Сравнение структур разделов GPT и MBR

Задумывались ли вы, как компьютер загружается? Независимо от аппаратного обеспечения или операционной системы все компьютеры запускаются с использованием традиционной BIOS-MBR или более позднего метода UEFI-GPT, используемого в последних доступных версиях операционных систем.

В этой статье мы сравним структуры разделов GPT и MBR; GPT означает GUID Partition Table, а MBR - Master Boot Record. Сначала мы начнем с понимания процесса загрузки.

В следующих главах освещаются различия между стилями разделов GPT и MBR, содержатся инструкции о том, как выполнить преобразование между двумя стилями, и даются советы о том, что выбрать.

Понимание процесса загрузки компьютера

Когда вы нажимаете кнопку питания вашего компьютера, начинается выполнение, которое в конечном итоге загружает операционную систему в память. Это первое выполнение зависит от структуры разделов вашего жесткого диска.

У нас есть два типа структур разделов: MBR и GPT. Структура раздела на диске определяет три вещи:

Структура данных на диске.
Код, используемый при запуске, если раздел является загрузочным.
Где раздел начинается и заканчивается.

Процесс загрузки MBR

Вернемся к нашему процессу загрузки. Поэтому, если ваша система использует структуру разделов MBR, первый процесс выполнения загрузит BIOS. Теперь BIOS - базовая система ввода / вывода включает в себя прошивку загрузчика. Микропрограмма загрузчика содержит низкоуровневые функции, такие как чтение с клавиатуры, доступ к видеодисплею, выполнение дискового ввода-вывода и код для загрузки загрузчика первого этапа. Прежде чем BIOS сможет обнаружить загрузочное устройство, он проходит через последовательность функций конфигурации системы, начиная с:

Power-на-самотестирования.
Обнаружение и инициализация видеокарты.
Отображение начального экрана BIOS.
Выполнение краткого теста памяти (RAM).
Настройка устройств Plug and Play
Идентификация загрузочного устройства.

После того, как BIOS обнаружил загрузочное устройство, он считывает первый дисковый блок этого устройства в память. Первый дисковый блок - это MBR, и он имеет размер 512 байт. Он содержит три элемента, которые должны вписаться в это пространство:

Первый загрузчик (440 байт)
Таблица разделов диска (16 байт на раздел X 4 раздела) - MBR поддерживает только 4 раздела, более подробная информация об этом позже.
Дисковые подписи (4 байта)

На этом этапе MBR сканирует таблицу разделов и загружает загрузочную запись тома (VBR) в RAM.

VBR обычно содержит начальный загрузчик программ (IPL), который является кодом, который инициирует процесс загрузки. Начальный загрузчик программ содержит загрузчик второй ступени, который затем загружает операционную систему. В системах, производных от Windows-NT, таких как Windows XP, IPL сначала загружает другую программу под названием NT Loader (сокращенно NTLDR), которая затем загружает операционную систему.

Для операционных систем на основе Linux используется загрузчик GRUB. Процесс загрузки аналогичен описанному выше, единственная разница заключается в именовании загрузчиков первого и второго этапов.

В GRUB загрузчик первого этапа называется GRUB этап 1. GRUB Stage 1 загружает загрузчик второго этапа, известный как GRUB Stage 2. Загрузчик второго этапа загружает операционные системы на жесткий диск и предоставляет пользователю список операционных систем для загрузки.

Процесс загрузки GPT

Все еще в процессе загрузки; со структурой разделов GPT происходит следующее. GPT использует UEFI, который предотвращает процесс MBR хранения загрузчика первого этапа, который затем загружает загрузчик второго этапа. UEFI - Унифицированный расширяемый интерфейс встроенного ПО более продвинут, чем BIOS, и может анализировать файловую систему и даже загружать файлы самостоятельно.

Итак, при включении компьютера UEFI сначала выполняет функции конфигурации системы, такие как управление питанием, установка дат и других компонентов управления системой, как в BIOS.

