UEFI+GPT與BIOS+MBR詳解及優缺點


Legacy和UEFI指的是系統引導方式(Legacy為傳統BIOS,UEFI為新式BIOS),MBR和GPT指的是磁盤分區表類型。

EFI 
1 可擴展固件接口 
  可擴展固件接口(英文名Extensible Firmware Interface 或EFI)是由英特爾,一個主導個人電腦技術研發的公司推出的一種在未來的類PC的電腦系統中替代BIOS的升級方案。BIOS技術的興起源於IBM PC/AT機器的流行以及第一台由康柏公司研制生產的“克隆”PC。在PC啟動的過程中,BIOS擔負着初始化硬件,檢測硬件功能,以及引導操作系統的責任,在早期,BIOS還提供一套運行時的服務程序給操作系統及應用程序使用。BIOS程序存放於一個掉電后內容不會丟失的只讀存儲器中,系統加電時處理器的第一條指令的地址會被定位到BIOS的存儲器中,便於使初始化程序得到執行。 

MBR 
MBR,全稱為Master Boot Record,即硬盤的主引導記錄。 
  為了便於理解,一般將MBR分為廣義和狹義兩種:廣義的MBR包含整個扇區(引導程序、分區表及分隔標識),也就是上面所說的主引導記錄;而狹義的MBR僅指引導程序而言。 
  硬盤的0柱面、0磁頭、1扇區稱為主引導扇區(也叫主引導記錄MBR)。它由三個部分組成,主引導程序、硬盤分區表DPT和硬盤有效標志(55AA)。在總共512字節的主引導扇區里主引導程序(boot loader)占446個字節,第二部分是Partition table區(分區表),即DPT,占64個字節,硬盤中分區有多少以及每一分區的大小都記在其中。第三部分是magic number,占2個字節,固定為55AA。 
  MBR是不屬於任何一個操作系統,也不能用操作系統提供的磁盤操作命令來讀取它,但可以通過命令來修改和重寫,如在minix3里面,可以用命令:installboot -m /dev/c0d0 /usr/mdec/masterboot來把masterboot這個小程序寫到mbr里面,masterboot通常用匯編語言來編寫。我們也可以用ROM-BIOS中提供的INT13H的2號功能來讀出該扇區的內容,也可用軟件工具Norton8.0中的DISKEDIT.EXE來讀取。 

