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.
Всё об установке Windows 10 на диски стандартов MBR и GPT
Прогресс идёт вперёд, увеличиваются объёмы информации, которые нам нужно обрабатывать, и вместе с ними увеличивается ёмкость компьютерных дисков. Жёсткими дисками размером больше 2 Тб и с большим количеством разделов никого уже не удивишь, но позаботились ли разработчики о программном обеспечении для них? Давайте рассмотрим форматы жёстких дисков, которые сейчас используются для хранения набора разделов и для загрузки операционной системы.
Что такое стандарты жёстких дисков MBR и GPT и в чём их особенности
Прежде чем начать работу с жёстким диском или твердотельным накопителем, его необходимо отформатировать, разбив при этом на несколько логических разделов. Размеры разделов зависят от того, сколько места нужно отвести под операционную систему и сколько — под другие программы и прочие файлы. После разбивки на разделы информация записывается в них по определённому стандарту. На данный момент используются 2 стандарта — MBR и GPT.
Преимущества и недостатки каждого стандарта
MBR (главная загрузочная запись) – этот стандарт появился в начале 80-х вместе с операционной системой DOS. Он включает в себя особый программный код, набор данных с информацией о загрузке операционной системы и таблицу разделов жёсткого диска. Стандарт MBR отличается простотой, но в настоящее время считается устаревшим. Диски этого стандарта могут работать и с BIOS, и с UEFI. Его основные недостатки заключаются в следующем:
GPT (или таблица разделов GUID) – новый стандарт хранения таблицы разделов, который был предложен компанией Intel для использования вместе с UEFI (интерфейсом расширяемой прошивки). Особенностью стандарта GPT является дублирование оглавления и таблицы разделов. По сравнению с MBR этот стандарт обладает следующими преимуществами:
Как узнать тип диска в ноутбуке или в компьютере
Рассмотрим способы определения типа диска в ноутбуке или в персональном компьютере.
Определение типа диска утилитой «Управление дисками»
В системе Windows проще всего определить стандарт разметки жёсткого диска с помощью утилиты «Управление дисками».
В Windows 10 для запуска утилиты нужно щёлкнуть правой кнопкой мыши по меню «Пуск» и в контекстном меню выбрать «Управление дисками».
В Windows 7 щёлкните правой кнопкой мыши по иконке «Компьютер». Далее выберите пункт контекстного меню «Управление», а в окне «Управление компьютером» — раздел «Управление дисками».
Альтернативный способ запустить утилиту «Управление дисками»: нажать комбинацию клавиш Win+R, а затем в окне «Выполнить» ввести команду diskmgmt.msc и нажать Enter.
Ждём, пока утилита «Управление дисками» запустится. В главном её окне будут отображены все диски и разделы, которые в данный момент находятся в компьютере. Кликните правой кнопкой мыши по названию интересующего вас диска (оно располагается в нижней части окна «Управление дисками»), выберите «Свойства» в контекстном меню и перейдите на вкладку «Тома».
В разделе «Сведения о диске» вы увидите параметр «Стиль раздела: Таблица с GUID разделов (GUID)» или «Стиль раздела: основная загрузочная запись (MBR)». Первый вариант означает, что диск имеет стандарт разметки разделов GPT, а второй — что на диске есть главная загрузочная запись MBR.
Для диска стандарта GPT окно со сведениями выглядит так:
А для диска стандарта MBR — так:
Определение типа диска при помощи командной строки
Формат разметки разделов жёсткого диска (GPT или MBR) можно определить при помощи командной строки. Для этого нужно запустить консоль командной строки от имени администратора, ввести команду diskpart и нажать клавишу Enter. После загрузки утилиты введите команду list disk и подтвердите действие клавишей Enter.
Среди отображаемых параметров жёстких дисков есть колонка GPT. Диск, который использует стандарт GPT, отмечен в ней звёздочкой. Остальные диски, не отмеченные звёздочкой, имеют разметку разделов стандарта MBR.
Определение типа диска при помощи утилиты AOMEI Partition Assistant
AOMEI Partition Assistant Standard — бесплатно распространяемая утилита для работы с жёсткими дисками и твердотельными накопителями в операционной системе Windows. Программа имеет обширный функционал и может преобразовывать форматы дисков GPT в MBR и обратно.
