в чем разница между gpt и mbr какой лучше выбрать
MBR или GPT? Что такое структуры накопителей и чем отличаются
Содержание
Содержание
Компьютер, жесткий диск, операционная система — для современного человека, это обыденные вещи. Но все самое интересное, заставляющее компьютер работать так, как мы
к тому привыкли, остается «за кадром». Сегодня поговорим об одной из вещей, которая позволяет существовать разделам на нашем накопителе — способе описания разделов, она же таблица разделов.
Таблица разделов — это структура, где содержится информация обо всех разделах на диске: как он называется (Label), откуда начинается, где заканчивается, какой объем имеет и т.д. Рассмотрим два различных варианта таких таблиц, а именно MBR и GPT.
MBR (Master Boot Record — главная загрузочная запись) непосредственным образом участвует в загрузке операционной системы. Но, кроме этого, она хранит и информацию, позволяющую описать разделы на компьютере. Чтобы объяснить, почему это работает так, а не иначе, и имеет определенные особенности/ограничения, придется немного углубиться в структуру MBR.
Если сигнатура не равна 55AAh, значит, MBR поврежден. В MBR процесс загрузки тесно связан с разделами диска, так как хранятся они «вместе».
Пусть процесс загрузки и не относится к теме материала, упрощенно и кратко расскажем
о нем. После выполнения определенных операций, BIOS читает первый сектор накопителя,
в котором и находится наша главная загрузочная запись. Выполняется код загрузчика, который просматривает таблицу разделов, и передает управление загрузчику операционной системы, который уже ее и загружает.
Вернемся к нашей таблице разделов. На нее выделено 64 байта, разделенных на 4 записи, по 16 байт.
Одна запись — это один раздел, из чего происходит первое ограничение MBR — максимальное число разделов на диске не может быть больше четырех. Но это утверждение правда лишь наполовину: нельзя создать больше четырех основных разделов. Но об этом чуть позже, сейчас же посмотрим на структуру самой 16-ти битной записи.
Самый первый бит в записи обозначает признак активности раздела — т.е. признак того, что операционную систему следует загружать именно из этого раздела — и может иметь значения 80h (раздел активен) и 00h (раздел не активен). Установленная операционная система должна находиться именно на активном разделе. Данное правило справедливо для стандартного загрузчика ОС семейства Windows — NTLDR, а вот для UNIX-систем это нужно не всегда.
А теперь переместимся в конец записи — к последним четырем байтам. Именно они в ответе за самое известное ограничение, связанное с использованием MBR — максимальный размер раздела.
На описание количества секторов в разделе отводится 4 байта, следовательно количество секторов ограничено величиной 232, где степень — это количество бит описания (4 байта = 32 бита). Поскольку размер сектора равен 512 бит, то максимальный размер раздела, который можно описать в таблице разделов MBR, составляет 232 x 512 = 2 ТБ. Те самые «два терабайта», набившие оскомину. Это техническое ограничение не обойти.
Расширенный раздел
Но давайте вернемся к тому, что максимальное количество разделов в таблице разделов ограничено четырьмя. Чтобы это обойти, был придумал особый тип раздела — расширенный (Extended Partition). Внимательный читатель заметил, что из 16 байт описания раздела один отведен именно под указание его типа. Для расширенного раздела там прописывается 0Fh (для современный Windows систем).
Расширенный раздел сильно отличается от остальных типов разделов. Он описывает не раздел, а некое пространство, где находятся логические диски. Наглядно это можно изобразить примерно так.
На рисунке видно, что на логическом диске находится один основной и один расширенный раздел. «Внутри» расширенного раздела создано шесть логических дисков (хотя в силу определенных причин во многих случаях будет использоваться термин «логический раздел»). Для созданных таким образом разделов есть некоторые ограничения, по сравнению
с основными. Например, они не могут быть активными.
GPT (GUID Partition Table) — таблица разделов GUID, создана для замены MBR и является частью UEFI, который в свою очередь пришел на замену BIOS. В новой версии таблицы разделов постарались убрать ограничения и недочеты MBR, которые были неявны на момент ее создания, но проявились с развитием технологий.
Как видно из расшифровки, основа GPT — GUID — Globally Unique Identifier — 128-битный статистически уникальный идентификатор. Уникальность здесь не стопроцентная, но поскольку количество вариантов равно 2 в 128 степени, то вероятность получить одинаковые GIUD (например, для разделов) крайне мала. Выглядит он как последовательность из 32 шестнадцатеричных цифр, разделенных на группы.
