硬盘MBR和GPT区别

似乎人人都可以张嘴就说“我懂电脑”，但是总有一些看起来完全不懂但实际上非常基础的东西让“懂”与“不懂”清晰地划清界限。比如UEFI+GPT就是其中之一。这篇文章就总结了MBR和GPT区别。

什么是MBR，什么是GPT

GPT和MBR是两种不同的分区方案。目前在Windows下广泛采用的磁盘分区方案仍然是MBR分区结构，但不容怀疑GPT是今后的趋势。

MBR磁盘分区结构用下图简单表示（Windows下基本磁盘、4个主分区）

为了方便计算机访问硬盘，把硬盘上的空间划分成许许多多的区块（英文叫sectors，即扇区），然后给每个区块分配一个地址，称为逻辑块地址（即LBA）。
在MBR磁盘的第一个扇区内保存着启动代码和硬盘分区表。启动代码的作用是指引

计算机从活动分区引导启动操作系统（BIOS下启动操作系统的方式）；分区表的作用是记录硬盘的分区信息。在MBR中，分区表的大小是固定的，一共可容纳4个主分区信息。在MBR分区表中逻辑块地址采用32位二进制数表示，因此一共可表示2^32（2的32次方）个逻辑块地址。如果一个扇区大小为512字节，那么硬盘最大分区容量仅为2TB。

GPT磁盘分区结构可用下图简单表示（Windows下基本磁盘）

可以看到，在GTP磁盘的第一个数据块中同样有一个与MBR（主引导记录）类似的标记，叫做PMBR。PMBR的作用是，当使用不支持GPT的分区工具时，整个硬盘将显示为一个受保护的分区，以防止分区表及硬盘数据遭到破坏。UEFI并不从PMBR中获取GPT磁盘的分区信息，它有自己的分区表，即GPT分区表。

GPT分区表的优势

GPT的分区方案之所以比MBR更先进，是因为在GPT分区表头中可自定义分区数量的最大值，也就是说GPT分区表的大小不是固定的。在Windows中，微软设定GPT磁盘最大分区数量为128个。另外，GPT分区方案中逻辑块地址（LBA）采用64位二进制数表示，可以计算一下2^64是一个多么庞大的数据，以我们的需求来讲完全有理由认为这个大小约等于无限。除此之外，GPT分区方案在硬盘的末端还有一个备份分区表，保证了分区信息不容易丢失。

BIOS引导系统方式（引导Windows）

BIOS下启动操作系统之前，必须从硬盘上指定扇区读取系统启动代码（包含在MBR主引导记录中），然后从活动分区中引导启动操作系统，所以在BIOS下引导安装Windows操作系统，我们不得不使用一些工具（DiskGenius）对硬盘进行配置以达到启动要求（即建立MBR硬盘主引导和活动分区）。

传统BIOS的过程好像也不算复杂，但是由于BIOS的资源控制采用了中断向量的方式，所它在扩展性方面以及安全性上都不能有所保障。除此之外，有些电脑的BIOS的硬件自检时间非常长，这个时间大概就是我们的任务管理器显示的BIOS时间。

因为BIOS无法识别GPT分区，所以BIOS下GPT磁盘不能用于启动操作系统，在操作系统提供支持的情况下可用于数据存储。

BIOS方式启动过程看起来很不好，他要不断交接电脑控制权和读取引导记录并尝试引导，屏幕要闪很多次，还要看一段时间的Windows窗口的加载图标。

UEFI引导系统方式（引导Windows）

在UEFI下启动操作系统，不再需要主引导记录，不再需要活动分区，不需要任何工具，只要复制安装文件到一个FAT32（主）分区/U盘中，然后从这个分区/U盘启动。

UEFI在开机方面相比BIOS少了自检这一步，它把硬件信息存在了硬盘里，直接读取，因此它的启动速度更快；UEFI是BIOS的一种升级替代方案，UEFI之所以比BIOS强大，是因为UEFI本身已经相当于一个微型操作系统，其带来的便利之处在于：首先，UEFI已具备文件系统（文件系统是操作系统组织管理文件的一种方法，直白点说就是把硬盘上的数据以文件的形式呈现给用户。Fat32、NTFS都是常见的文件系统类型）的支持，它能够直接读取FAT分区中的文件；其次，可开发出直接在UEFI下运行的应用程序，这类程序文件通常以efi结尾。既然UEFI可以直接识别FAT分区中的文件，又有可直接在其中运行的应用程序。那么完全可以将Windows安装程序做成efi类型应用程序，然后把它放到任意fat分区中直接运行即可，如此一来安装Windows操作系统这件过去看上去稍微有点复杂的事情突然就变非常简单了，就像在Windows下打开QQ一样简单。