UEFI затем читает таблицу разделов GPT - GUID. GUID расшифровывается как Globally Unique IDentifier. GPT находится в первых блоках накопителя, сразу после блока 0, в котором по-прежнему хранится MBR для Legacy BIOS.

GPT определяет таблицу разделов на диске, с которой загрузчик EFI идентифицирует системный раздел EFI. Системный раздел содержит загрузчики для всех операционных систем, установленных на других разделах жесткого диска. Загрузчик инициализирует менеджер загрузки Windows, который затем загружает операционную систему.

Для операционных систем на основе Linux существует версия GRUB (Grand Unified Bootloader) с поддержкой EFI, которая загружает файл, такой как grub.efi, или загрузчик EFI, который загружает файл, такой как elilo.efi.

Возможно, вы заметили, что как UEFI-GPT, так и BIOS-MBR загружают загрузчик без прямой загрузки операционной системы. Однако в UEFI нет возможности проходить через несколько загрузчиков, как это видно в BIOS. Процесс загрузки происходит в первую очередь в зависимости от ваших аппаратных возможностей.

Различия между структурами разделов GPT и MBR

Если вы когда-либо пытались установить операционную систему Windows 8 или 10 на новый компьютер, скорее всего, вас спросили, хотите ли вы использовать структуру разделов MBR или GPT.

Если вы хотите узнать больше или планируете настроить свой компьютер под новую операционную систему, продолжайте чтение. Мы уже рассмотрели различия в процессах загрузки, которые следует учитывать при разбиении диска или при определении структуры раздела.

GPT является более новой и более продвинутой структурой секционирования и имеет много преимуществ, о которых я расскажу ниже. MBR используется уже давно, он стабилен и до сих пор наиболее совместим. Хотя GPT может постепенно заменять MBR, поскольку GPT обладает более продвинутыми функциями, в некоторых случаях MBR все еще необходим.

Главная загрузочная запись

MBR - это традиционная структура разделов для управления разделами диска. Поскольку он совместим с большинством систем, он по-прежнему широко используется большинством людей. MBR находится в самом первом блоке жесткого диска, или, проще говоря, в начале жесткого диска. Содержит таблицу разделов - информацию об организации логических разделов на жестком диске.

MBR также содержит исполняемый код, который просматривает разделы активной ОС и инициализирует процедуру загрузки ОС.

Диск MBR допускает только четыре основных раздела. Если вам нужно больше разделов, вы можете установить четвертый раздел как расширенный раздел, и это позволит вам создавать в нем больше подразделов или логических дисков.

Для записи раздела MBR использует 32-разрядную версию, поэтому размер каждого раздела не может превышать 2 ТБ.

преимущества

Это совместимо с большинством систем.

Недостатки

Это позволяет только 4 раздела, с возможностью иметь больше подразделов на 4-м разделе.
Ограничивает размер раздела до 2 ТБ.
Информация о разделах хранится только в одном месте - MBR. Если он поврежден, весь жесткий диск становится нечитаемым.

Таблица разделов GUID (GPT)

GPT является более новым стандартом для определения структуры разделов жесткого диска. Он использует GUID (глобально уникальные идентификаторы) для определения структуры раздела.

Это является частью стандарта UEFI, означающего, что система на основе UEFI может быть установлена только на диск, использующий GPT, например, функцию безопасной загрузки Windows 8.

GPT позволяет создавать неограниченные разделы, даже если некоторые операционные системы могут ограничивать до 128 разделов. Кроме того, GPT не имеет ограничений на размер раздела.

преимущества

Он допускает неограниченное количество разделов - пределом является операционная система, например, Windows допускает до 128 разделов.
Это не ограничивает размер раздела - ограничение размера зависит от операционной системы. Это ограничение больше, чем у любого диска, сделанного на сегодняшний день. Для дисков с 512-байтовыми секторами поддерживается максимальный размер 9, 4 ZB (Zettabyte - 1 099 511 627 776 терабайт).
GPT хранит копию раздела и загрузочные данные и может восстановить, если данные повреждены в основном заголовке GPT.
Он хранит значения проверки циклическим избыточным кодом для проверки целостности своих данных (используется для проверки целостности заголовка GPT). В случае повреждения GPT может заметить проблему и попытаться восстановить поврежденные данные из другого места на диске.