024DEE41-33E7-11D3-9D69-0008C781F39F — пример того, как выглядит GUID раздела с MBR.
Ниже вы можете видеть схематическое изображение структуры GPT. Кратко рассмотрим ее.
В первом физическом блоке диска, а точнее в блоке LBA0, поскольку GPT оперирует именно LBA адресами, расположен защитный (Protective) MBR. Его основное назначение — «защита» структуры диска благодаря обеспечению совместимости с устаревшим программным обеспечением, работающим с MBR, но «не знающем» о GPT.
В LBA1 находится основной заголовок GPT. В нем содержатся различные данные, например, где начинается и заканчивается область для размещения разделов, а также контрольные суммы самого заголовка и таблицы разделов, по которым происходит проверка их целостности.
Далее, начиная с блока LBA2, находится массив записей о разделах на диске. Каждая такая запись имеет размер 128 байт (размер может меняться в большую сторону), а на весь массив выделяется 16384 байта, что дает 32 LBA (для 64-битных ОС Windows). Таким образом, можно создать до 128-ми разделов.
Именно в каждой записи указывается GUID раздела, типа раздела, стартовый и конечный блоки (LBA) раздела. На последние выделяется по 8 бит данных, что теоретически позволяет создать раздел размером до 9,4 ЗБ (Зеттаба́йт, 1021). Фактически, размер раздела ограничен используемой ОС.
Достоинства и недостатки MBR и GPT
Итак, попробуем обобщить все вышесказанное в более краткой форме, указав сильные
и слабые стороны обоих решений.
Плюсы
Минусы
Плюсы
Минусы
Нет сомнений, что за GPT будущее. Его использование в современных ПК позволяет не думать о том, что в последующем можно натолкнуться на какие-либо ограничения. С другой стороны, на данный момент, обычный среднестатистический пользователь может с одинаковым успехом использовать любой из двух вариантов, и не замечать никакой разницы, если диски в его ПК не больше 2 ТБ.
Сравнение структур разделов GPT и MBR
Вы когда-нибудь задумывались о том, как загружается компьютер? Независимо от аппаратуры и операционной системы, все компьютеры при загрузке используют или традиционный метод BIOS-MBR, или более современный UEFI-GPT, реализованный в последних версиях ОС.
В этой статье мы сравним структуры разделов GPT и MBR; GPT означает GUID Partition Table, а MBR — Master Boot Record. Начнём с того, что разберём сам процесс загрузки.
В следующих главах выделяются различия между стилями разделов GPT и MBR, в том числе приводятся инструкции, как осуществить преобразование между двумя стилями, и советы, какой из них выбрать.
Понимание процесса загрузки
Когда вы нажимаете кнопку питания на своём ПК, стартует процесс, который в итоге приведёт к загрузке операционной системы в память. Первая команда зависит от того, какова структура разделов на вашем жёстком диске.
Если два вида структур разделов: MBR и GPT. Структура разделов на диске определяет три вещи:
Процесс загрузки MBR
Вернёмся к процессу загрузки. Если в вашей системе используется структура разделов MBR, то первый процесс выполнения загрузит BIOS. Базовая структура ввода-вывода (Basic Input/Output System) включает в себя микропрограмму загрузчика. Микропрограмма загрузчика содержит низкоуровневые функции, такие как ввод с клавиатуры, доступ к видеодисплею, осуществление дисковых операций ввода-вывода и код для загрузки начальной стадии загрузчика. До того как BIOS может определить загрузочное устройство, он выполняет последовательность функций системной конфигурации, начиная со следующих:
VBR обычно содержит начальный загрузчик программ — Initial Program Loader (IPL), этот код инициирует процесс загрузки. Начальный загрузчик программ включает в себя вторую стадию загрузчика, который затем загружает операционную систему. На системах семейства Windows NT, таких как Windows XP, начальный загрузчик программ сначала загружает другую программу под названием NT Loader (аббревиатура NTLDR), которая затем загружает операционную систему.
Для операционных систем на ядре Linux используется загрузчик GRUB (Grand Unified Bootloader). Процесс загрузки похож на описанный выше, единственная разница в наименовании загрузчиков на первой и второй стадии.
В GRUB первая стадия загрузчика называется GRUB Stage 1. Она загружает вторую стадию, известную как GRUB Stage 2. Вторая стадия загружает получает список операционных систем на жёстких дисках и предоставляет пользователю список для выбора ОС для загрузки.