GPT 
Globally Unique Identifier Partition Table Format 
  一種由基於 Itanium 計算機中的可擴展固件接口 (EFI) 使用的磁盤分區架構。與主啟動記錄 (MBR) 分區方法相比,GPT 具有更多的優點,因為它允許每個磁盤有多達 128 個分區,支持高達 18 千兆兆字節的卷大小,允許將主磁盤分區表和備份磁盤分區表用於冗余,還支持唯一的磁盤和分區 ID (GUID)。 
  與支持最大卷為 2 TB (terabytes) 並且每個磁盤最多有 4 個主分區(或 3 個主分區,1 個擴展分區和無限制的邏輯驅動器)的主啟動記錄 (MBR) 磁盤分區的樣式相比,GUID 分區表 (GPT) 磁盤分區樣式支持最大卷為 18 EB (exabytes) 並且每磁盤最多有 128 個分區。與 MBR 分區的磁盤不同,至關重要的平台操作數據位於分區,而不是位於非分區或隱藏扇區。另外,GPT 分區磁盤有多余的主要及備份分區表來提高分區數據結構的完整性。 
  在“磁盤管理”中的磁盤屬性對話框中的“卷”選項卡上,具有 GPT 分區樣式的磁盤顯示為 GUID 分區表 (GPT) 磁盤,而具有 MBR 分區樣式的磁盤顯示為主啟動記錄 (MBR) 磁盤。如果發生下列意外事件,可以在 GPT 磁盤上執行 MBR 磁盤支持的操作: 
  在運行帶有 Service Pack 1 (SP1) 的 Windows Server 2003 的基於 x86 的計算機和基於 x64 的計算機上,操作系統必須駐留在 MBR 磁盤上。其他的硬盤可以是 MBR 或 GPT。 
  在基於 Itanium 的計算機上,操作系統加載程序和啟動分區必須駐留在 GPT 磁盤上。其他的硬盤可以是 MBR 或 GPT。 
  不能將 GPT 移至運行 Windows NT 4.0、Windows 2000、Windows XP 或 Windows Server 2003 的基於 x86 的計算機上。不過,可以將 GPT 磁盤從運行帶有 SP1 的 Windows Server 2003 的基於 x86 的計算機或基於 x64 的計算機移至運行 Windows Server 2003 或 Windows XP 的基於 Itanium 的計算機上,反之亦然。 
  不能使用基於 Itanium 的 Windows 版本,將 GPT 磁盤從基於 Itanium 的計算機移至運行帶有 SP1 的 Windows Server 2003 的基於 x86 的計算機或基於 x64 的計算機,然后啟動該操作系統。在非基於 Itanium 的計算機上使用的 GPT 磁盤必須僅用於數據存儲。 
  在單個動態磁盤組中既可以有 MBR,也可以有 GPT 磁盤。也使用將基本 GPT 和 MBR 磁盤的混合,但它們不是磁盤組的一部分。可以同時使用 MBR 和 GPT 磁盤來創建鏡像卷、帶區卷、跨區卷和 RAID-5 卷,但是 MBR 的柱面對齊的限制可能會使得創建鏡像卷有困難。通常可以將 MBR 的磁盤鏡像到 GPT 磁盤上,從而避免柱面對齊的問題。 
  可以將 MBR 磁盤轉換為 GPT 磁盤,並且只有在磁盤為空的情況下,才可以將 GPT 磁盤轉換為 MBR 磁盤。 
  不支持 EFI 系統分區的鏡像。必須使用 bootcfg 命令克隆 EFI 系統分區。 
  不能在可移動媒體,或者在與群集服務使用的共享 SCSI 或 Fibre Channel 總線連接的群集磁盤上使用 GPT 分區樣式。 

主要區別:

1、GPT能使用大於2.2T的硬盤,MBR不行。支持最大卷為18 EB(1EB=1048576TB)。

2、GPT可以支持無限個分區,微軟目前的限定是128個。Linux、ubuntu、macos都能支持這種分區格式。MBR最多4個主分區,超過4個再分區只能通過邏輯分區。

3、GPT分區磁盤有備份分區表來提高分區數據結構的完整性。

4、UEFI + GPT 開機啟動更快,開機時跳過外設檢測,並且可以實現啟動時原生分辨率,搭載固態硬盤開機時間很短,十秒左右。(沒有開機硬件自檢會稍微快了那么1、2秒)

5、UEFI + GPT 支持Secure Boot。通過保護預啟動或預引導進程,抵御bootkit攻擊,從而提高安全性。所有在開機時比Windows內核更早加載,實現內核劫持的技術,都可以稱之為Bootkit。

6、UEFI BIOS 可用鼠標操作圖形界面,不再是枯燥的藍底白字的英文。(Intel提出,用於取代BIOS)。UEFI的優越特性:可操作性、安全性、兼容性、可擴展性。

BIOS+MBR的系統引導文件可以和系統文件在同一分區的根目錄,也可以不與系統文件同一分區,只要系統引導文件所在分區為活動的主分區即可啟動操作系統;而UEFI+GPT只能把系統引導文件放置在ESP分區,且操作系統必須在另外的主分區,也就是說,UEFI+GPT強制要求系統啟動文件與系統文件必須分離,不在同一分區。

BIOS+MBR一旦系統安裝好之后,如果系統引導文件在單獨的分區,此分區可以在操作系統中可見,也可以設置此分區為隱藏,系統都可以正常啟動;而UEFI+GPT系統引導文件所在的ESP分區在操作系統中為不可見,進入系統后自動隱藏。

 


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