После запуска утилита отображает все диски и находящиеся на них логические разделы. В нижней части окна под названием каждого диска показан его тип: GPT или MBR.
Описанные выше способы помогут легко узнать, к какому стандарту относится конкретный накопитель.
Как установить Windows 10 на диск стандарта GPT или MBR
Прежде чем начать установку операционной системы Windows 10 на свой персональный компьютер, нужно разобраться, какой интерфейс прошивки поддерживает его материнская плата. Это может быть интерфейс расширяемой прошивки UEFI или интерфейс базовой прошивки BIOS. Затем следует определиться со стандартом разметки жёсткого диска или твердотельного накопителя. Установка ОС Windows 10 начинается с копирования файлов с установочного носителя, который может быть как флешкой, так и оптическим диском (CD).
Определение типа материнской платы: UEFI или BIOS
Пользователи часто сталкиваются с проблемой определения типа интерфейса материнской платы. Рассмотрим, как его правильно распознать.
BIOS легко отличить от UEFI: он выглядит как старое программное обеспечение и использует малое количество цветов. В основном это синий, чёрный и белый. Также в BIOS мало настроек и отсутствует возможность выбора режима загрузки с пунктами UEFI и Legacy.
Ещё одним отличием можно считать то, что UEFI поддерживает управление компьютерной мышью, чего нет в BIOS. Качество графики интерфейса UEFI также существенно выше.
Выбор наиболее подходящего стандарта для установки Windows 10
На новых компьютерах, материнская плата которых поддерживает системный интерфейс UEFI, рекомендуется устанавливать Windows 10 на диск, размеченный по стандарту GPT. Это исключит проблемы с потерей данных и обеспечит более быструю загрузку. Отдельно нужно отметить, что если потребуется установить вторую операционную систему, то это может быть только Windows версии 8 и выше. Более старые системы вызовут сбой при загрузке.
Если компьютер старый или на нём требуется установить две и более операционные системы младше Windows 8, то лучше оставить MBR-разметку диска, но придётся дополнительно настроить UEFI (как именно — будет описано ниже). Помните, что 32-разрядные версии операционных систем Windows не поддерживают стандарт GPT.
Подготовка установочного носителя
Перед тем как устанавливать операционную систему на компьютер, мы должны подготовить носитель, содержащий необходимые установочные файлы. Допустим, у нас есть образ операционный системы в формате ISO и пустая флешка ёмкостью от 8ГБ. Для корректной записи образа на флешку рекомендуется пользоваться программой Rufus. Она не имеет лишних настроек, которые могут ввести пользователя в заблуждение, прекрасно настраивает загрузочную флешку и позволяет избежать множества ошибок, когда данные не читаются или BIOS и UEFI не могут их распознать.
Создание установочного носителя состоит из следующих этапов:
После окончания записи образа мы получим носитель, который теперь можно использовать для установки Windows на компьютеры с соответствующей разметкой разделов и типом системного интерфейса.
Установка с помощью классической BIOS на диск со стилем разделов MBR
Установка операционной системы средствами интерфейса BIOS на диск в формате MBR не вызовет никаких проблем. Нужно лишь следовать следующей инструкции:
Больше никаких манипуляций не требуется. При установке операционной системы можно отформатировать диск, если до этого на нём находилась какая-либо информация.
Установка с помощью UEFI на диск со стилем разделов MBR
При установке Windows 10 средствами UEFI на диск со стилем разделов MBR могут возникнуть проблемы. Потребуется более тонкая настройка UEFI, поэтому, если есть возможность преобразовать диск в формат GPT, то лучше сразу это сделать. Для тех, кто всё же хочет оставить формат диска MBR, нужно переключить режим загрузки с EFI на Legacy. Для этого:
Установочный носитель должен иметь схему разметки MBR. После выполнения этих действий система считает его, и начнётся установка.