Процесс загрузки GPT
На том же этапе загрузки в структуре разделов GPT происходит следующее. GPT использует UEFI, в котором нет такой как у MBR процедуры хранения в загрузочном секторе первой стадии загрузчика с последующим вызовом второй стадии загрузчика. UEFI — унифицированный расширяемый интерфейс прошивки (Unified Extensible Firmware Interface) — является более продвинутым интерфейсом, чем BIOS. Он может анализировать файловую систему и даже сам загружать файлы.
После включения вашего компьютера UEFI сначала выполняет функции системной конфигурации, также как и BIOS. Это управление энергопотреблением, установка дат и других компонентов управления системой.
Затем UEFI считывает GPT — таблицу разделов GUID. GUID расшифровывается как «глобальный уникальный идентификатор» (Globally Unique Identifier). GPT располагается в первых секторах диска, сразу после сектора 0, где по-прежнему хранится главная загрузочная запись для Legacy BIOS.
GPT определяет таблицу разделов на диске, на которой загрузчик EFI распознает системный раздел EFI. Системный раздел содержит загрузчики для всех операционных систем, установленных на других разделах жёсткого диска. Загрузчик инициализирует менеджер загрузки Windows, который затем загружает операционную систему.
Для операционных систем на ядре Linux существует версия GRUB с поддержкой EFI, которая загружает файл, такой как grub.efi, или загрузчик EFI, который загружает свой файл, такой как elilo.efi.
Вы можете заметить, что и UEFI-GPT, и BIOS-MBR передают управление загрузчику, но сами напрямую не грузят операционную систему. Однако в UEFI не требуется проходиить через несколько стадий загрузчика, как в BIOS. Процесс загрузки происходит на самой ранней стадии, в зависимости от вашей аппаратной конфигурации.
Различия между структурами разделов GPT и MBR
Если вы когда-нибудь пытались установить Windows 8 или 10 на новый компьютер, то скорее всего видели вопрос: какую структуру разделов использовать, MBR или GPT.
Если вам хочется узнать больше или вы планируете установить новую операционную систему на компьютер, то читайте дальше. Мы уже рассмотрели различия в процессах загрузки, которые стоит держать в уме, разбивая диск или выбирая структуру разделов.
GPT — более новая и продвинутая структура разделов, и у неё много преимуществ, которые я перечислю ниже. MBR используется давно, она стабильная и обладает максимальной совместимостью. Хотя GPT со временем может вытеснить MBR, поскольку предлагает более продвинутые функции, но в некоторых случаях можно использовать только MBR.
Главная загрузочная запись
MBR — традиционная структура для управления разделами диска. Поскольку она совместима с большинством систем, то по-прежнему широко используется. Главная загрузочная запись расположена в первом секторе жёсткого диска или, проще говоря, в самом его начале. Она содержит таблицу разделов — информацию об организации логических разделов на жёстком диске.
MBR также содержит исполняемый код, который сканирует разделы на предмет активной ОС и инициализирует процедуру загрузки ОС.
Диск MBR допускает только четыре основных раздела. Если вам нужно больше, то можно назначить один из разделов расширенным разделом, и на нём можно создавать больше подразделов или логических дисков.
MBR использует 32 бита для записи длины раздела, выраженной в секторах, так что каждый раздел ограничен максимальным размером 2 ТБ.
Таблица разделов GUID (GPT)
GPT — более новый стандарт для определения структуры разделов на диске. Для определения структуры используются глобальные уникальные идентификаторы (GUID).
Это часть стандарта UEFI, то есть систему на основе UEFI можно установить только на диск, использующий GPT, например, таково требование функции Windows 8 Secure Boot.
GPT допускает создание неограниченного количества разделов, хотя некоторые операционные системы могут ограничивать их число 128 разделами. Также в GPT практически нет ограничения на размер раздела.
GPT против MBR
Совместимость с операционными системами
Первый сектор (сектор 0) на диске GPT содержит защитную запись MBR, в которой записано, что на диске один раздел, который распространяется на весь носитель. В случае использования старых инструментов, которые читают только диски MBR, вы увидите один большой раздел размером с весь диск. Защитная запись сделана для того, чтобы старый инструмент ошибочно не воспринял диск как пустой и не перезаписал данные GPT новой главной загрузочной записью.
MBR защищает данные GPT от перезаписи.
Apple MacBook’и используют GPT по умолчанию, так что невозможно установить Mac OS X на систему MBR. Даже хотя Mac OS X может работать на диске MBR, но установка на него невозможна. Я пыталась сделать это, но безуспешно.