Недостатки

Возможно, он не совместим со старыми системами.

GPT против MBR

GPT допускает неограниченное количество разделов, в то время как MBR допускает только 4 раздела
GPT допускает неограниченный размер раздела, в то время как MBR допускает только 2 ТБ.
GPT хранит копию данных раздела, позволяющую восстановить в случае повреждения в первичном заголовке GPT; MBR хранит только одну копию данных раздела в первом блоке жесткого диска, что делает диск непригодным для использования в случае повреждения данных раздела.
GPT хранит значения проверки циклическим избыточным кодом, чтобы постоянно проверять, не повреждены ли данные на диске, и может выполнить необходимый ремонт из других разделов диска в случае повреждения; MBR не может определить, не повреждены ли данные на диске, вы можете узнать, только когда компьютер не загружается или когда разделы исчезают.

Совместимость с операционной системой

Первый блок (блок 0) GPT-накопителя содержит защитную MBR, в которой содержится информация о том, что накопитель имеет один раздел, охватывающий весь накопитель. Если вы используете старый инструмент, который может читать только диски MBR, он определит один раздел, охватывающий весь жесткий диск. Таким образом, он гарантирует, что старый инструмент не примет диск GPT за его пустоту и в конечном итоге перезапишет свои данные GPT новым MBR.

Эта MBR защищает данные GPT от перезаписи.

Intel Mac Books использует GPT по умолчанию, и установить Mac OS X в системе MBR невозможно. Хотя Mac OS X может работать на MBR-диске, установка на него невозможна. Я буквально попробовал это без успеха.

Большинство операционных систем Linux совместимы с GPT. При настройке ОС Linux на диске GRUB 2 будет установлен в качестве загрузчика.

В операционных системах Windows загрузка из GPT возможна только на компьютерах на основе UEFI, работающих под управлением 64-разрядных версий Windows Vista, 7, 8, 10 и соответствующих версий серверов. Если вы приобрели ноутбук с предустановленной 64-разрядной версией Windows 8, скорее всего, он использует GPT.

Конфигурация по умолчанию для Windows 7 и более ранних версий - MBR, но вы все равно можете конвертировать в GPT, как я объясню в этой статье.

Все версии Windows Vista, 7, 8, 10 могут считывать и использовать GPT для данных, но они не могут загружаться с дисков GPT без UEFI.

Так GPT или MBR?

Вы можете чувствовать себя комфортно с MBR или GPT. Но учитывая преимущества GPT по сравнению с MBR, перечисленными ранее, и тот факт, что современные компьютеры переходят на него, вы, возможно, подумаете об использовании GPT. Если вашей целью является поддержка старых систем или вы хотите загрузить компьютер, который использует традиционный BIOS, то вам придется придерживаться MBR.

Проверьте тип раздела жесткого диска

Вы можете проверить тип раздела любого жесткого диска, подключенного к ПК с Windows, используя Управление дисками. Чтобы запустить управление дисками, выполните следующие действия:

Используйте сочетание клавиш Windows-R, чтобы открыть окно запуска.

Введите diskmgmt.msc и нажмите клавишу Enter.

Windows сканирует жесткие диски и отображает представление через короткое время. Чтобы проверить тип раздела любого жесткого диска, начните с щелчка правой кнопкой мыши по плиткам диска в нижней половине интерфейса. Важно, чтобы вы щелкнули правой кнопкой мыши по Диску 1, Диску 2 и т. Д., А не по разделам.

Выберите опцию свойств в открывшемся контекстном меню. Откроется окно свойств выбранного диска.

Перейдите на вкладку «Тома» и посмотрите значение стиля раздела под информацией о диске на открывшейся странице. Он выделяет тип раздела.

Если вы предпочитаете использовать командную строку, вы можете сделать следующее. Преимущество метода в том, что он немного быстрее, так как в нем перечислены все диски и стиль раздела напрямую.