UEFI可同时识别MBR分区和GPT分区，因此UEFI下，MBR磁盘和GPT磁盘都可用于启动操作系统和数据存储。不过微软限制，UEFI下使用Windows安装程序安装操作系统是只能将系统安装在GPT磁盘中。

UEFI方式启动过程以SSD中启动WIN10为例，按下电源键，过1-2秒，然后出现主板的标志，过1-2秒，标志下出现转圈的点（表示正在加载Windows，这和BIOS启动完全不一样），过5-7S，黑一下，过1-2S，到开机锁屏界面；中间没有出现Windows窗口的加载图标，开机全程给人一种行云流水的感觉。

UEFI+GPT最好用64位操作系统。

总的来说：

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

2、GPT可以支持无限个分区，微软目前的限定是128个。Linux、ubuntu、macos都能支持这种分区格式。MBR最多4个主分区，超过4个再分区只能通过逻辑分区。

3、GPT分区磁盘有备份分区表来提高分区数据结构的完整性。

4、UEFI + GPT 开机启动更快，开机时跳过外设检测，并且可以实现启动时原生分辨率，搭载固态硬盘开机时间很短，十秒左右。（没有开机硬件自检会稍微快了那么1、2秒）

5、UEFI + GPT 支持Secure Boot。通过保护预启动或预引导进程，抵御bootkit攻击，从而提高安全性。所有在开机时比Windows内核更早加载，实现内核劫持的技术，都可以称之为Bootkit。

6、UEFI BIOS 可用鼠标操作图形界面，不再是枯燥的蓝底白字的英文。（Intel提出，用于取代BIOS）。UEFI的优越特性：可操作性、安全性、兼容性、可扩展性。

BIOS+MBR的系统引导文件可以和系统文件在同一分区的根目录，也可以不与系统文件同一分区，只要系统引导文件所在分区为活动的主分区即可启动操作系统；而UEFI+GPT只能把系统引导文件放置在ESP分区，且操作系统必须在另外的主分区，也就是说，UEFI+GPT强制要求系统启动文件与系统文件必须分离，不在同一分区。

BIOS+MBR一旦系统安装好之后，如果系统引导文件在单独的分区，此分区可以在操作系统中可见，也可以设置此分区为隐藏，系统都可以正常启动；而UEFI+GPT系统引导文件所在的ESP分区在操作系统中为不可见，进入系统后自动隐藏。

对比采用传统BIOS引导启动方式，UEFI BIOS减少了BIOS自检的步骤，节省了时间，从而加快平台的启动。

----------拓展-------------

BIOS和UEFI、MBR和GPT 搭配情况：

（1）BIOS+MBR：可用，可启动系统。最常见！这是最传统的，系统都会支持；唯一的缺点就是不支持容量大于2T的硬盘。

（2）BIOS+GPT：可用，但是无法启动系统。BIOS是可以使用GPT分区表的硬盘来作为资料盘的，但不能引导系统；若电脑同时带有容量小于2T的硬盘和容量大于2T的硬盘，小于2T的可以用MBR分区表安装系统，而大于2T的可以使用GPT分区表来存放资料也没什么问题。但系统须使用64位系统。

BIOS+GPT也是合理的模式，但这种模式下无法启动此硬盘上的系统，而如果只是作为存储盘，则没有什么影响。主硬盘BIOS+MBR装系统、软件，次硬盘BIOS+GPT存储文件，这是很多影音文件发烧友在使用的模式。

（3）UEFI+MBR：可以把UEFI设置成Legacy模式（传统模式）、打开CSM兼容模块，让其支持传统MBR启动，但纯属瞎折腾，带来的效果同BIOS+MBR。没有意义。

（4）UEFI+GPT：可用，可启动系统。最常见！未来趋势。如果要把大于2T的硬盘作为系统盘来安装系统的话，就必须如此。而且系统须使用64位系统，否则无法引导。但系统又不是传统在PE下安装后就能直接使用的，引导还得经过处理才行。UEFI和GPT是相辅相成的。

UEFI+GPT并不能非常有效的提高开机速度（当然，还是有点作用的），网传的X秒启动，大多数是混淆了WIN8/8.1的假关机功能造成的。理性对待UEFI+GPT，这只是一个新模式，不是神话。