GPT или MBR — какая технология лучше подходит для жестких дисков и твердотельных накопителей?

Какая технология лучше для работы жесткого диска — MBR или GPT? Этим вопросом задаются компьютерные специалисты и пользователи ПК, которые устанавливают новый жесткий диск в системе. По сути, на смену старой технологии MBR пришла новая GPT и казалось бы, что ответ на вопрос «GPT или MBR что лучше?» очевиден. Но не стоит опережать события. Не всегда «новоиспеченное» во всем и сразу заменяет «хорошо отшлифованное старое».

Предыстория

Жесткий дискДля хранения информации нужен носитель. В компьютерах для этих целей на протяжении нескольких десятков лет, да и по сей день, используется жесткий диск. Операционные системы (ОС) также записаны на этом носителе информации. Для того, чтобы ПК смог запустить ОС, сперва ему потребуется найти логический диск, на котором она находится.

Поиск осуществляется с помощью базовой системы ввода-вывода (basic input/output system, сокращенно BIOS), в этом ей помогает MBR.

Концепция MBR

MBR (Master Boot Record) в переводе на русский «Главная загрузочная запись» — это первый сектор (самые первые 512 байт участка памяти) носителя информации (будь то жесткий диск (HDD) или твердотельный накопитель (SSD)). Предназначен MBR для нескольких функций:

  1. Содержит код и данные (446 байт — начальный загрузчик) которые необходимы BIOS, для начала загрузки ОС.
  2. Содержит информацию о разделах жесткого диска (4 первичных раздела по 16 байт каждый). Эта информация называется таблица разделов (Partition Table).
  3. Стража (0xAA55, размер — 2 байта).

Процесс загрузки ОС

Загрузка операционной системы после включения компьютера — многоступенчатый процесс. Большинство ПК на сегодняшний день подготавливают свою аппаратную часть к работе с помощью прошивки BIOS. Во время старта BIOS инициализирует системные устройства, затем ищет загрузчик в MBR первого устройства хранения (HDD, SDD, DVD-R диск или USB-накопитель) или на первом разделе устройства (поэтому, для того чтобы выполнить загрузку с другого накопителя, нужно поменять приоритет загрузки в BIOS).

BIOS BOOT

Далее BIOS передает управление загрузчику, который считывает информацию из таблицы разделов и готовится загрузить ОС. Завершает процесс наш страж — специальная сигнатура 55h AАh, которая идентифицирует главную загрузочную запись (загрузка ОС началась). Сигнатура находится в самом конце первого сектора, в котором расположен MBR.

Недостатки

Технология MBR впервые была применена в 80-х годах еще в первых версиях DOS. По прошествии времени MBR была отшлифована и обкатана со всех сторон. Она считается простой и надежной. Но при росте вычислительных мощностей, выросла и потребность в больших объемах памяти носителей. С этим возникли сложности, так как технология MBR поддерживает работу накопителей объемом только до 2,2 ТБ. Также, MBR не может поддерживать более 4 основных разделов на одном диске.

Недостатки MBRЕсли же необходимо создание, к примеру, 6 разделов то потребуется превращать один из разделов в расширенный и делать из него 3 логических раздела. Для таких целей используется технология EBR — расширенная загрузочная ось. Это не совсем удобно, поэтому требовалась новая концепция, которая сможет исправить недочеты предшественницы. И она появилась в новой технологии под названием GPT.

Концепция GPT

GPT (GUID Partition Table) — новый стандарт размещения таблиц разделов на носителе информации. Он является частью расширяемого микропрограммного интерфейса (Extensible Firmware Interface, EFI), разработанного компанией Intel, чтобы заменить BIOS. В процессе наработок, новый тип прошивки стал называться Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). Одной из главных целей UEFI — стало создание нового способа загрузки ОС, который отличается от обычного загрузочного кода MBR.UEFI

Особенности

GPT расположен в начале жесткого диска, так же как и MBR, только не в первом, а во втором секторе. Первый сектор по прежнему остается зарезервированным для MBR, которая также может быть в дисках GPT. Это сделано в целях защиты и для того, чтобы была совместимость со старыми ОС. В целом структура GPT схожа с предшественницей, за исключением некоторых особенностей:

  1. GPT не ограничивает свой объем в одном секторе (512 байт).
  2. Для таблицы разделов в Windows резервируется 16 384 байт (если используется сектор в 512 байт, то по подсчетам доступно 32 сектора).
  3. GPT имеет функцию дублирования — оглавление и таблица разделов записаны в начале и в конце диска.
  4. Количество разделов не ограничено, но технически сейчас существует ограничение в 264 раздела из-за разрядности полей.
  5. Теоретически GPT позволяет создавать разделы диска (при размере сектора в 512 байт; если размер сектора больше, то и размер раздела больше) размером до 9,4 ЗБ (это 9,4×1021 байт; чтобы лучше представлялось, размер раздела носителя информации мог бы иметь такой объем, как вмещают в себя 940 миллионов дисков по 10 ТБ каждый). Этот факт сметает на нет проблему ограничения носителей информации в 2,2 ТБ под управлением MBR.
  6. GPT позволяет назначить разделам уникальный 128-битный идентификатор (GUID), имена, атрибуты. Благодаря использования стандарта кодирования символов юникод, разделы могут быть названы на любом языке и сгруппированы по папкам.