Установка с помощью UEFI на диск со стилем разделов GPT
С помощью UEFI на диск в формате GPT можно установить операционную систему Windows 10 лишь 64-битной разрядности. Процесс установки с помощью UEFI не сильно отличается от аналогичного процесса в BIOS. Рассмотрим ключевые моменты:
Жёсткий диск, на который будет производиться установка операционной системы, должен иметь разметку GPT, иначе его придётся конвертировать в этот формат. О проблемах, связанных с преобразованием разметки жёсткого диска, поговорим ниже.
Как изменить тип разметки жёсткого диска
Существуют различные методы изменения стандарта жёсткого диска, но стоит помнить, что конвертирование практически всегда ведёт к потере данных, даже если программа обещает оставить данные в целости и сохранности. Поэтому перед началом операции сохраните всю важную информацию на другом диске или скопируйте на внешние устройства.
Проблемы с установкой Windows на диск конкретного типа
Основная проблема с установкой операционной системы Windows 10 — это получение уведомлений о невозможности продолжить или начать установку.
При установке Windows возможны следующие типичные ошибки:
Изменение формата диска через командную строку
Одним из самых быстрых вариантов преобразования диска из одного формата в другой считается конвертирование при помощи утилит командной строки. Допустим, нужно преобразовать диск формата MBR в GPT. Внимание: вся информация, которая содержится на диске, будет при этом удалена. Такой вариант может быть успешно выполнен уже во время установки операционной системы. После загрузки установщика Windows нажимаем сочетание клавиш Shift+F10, в результате чего открывается командная строка, в которой нужно последовательно ввести и выполнить следующие команды:
Далее можно продолжить установку операционной системы уже на диск в формате GPT. Если программа установки не видит диск, то необходимо перезагрузить компьютер и повторить установку.
Изменение формата с помощью утилиты управления дисками Windows
Этот тип преобразования требует установленной и работающей операционной системы Windows версии 7 и старше. Допустим, нужно конвертировать диск из формата GPT в MBR. Для этого потребуется утилита «Управление дисками», которую мы рассматривали выше. Сделайте следующее:
Программы для конвертирования между форматами GPT и MBR
Помимо стандартных средств, встроенных в операционную систему Windows, существуют и различные сторонние программы для конвертирования форматов дисков. Среди них можно выделить утилиты Acronis Disk Director и Minitool Partition Wizard. Они позволяют преобразовать формат без потери данных. Разберём подробнее программу Minitool Partition Wizard.
Создаём загрузочный накопитель с образом утилиты Minitool Partition Wizard и загружаемся с него. Обратите внимание, что в UEFI режим Secure Boot должен быть отключён. После завершения загрузки выбираем нужный жёсткий диск и нажимаем на строку Convert MBR Disk to GPT Disk, которая находится слева во вкладке Operations. Затем нажимаем кнопку Apply и ждём окончания операции, которая может длиться довольно продолжительное время.
Иногда программе не удаётся преобразовать системный диск, о чём выводится соответствующее предупреждение. Для решения этой проблемы нужно:
Сторонние программы открывают дополнительные возможности в работе с жёсткими и твердотельными дисками. В частности, они позволяют преобразовать их в форматы MBR и GPT без потери данных, если стандартный функционал операционной системы не работает или недоступен.
Видео: работа с разделами жёсткого диска в программе Minitool Partition Wizard
Нельзя точно сказать, какая из технологий лучше: проверенная временем, но технически устаревшая MBR, или новая многообещающая GPT. Оба стандарта выполняют одинаковую функцию: хранят данные о загрузке операционной системы и таблицу разделов диска. Каждый пользователь должен решить для себя, что ему нужно от жёсткого диска, сколько на диске будет разделов и какого объёма и требуется ли ему новый уровень безопасности и надёжности, реализованный в стандарте GPT.
Какой hdd выбрать под систему
После выхода новой операционной системы Windows 10 к экспертам нашего сайта часто стали обращаться за вопросами касательно выбора надёжного винчестера. Особенно пользователей интересует, какой HDD выбрать под систему, чтобы угадать с объёмом памяти, со скоростью работы устройства и его надёжностью? Ответ на этот вопрос мы изложим в этой статье.
Какой hdd выбрать под систему
Содержание:
Какой жесткий диск выбрать для определённой операционной системы?