Нажмите на клавишу Windows, введите cmd.exe, удерживайте нажатой клавишу Ctrl и клавишу Shift и нажмите клавишу Enter.
Подтвердите приглашение UAC, которое открывается. Откроется окно командной строки с повышенными правами.
Введите diskpart и нажмите Enter.
Введите список диска и снова нажмите Enter.

Все диски перечислены в списке. Проверьте столбец Gpt, чтобы узнать, является ли конкретный диск MBR или GPT. Если вы видите * в столбце, это означает, что диск использует GPT, если нет, он использует MBR.

Преобразование между MBR и GPT во время установки Windows

Существует два распространенных сообщения об ошибках, которые вы можете получить при установке Windows на жесткий диск:

Ошибка № 1: «Windows не может быть установлена на этот диск. Выбранный диск не соответствует стилю раздела GPT ».
Ошибка № 2: «Windows не может быть установлена на этот диск. Выбранный диск имеет стиль раздела GPT».

Когда появляется одно из этих сообщений об ошибках, вы не сможете выбрать раздел для продолжения установки. Но это не значит, что у вашего компьютера проблема.

Как вы уже знаете, MBR и GPT - это две совершенно разные структуры разделов жесткого диска. MBR - это традиционная структура разбиения, а GPT - более новый стандарт.

Ошибка № 1 появляется при попытке установить Windows на ПК на основе UEFI, но раздел жесткого диска не настроен для режима UEFI или устаревшей совместимости с BIOS. Есть два варианта от Microsoft TechNet, чтобы помочь вам обойти эту ошибку.

Перезагрузите компьютер в режиме совместимости с Legacy BIOS. Эта опция позволяет вам сохранить существующий стиль раздела.
Переформатируйте диск для UEFI, используя стиль раздела GPT. Эта опция позволяет вам использовать функции прошивки UEFI на ПК. Вы можете сделать это самостоятельно, переформатировав накопитель, следуя приведенным ниже инструкциям. Всегда делайте резервную копию ваших данных, прежде чем выполнять этот шаг.

Конечно, существуют сторонние утилиты, помогающие преобразовать диск в формат GPT и по-прежнему сохранять данные, но всегда безопасно создавать резервные копии данных на случай, если утилита не сможет завершить преобразование.

Инструкция по конвертации жесткого диска из MBR в GPT

Использование программы установки Windows

Выключите компьютер и вставьте установочный носитель Windows (может быть флешка или DVD)
Загрузите компьютер с флешки DVD или USB в режиме UEFI.
Выберите Custom при выборе типа установки.
Появится экран с сообщением: «Где вы хотите установить Windows?» Выберите все разделы на диске, а затем выберите Удалить.
После успешного удаления диск покажет одну область нераспределенного пространства.
Выберите нераспределенное пространство и нажмите «Далее». Windows обнаруживает, что компьютер был загружен в режиме UEFI, и автоматически переформатирует диск, используя формат GPT, и, следовательно, преобразует его. Установка начинается после этого.

Использование ручного преобразования

Выключите компьютер и вставьте установочный DVD-диск Windows или USB-накопитель.
Загрузите компьютер с флешки DVD или USB в режиме UEFI.
В настройках Windows нажмите Shift + F10, чтобы открыть командную строку. Не забудьте нажать Enter после ввода следующих команд.
Откройте инструмент diskpart, набрав: diskpart
Для идентификации преобразовываемого диска введите список дисков, и вы должны увидеть следующее: список дисков
Выберите диск из списка дисков, используя номер диска на предыдущем шаге, введя команду select disk, как показано в примере: select disk #
Очистите диск, набрав: clean
Конвертировать в GPT, набрав: convert gpt
Введите exit и нажмите Enter, чтобы закрыть diskpart.
Закройте командную строку, чтобы вернуться к установке Windows.
При выборе типа установки выберите «Выборочная». Диск будет отображаться как один раздел нераспределенного пространства.
Выберите это нераспределенное пространство и нажмите Далее. Windows начинает установку.