Диаграмма

Этапы загрузки ОС

Загрузка ОС происходит совсем не так, как в BIOS. UEFI не обращается для загрузки Windows к коду MBR, даже если он есть. Вместо этого используется специальный раздел на винчестере, который называется «EFI SYSTEM PARTITION». В нем располагаются файлы, которые необходимо запустить для загрузки.

Загрузочные файлы хранятся в директории <EFI SYSTEM PARTITION>/EFI/<ИМЯ ВЛАДЕЛЬЦА>/. Это значит, что UEFI имеет собственный мультизагрузчик, который позволяет в разы быстрей определять и загружать нужные приложения (в BIOS MBR для этого требовались сторонние программы). Процесс загрузки UEFI происходит следующим образом:

  1. Включение компьютера → проверка аппаратного обеспечения.
  2. Загружается прошивка UEFI.
  3. Прошивка загружает диспетчер загрузки, который определяет, с каких дисков и разделов будут загружены UEFI приложения.
  4. Прошивка запускает UEFI приложение с файловой системой FAT32 раздела UEFISYS, как это указано в загрузочной записи менеджера загрузки микропрограммы.

Недостатки

Недостатки у GPT имеются, и самый ощутимый из них — нет поддержки технологии в предшевствующих устройствах, использующих прошивку BIOS. ОС семейства Windows умеют различать и работать с GPT разделом, но не все могут с него загрузится. Приведу наглядный пример в таблице.

Операционная система Разрядность Чтение, запись Загрузка*
Windows 10 x32 + +
x64 + +
Windows 8 x32 + +
x64 + +
Windows 7 x32 +
x64 + +
Windows Vista x32 +
x64 + +
Windows XP Professional x32
x64 +

* — загрузка Windows с GPT раздела возможна лишь при использовании прошивки UEFI.

Совет! Если ваш жесткий диск записан в формате GPT, а компьютер работает под управлением BIOS, рекомендую прочитать статью: инструкция по преобразованию стиля GPT в MBR.

Также, среди недостатков GPT можно выделить:

  1. Невозможно назначить имя всему диску, как отдельным разделам (есть только свой GUID).
  2. Идет привязка раздела к его номеру в таблице (сторонние загрузчики ОС предпочитают использовать номер вместо имен и GUID).
  3. Дубликаты таблиц (Primary GPT Header и Secondary GPT Header) строго ограничены в количестве 2 штук и имеют зафиксированные позиции. В случае повреждения носителя и наличия ошибок, этого может быть недостаточно для восстановления данных.
  4. Эти 2 копии GPT (Primary и Secondary GPT Header) взаимодействуют друг с другом, но не позволяют удалить и перезаписать контрольную сумму в случае, если она в одной из копий не верна. Это значит, что не предусмотрена защита от плохих (битых) секторов на уровне GPT.

Наличие таких недочетов показывает, что технология недостаточно совершенна и над ней еще нужно работать.

Совет! Рекомендую ознакомится с информацией: как установить Windows 10 в UEFI BIOS на диски со структурой MBR или GPT?

Сравнение двух технологий

Хоть и концепции MBR и GPT достаточно отличаются друг от друга, постараюсь сравнить их в общих чертах.

Концепция MBR GPT
Прошивка Работает с BIOS и UEFI Работает только с UEFI
Загрузка ОС Работает со всеми ОС Windows Работает с 32-x и 64-x битными версиями Windows 8 и выше, 64-x битными версиями Vista и 7.
Чтение и запись Все ОС Работает с ОС, начиная от Vista и выше, 64-х битный XP Professional
Количество разделов Ограничен, 4 Практически, не ограничено (264)
Объем раздела Ограничено до 2,2 ТБ Практически, не ограничено (9,4×109 ТБ)
Собственный мультизагрузчик Нет Есть

Также наглядно сравните загрузку ОС посредством старой и новой технологии.BIOS и UEFI

Заключение

Прежде чем решить, что лучше GPT или MBR, поставьте перед собой следующие вопросы:

  1. Я буду использовать диск с нужным мне разделом для хранения данных или как системный для загрузки Windows?
  2. Если как системный, то какую Windows я буду использовать?
  3. На моем компьютере стоит прошивка BIOS или UEFI?
  4. Объем моего жесткого диска менее 2 ТБ?

Ответив на эти вопросы после прочтения статьи вы определитесь, какая технология лучше в данный момент именно для вас.

P.S. Материнские платы, что печатаются сейчас, оснащаются прошивкой UEFI. Если у вас такая, предпочтительно использовать разделы со стилем GPT (но опять таки, смотря какие цели вы преследуете). Со временем BIOS уйдет в прошлое и рано или поздно, но большинство компьютеризированных устройств будут работать с накопителями используя GPT.

Хороший сайт? Может подписаться?

Рассылка новостей из мира IT, полезных компьютерных трюков, интересных и познавательных статей. Всем подписчикам бесплатная компьютерная помощь.

Комментарии