Большинство операционных систем на ядре Linux совместимы с GPT. При установке ОС Linux на диск в качестве загрузчика будет установлен GRUB 2.
Для операционных систем Windows загрузка из GPT возможна только на компьютерах с UEFI, работающих под 64-битными версиями Windows Vista, 7, 8, 10 и соответствующими серверными версиями. Если вы купили ноутбук с 64-битной версией Windows 8, то с большой вероятностью там GPT.
Windows 7 и более ранние системы обычно устанавливают на диски с MBR, но вы всё равно можете преобразовать разделы в GPT, как будет рассказано ниже.
Все версии Windows Vista, 7, 8, 10 могут считывать и использовать данные из разделов GPT — но они не могут загружаться с таких дисков без UEFI.
Так GPT или MBR?
Вы можете комфортно себя чувствовать и с MBR, и c GPT. Но учитывая преимущества GPT, упомянутые ранее, и факт постепенного перехода современных компьютеров на эту технологию, вы можете предпочесть GPT. Если цель заключается в поддержке старого оборудования или нужно использовать традиционный BIOS, то вы застряли на MBR.
Проверьте тип раздела жёсткого диска
На каждом жёстком диске под Windows можно проверить тип разделов с помощью «Управления дисками» (Disk Management). Для запуска «Управления дисками» сделайте следующее:
Нажмите сочетание «горячих клавиш» Windows+R, откроется окно для запуска программ.
Наберите diskmgmt.msc и нажмите клавишу Enter.
Windows просканирует жёсткие диски и вскоре покажет их. Для проверки типа разделов любого жёсткого диска нажмите правой кнопкой мыши на плашку диска в нижней части интерфейса. Нужно нажимать на «Диск 0», «Диск 1» и так далее, а не на разделы.
В появившемся контекстном меню выберите «Свойства». Откроется окно со свойствами выбранного диска.
Перейдите на вкладку «Тома» и посмотрите на значение «Стиль раздела».
В списке перечислены все диски. В колонке Gpt указан стиль раздела для каждого диска. Если видите звёздочку в колонке, то это GPT, если её нет — это MBR.
Преобразование между MBR и GPT во время установки Windows
Есть два типичных сообщения об ошибке, которые могут возникнуть при установке Windows на жёсткий диск:
Как вы уже знаете, MBR и GPT — это две абсолютно разные структуры разделов жёсткого диска. MBR — это традиционная структура разделов, а GPT — более новая.
Ошибка № 1 возникает, когда вы пытаетесь установить Windows на компьютер с UEFI, а раздел жёсткого диска не сконфигурирован для режима UEFI или совместимости с Legacy BIOS. Microsoft TechNet предлагает два варианта решения проблемы.
Инструкции для преобразования жёсткого диска с MBR на GPT
С помощью Windows Setup
Инструкции для преобразования жёсткого диска с GPT на MBR
Иногда бывает необходимо преобразовать диск в структуру разделов MBR. Например, если во время установки Windows возникает такое сообщение об ошибке:
«Windows не может быть установлена на этот диск. Выбранный диск имеет стиль разделов GPT»
Загрузка с GPT поддерживается только в 64-битных версиях Windows Vista, 7, 8, 10 и соответствующих серверных версиях на UEFI-системах. Это сообщение об ошибке означает, что ваш компьютер не поддерживает UEFI, а поэтому вы можете использовать только BIOS, который работает со структурой разделов MBR.
Microsoft TechNet предлагает два варианта решения проблемы.
С помощью Windows Setup
В чем разница между дисками MBR и GPT — что лучше?
При добавлении нового HDD или SSD к вашему компьютеру система поинтересуется у вас, как инициализировать ваш диск – в MBR или GPT. Возможно, вы уже встречались с этими терминами ранее, или столкнулись с ними совсем недавно, и хотите разобраться, какова суть и смысловая нагрузка данных понятий. В этой статье я расскажу, что такое MBR и GPT, какая между ними разница, а также какая из этих схем больше подойдёт для вашего ПК.
Как различаются диски MBR и GPT
«MBR» (аббревиатура от слов «Master Boot Record» — главная учётная запись) и «GPT» (аббревиатура от GUID Partition Table – таблица разделов GUID) – это две схемы разделов для HDD, SDD и различных съёмных устройств. Данные схемы выполняют схожую функцию, определяя специфику создания и организации разделов на вашем жёстком диске.
Чтобы узнать, какую схему использует ваш жёсткий диск, рекомендую скачать и установить бесплатную утилиту MiniTool Partition Wizard, и после её запуска на главном экране отобразится схема разделов, задействованная на вашем ПК.
