，无妨看看下图：

有人会问，图中的怎样突然发生了4k扇区，而且为什么上方又蕴含的是8个512b的扇区呢？边上的伪装是啥意思？祝贺你，你曾经抓住了近年来的硬盘开展潮流。

扇区的大小虽然商定俗成，但其实是可以更改的，开局于2009年早期，硬盘制作商正在从传统的512字节扇区迁徙到更大、更高效的4096字节扇区，国内硬盘设施与资料协会（InternationalDiskDriveEquipmentand

MaterialsAssociation，IDEMA）将之称为初级格局化，也就是如今常说的4K扇区。

多年来，硬盘行业不时驳回512字节扇区。但是，随着硬盘容量的不时增长，扇区大小日渐成为提高硬盘容量和纠错效率方面的制约。扇区分辨率（扇区大小和总存储大小的百分比）越来越低，虽然在治理小型团圆数据时，分辨率越低越好。但现代的计算系统中多的是大型数据块，普通远比传统512字节扇区大小要大得多。另外，随着区域密度的参与，小型512字节扇区在硬盘外表上占用的空间也将越来越小。硬盘扇区中的数据占据的空间越小，失误纠正就会变得越艰巨，由于雷同大小的介质缺陷对总体数据负载侵害的百分比更高，所以就须要更大的纠错强度。如今，硬盘开局经过先进的区域密度来提高失误纠正的下限。因此，为了改善失误纠正和成功格局化效率，提高扇区大小是硬盘行业内的普遍诉求。

不过，由于计算机系统的缓慢开展，少数仍将扇区假定为512字节，因此就发生了4K对齐疑问。即使物理硬盘分区与计算机经常使用的逻辑分区对齐，保障硬盘读写效率。

有4k对齐当然就有4k对不齐。这个锅，或许应该甩给操作系统。硬盘厂商为了保障与操作系统的兼容性，将新规范的"4K扇区"的硬盘模拟成扇区为512B的硬盘，疑问出如今此时：当在一些不凡状况下格局化的系统（比如用ghost11.5以下版本），会自动定义为4096字节大小为一个簇，这没故障，但是，由于其疏导区只占用了不多不少63个扇区，真正的文件系统在63号扇区之后，

咱们可以算出前63个扇区大小为：63*512B=32256B。

63个扇区占用簇个数：32256B/4096B=7.875簇。

从第64个扇区开局，每个簇都会超越两个物理单元，占据前一个单元的一小局部和后一个单元的一大局部，前面说过，系统文件操作以簇为单位，假设每个簇都要用到两个扇区，势必连累读写速度。也就发生了4k对不齐的概念，4K对齐要做的事就是将硬盘的模拟扇区(512B)对齐到的8整数倍个实践4K扇区，即8*4096=32768B，使其正好跨过63扇区的个性，从第64个扇区对齐。

其实不只是操作系统，一些宽泛经常使用的软件程序也或许引发4k对不齐现象。因此，对齐技术的存在确有其必要性。虽然4k肯定取代512b，但冰冻三尺非一日之寒，全行业仍须要一个期间来启动技术的片面推行。

后记

一些经常被问到的关于GPT的疑问：

1.Q：怎样知道我的硬盘是MBR的还是GPT的？

A：windows自带个十分好用的工具-diskpart，便捷几条命令即可，如图：

2.Q：如何将GPT转换为MBR?

A:还是diskpart,(正告：请先备份内容），经过convertmbr指令

不过我还是倡导你不要这样做，毕竟MBR是个被淘汰的技术。在转换之前要删除一切分区或许间接用clean。假设不想失落内容，介绍经常使用AOMEIPartitionAssistantStandard，它是个收费软件。十分好用。为审慎起见还是倡导提早备份内容。

3.Q：GPT真好，我想立刻经常使用，可是如何将MBR转换为GPT？

A：这是个好主意，答案还是Diskpart

在转换之前要删除一切分区或许间接用clean。假设不想失落内容，我介绍经常使用AOMEIPartitionAssistantStandard，它是个收费软件。十分好用。为审慎起见还是倡导提早备份内容。

更多BIOS常识尽在BIOS培训云课堂：