Инструкция по конвертации жесткого диска из GPT в MBR

Иногда может потребоваться преобразовать в структуру разделов MBR, например, когда вы видите сообщение об ошибке ниже при попытке установить Windows на диск.

«Невозможно установить Windows на этот диск. Выбранный диск имеет стиль раздела GPT».

Загрузка из GPT поддерживается только в 64-разрядных версиях Windows Vista, 7, 8, 10 и соответствующих версиях сервера в системах на основе UEFI. Приведенное выше сообщение об ошибке показывает, что ваш компьютер не поддерживает UEFI, и, следовательно, вы можете использовать только BIOS, который работает со структурой разделов MBR.

Чтобы обойти это сообщение об ошибке, Microsoft TechNet предлагает следующие варианты:

Перезагрузите компьютер в устаревшем режиме совместимости с BIOS. Эта опция позволяет вам сохранить существующий стиль раздела.
Переформатируйте накопитель в MBR, чтобы он поддерживал функции встроенного ПО компьютера. Этот шаг уничтожит все ваши данные, поэтому перед продолжением не забудьте сделать резервную копию. Конечно, существуют сторонние утилиты, помогающие преобразовать диск в формат MBR и по-прежнему сохранять данные, но всегда безопасно резервировать данные на случай, если утилите не удастся завершить преобразование.

Если вы выберете второй вариант конвертации в MBR, выполните следующие действия:

Использование программы установки Windows

Выключите компьютер и вставьте установочный носитель Windows (может быть флешка или DVD)
Загрузите компьютер с флэш-накопителя DVD или USB в режиме BIOS.
Выберите Custom при выборе типа установки.
Появится экран с сообщением: «Где вы хотите установить Windows?» Выберите все разделы на диске, а затем выберите Удалить.
После успешного удаления диск покажет одну область нераспределенного пространства. Выберите нераспределенное пространство и нажмите «Далее». Windows обнаруживает, что компьютер был загружен в режиме BIOS, и автоматически форматирует диск, используя формат диска MBR, и, следовательно, преобразует его. Установка начинается после этого.

Использование ручного преобразования

Выключите компьютер и вставьте установочный DVD-диск Windows или USB-накопитель.
Загрузите компьютер с флэш-накопителя DVD или USB в режиме BIOS.
В настройках Windows нажмите Shift + F10, чтобы открыть командную строку. Не забудьте нажать Enter после ввода следующих команд.
Откройте инструмент diskpart, набрав: diskpart
Чтобы определить тип преобразовываемого диска, вы должны увидеть следующее: список дисков
Выберите диск из списка дисков, используя номер диска на предыдущем шаге, введя команду select disk, как показано в примере: select disk #
Очистите диск, набрав: clean
8. Конвертировать в MBR, набрав: convert mbr
Введите exit и нажмите Enter, чтобы закрыть diskpart.
Закройте командную строку, чтобы вернуться к установке Windows.
При выборе типа установки выберите «Выборочная». Диск будет отображаться как один раздел нераспределенного пространства.
Выберите это нераспределенное пространство и нажмите Далее. Windows начинает установку.

Обучающие видео

Что такое разделы диска?

Различия между BIOS и UEFI

Таблицы разделов MBR и GPT

Ресурсы

Следующие ресурсы предлагают дальнейшее чтение по стилям разделов MBR или GPT:

Загрузка в режиме UEFI или в устаревшем режиме BIOS (Microsoft Technet)
Загрузка из GPT (Род Смит)
Измените диск с основной загрузочной записью на диск с таблицей разделов GUID (Microsoft Technet)
Разница между GPT и MBR (HowToGeek)
Таблица разделов GUID (Википедия)
Устаревшие проблемы с BIOS с GPT (Род Смит)
Основная загрузочная запись (Microsoft Technet)
Часто задаваемые вопросы по Windows и GPT (Microsoft Hardware Dev Center)
Установка Windows: установка с использованием стиля раздела MBR или GPT (Microsoft Technet)