Вопрос о том, какой HDD выбрать под определённую Windows, волнует многих пользователей. Найти на него ответ достаточно просто. Нужно перейти на сайт компании Microsoft и посмотреть системные требования к винчестерам для каждой отдельной Windows.
Напомним, что для нормальной работы следующим системам нужно:
Поскольку все указанные разработчиком требования к свободному месту на HDD слишком занижены, рекомендуем учитывать количество установленных приложений, игр, коллекций музыки, фото и фильмов, которые также требуют дополнительных гигабайтов. Поэтому оптимальным по объёму для указанных операционных систем будет HDD от 250 Гб, а лучше от 500 ГБ и выше. Если же вас интересует не только объём накопителя, стоит учесть ещё несколько рекомендаций.
Скорость работы HDD
Жесткий диск с большим объёмом свободного места не гарантирует быстрый старт системы и хорошую скорость работы программ. Он позволяет только хранить как можно больше информации. Поэтому важным вопросом в выборе HDD является его производительность. Тем более, что современные онлайн-игры, фотошопы и редакторы видео являются тяжёлыми для системы. И чем выше скорость работы диска, тем быстрее софт отвечает на команды пользователя. Но как же определить скорость роботы диска? Как это сделать мы рассказываем по-русски и только с реальным примером.
Если вы хотите проверить диск перед покупкой на производительность, то вводим в любом поисковике запрос «HDD модель, производитель, объём и добавляем слово обзор». В тестах всегда указывается скорость работы устройства.
Если же вы намерены проверить свой диск, то для этого подойдет программа HD Tune Pro. После её установки нужно перейти во вкладку «Benchmark» (в русской версии «Мониторинг диска») и нажать «Start». Запустится тест на скорость чтения и записи файлов. В правом меню будут указаны данные теста.
Однако кроме высокой производительности в диске важно наличие такой технологии, как NCQ (Встроенная очередь команд). Что это значит?
При частом обращении к определённой программе, файлу, диск запоминает команду и путь к объекту. При повторном обращении скорость ответа системы значительно сокращается. Однако, чтобы этот режим работал, нужно чтобы контроллер SATA работал в режиме AHCI, включить который можно в настройках BIOS. Поэтому, при покупке HDD выбор стоит делать в поддержку наличия технологии NCQ.
Также невозможно в этом блоке упустить вопрос касательно скорости вращения шпинделя. Чем выше этот показатель, тем быстрее работает диск.
Различают диски со следующей скоростью вращения шпинделя:
Объём кэша
Кэш память – это особый тип памяти, который является своеобразным буфером для хранения данных, которые уже считаны с HDD, но не переданы для последующей обработки. Также кэш отвечает за хранение данных, к которым система обращается чаще всего.
В теории, чем больше памяти имеет кэш, тем быстрее система будет реагировать на запросы пользователя. В продаже встречаются диски со следующими конфигурациями свободного места под кэш:
Самой лучшей считается конфигурация в 64 Мб.
Интерфейс подключения жесткого диска
Большинство современных накопителей имеют интерфейс подключения SATA III (для внешнего диска это USB 3.0). Однако не все материнские платы поддерживают этот тип подключения. Поэтому перед покупкой HDD стоит перепроверить, какие разъёмы есть для подключения винчестера на вашей материнской плате.
В продаже вы можете найти следующие типы интерфейсов:
Диски какого производителя лучшие?
О производителях жестких дисков можно спорить долго, так как их много, а каждая отдельная модель обладает отличимыми характеристиками. Однако троицу мировых лидеров выделить можно.
Hitachi – производитель, который выпускает самые долговечные HDD. Невзирая на то, что их цена сравнительно высокая, нежели в WD, винчестеры работают тихо, быстрые, правда, греются. Их рекомендовано использовать с дополнительной системой охлаждения. Срок работы одного такого диска равен 8 годам.
Western Digital. Диски этого производителя можно условно разделить на 3 категории:
Seagate – самый известный производитель HDD. В целом, диски этого бренда пользуются спросом, но попадаются и бракованные устройства. Из практики можно выделить, если такой диск не начал «сыпаться» в первый год работы, то он прослужит достаточно долго.
Выбор диска – дело личное, но учитывая вышеизложенные советы, сделайте его правильно.