Что относится конкретных различий, то данные схемы отличаются в следующем:
Время создания
Структура
MBR состоит из кода главного загрузчика, таблицы разделов жёсткого диска, и подписи диска (сигнатуры). При этом таблица разделов может иметь максимум 4 входа для основных (primary) разделов в ОС Виндовс.
В структуру GPT входит так называемый «защитный MBR» (используется для предотвращения идентификации размеченного GPT-диска как неразмеченного MBR-утилитами, сообщая последним, что данный диск – это большой GPT-раздел). Также туда входит первичный загрузчик таблицы разделов GUID (содержит информацию о своём размере и месте размещения, а также о размере и месте размещения второго загрузчика GPT). Первичный вход в таблицу разделов GUID, бекап (копия) входа в таблицу массивов GUID, и бекап загрузчика таблицы разделов GUID.
Таблица разделов GUID может содержать до 128 раздельных входов в Виндовс.
Количество разделов
Поскольку таблица разделом MBR может включать 4 основных входа в разделы, нам позволено создать только 4 основных раздела на диске MBR. Если мы захотим создать больше разделов, нам будет необходимо создать расширенный раздел, где будет большое количество логических разделов. Однако логические разделы не могут быть активными.
GPT же теоретически позволяет почти бесконечное количество разделов, но специфика Виндовс ограничивает его возможности максимум 128 разделами. Каждый раздел в GPT может функционировать как основной (primary) раздел на MBR-диске.
Поддерживаемое объёмы диска
Если мы инициализируем диск в MBR, тогда мы можем использовать 2TB или 16TB объёма жёсткого диска независимо от того, насколько велик данный диск. Если наш диск использует размер стандартного сектора в 512 байт, тогда мы можем использовать максимум 2 Терабайта. Если он использует сектор 4К (расширенный формат), тогда мы можем использовать 16 Терабайт.
GPT может использовать 2^64 логических блоков, и каждый логический блок может быть размером 512 байт или 4К. Потому диск с таблицей разделов GUID может достигать огромных размеров по сравнению с MBR-диском. На данный момент нельзя говорить о лимитах в GPT, так как ещё длительное время не будет существовать диска, превышающего данные размеры.
Разница между GPT и MBR в совместимости
Все современные ОС Виндовс могут использоваться GPT-диски для данных (Виндовс 7,8,10, Виндовс Server 2008, Виндовс Server 2012, Виндовс Server 2016, но только 64-битные версии ОС поддерживают загрузку с GPT-диска, когда поддерживается и активирован режим загрузки UEFI (UEFI boot mode).
При этом 32-битная версия Виндовс XP может только видеть «защитный MBR» (о нём я уже писал выше), и даже 64-битная версия данной ОС может использовать GPT только для данных.
Различный режим загрузки
Если материнская плата нашего компьютера поддерживает только режим загрузки «Legacy boot», мы можем загрузить Виндовс только из MBR-диска. Если вы захотите установить Виндовс на GPT-диск в этом режиме, вы получите сообщение «Виндовс не может быть установлен на этот диск. Выбранный диск имеет таблицу разделов GPT».
Однако если материнская плата нашего компьютера поддерживает только загрузку в UEFI, мы можем стартовать Виндовс только с GPT-диска. В ином случае мы получим ошибку, аналогичную уже упомянутой.
Но если ваша материнская плата поддерживает оба режима («Legacy boot» и «UEFI boot»), вам необходимо будет активировать (CSM – «Compatibility Support Module» – «Модуль поддержки совместимости») в БИОСе. В таком случае вы сможете загрузить Виндовс как с MBR, так и GPT, или сможете активировать UEFI когда вы хотите загрузить с GPT-диска, или активировать Legacy BIOS когда вы планируете загрузиться с MBR-диска.
Используйте режим CSM в ASUS UEFI BIOS
Что же лучше MBR или GPT
Попробуем проанализировать что лучше — MBR или GPT:
Заключение
Каково же отличие схем разделов MBR и GPT? Если у вас современная материнская плата с поддержкой UEFI – смело выбирайте GPT и наслаждайтесь его функционалом. Как мы можем видеть, за GPT будущее, а более архаичная схема MBR со времен канет в Лету. При этом ещё как минимум пару лет будет наблюдаться относительный паритет данных схем, потому «активным» пользователям MBR можно особо не спешить, так как о преждевременной «кончине» MBR говорить пока рановато.