MBR与GPT（GUID）、BIOS与UEFI，分区格式与引导方式特性简介。

admin

电脑基础！MBR与GPT（GUID）、BIOS与UEFI，分区格式与引导方式特性简介。

所有存储盘，包括固态硬盘、机械硬盘、移动硬盘、U盘、存储卡等等。都要先进行以下操作才能使用：

1.按实际需求划分一到多个分区。

2.将所有分区格式化。

分区就是把存储空间划分为若干区域，方便资料存放和管理，例如电脑中的C盘、D盘等。其格式有两种，分别为：MBR和GPT（又称：GUID）。

而格式化就是在划分好的分区中建立指定的文件系统，以兼容不同的设备场景，常见文件系统有FAT、NTFS、exFAT三种，详情可点这里查看此文。

如存储盘上要安装操作系统，作为系统盘使用，还要根据实际硬件和操作系统配置引导方式，让电脑开机自动引导并加载操作系统。目前引导方式有两种：Legacy BIOS和UEFI

关于上述分区格式、文件系统、引导方式三者既是相互依赖，也相互制约，本文为大家详细介绍一下。



一、MBR和GPT分区格式结构和特性简介。

1.MBR是从DOS时代就被使用的最老旧的分区格式。其可在存储盘上建立两种类型的分区，分别为：主分区和扩展分区。

其中扩展分区只能创建1个，而主分区则能创建多个，但两种分区的总数量不能超过4个。即一个存储盘最多只能创建4个主分区，或3个主分区+1个扩展分区。

另外，扩展分区之内可再划分创建多个逻辑分区，数量不限。


在操作系统中，所有主分区都会被分配一个盘符，可直接使用；而扩展分区则只起扩展作用，不能直接使用，其上的逻辑分区才是真正可被分配使用的分区。

另外，多个主分区中，可将其中一个激活，电脑开机时会自动跳转到该分区，并引导其上的操作系统。

注意，一个存储盘只有一个主分区可被激活，如尝试激活别的主分区，则原来的会被自动取消。另外，扩展分区和逻辑分区不能激活。

例如上图中，磁盘2就划分了2个主分区（深蓝色）和一个扩展分区（绿色），而扩展分区内又划分了两个逻辑分区（浅蓝色）。其中只有主分区和逻辑分区被分配盘符使用。另外，第2个主分区为激活状态，其上显示“活动”字样。

MBR就是通过这种架构管理整个存储盘的存储空间。虽然主分区+扩展分区不能超过4个，但扩展分区里可再划分多个逻辑分区，这样在实际使用中，可使用分区总数就不只局限于4个了。



2.GPT是后来为兼容新型号硬件而推出的新格式。比MBR要简单得多，其在存储盘上能建立的常规分区只有一种，而且没有数量限制。

然而，在Windows系统中，最多只能创建128个分区，这是Windows系统支持的最大值，是系统本身的限制。

另外，作为系统盘时，GPT还有两种特殊的ESP/MSR分区，其作用是存放Windows操作系统的引导信息，电脑开机时会自动从其中搜索并引导操作系统。

注意，一个存储盘只需各创建一个ESP/MSR分区即可；而且这种分区无法用常规的方法创建，其只能由Windows系统安装程序生成或用专门的磁盘软件创建。


在操作系统中，所有GPT的普通分区都会被分配一个盘符，可直接使用；而ESP/MSR分区则一般不分配盘符，隐藏不用，可保护其中的引导信息和系统数据不被意外破坏。

例如上图中，系统共有2个硬盘，其中HD1就各创建了一个ESP/MSR分区和6个普通分区。但只有6个普通分区被分配盘符使用。





二、MBR和GPT对存储盘容量的支持。

1.MBR最大只支持2TB的存储盘，如大于2TB则只能使用前2TB部分，后面的无法分配。


2.GPT则最大可支持到18EB（18432TB）。





三、存储盘作为系统盘时的引导方式。

目前电脑开机引导方式有两种，分别为：Legacy BIOS和UEFI。它们与MBR和GPT分区格式有着密不可分的联系，下面先简单介绍一下两种引导方式的工作原理：

1.Legacy BIOS也是从DOS时代就被使用的最老旧的引导方式，其必须配合MBR分区格式。所有使用MBR分区格式的存储盘最前端都有一个MBR主引导记录，当电脑开机后，会按预设的启动顺序检索所有存储盘是否有MBR主引导记录，并从第一个找到记录的存储盘上识别其活动主分区，最后引导该分区上的操作系统。

2.UEFI也是后来为兼容新型号硬件而推出的新引导方式，其一般对应GPT分区格式。当电脑开机后，会按预设的启动顺序检索所有存储盘上的FAT分区，寻找以下引导文件，然后从第一个找到文件的存储盘上引导操作系统：

64位系统：FAT分区:\efi\boot\bootx64.efi

32位系统：FAT分区:\efi\boot\bootia32.efi

注意，分区必须是FAT文件系统，FAT16/32都行，但不能是NTFS、exFAT。

GPT的ESP分区（EFI System Partition）其实就是一个格式化为FAT文件系统的分区，上面就是存储了这些引导文件。

基于这个原理，MBR也能实现UEFI引导，只需划分并格式化一个FAT文件系统的主分区，并将引导文件生成到上面即可。在该引导方式下，MBR的主引导记录和主分区是否激活已不起作用。

3.换一个角度，还可以这样总结：

MBR既支持Legacy BIOS，也支持UEFI，两种引导方式都可用。

GPT则仅支持UEFI引导方式。

4.不论是Legacy BIOS还是UEFI，上述过程只是完成了最基本的底层引导，成功执行后还会根据不同的操作系统继续执行各自的系统引导。这已超出本文讨论范围，如大家有兴趣，可从本公众号的这个文章合集中查看其相关文章，点击这里打开。





四、兼容性。

MBR虽然是最老旧的分区格式，但也是兼容性最好的，目前所有操作系统，包括电脑、平板、一体机、数码设备、手机等等设备都支持。而GPT则是后来推出的新格式，虽然各项性能都比MBR优秀，但兼容性却不尽人意，特别是一些老旧设备和操作系统。

同理，与它们对应的Legacy BIOS和UEFI引导方式也有相同的兼容性。就Windows操作系统而言，目前所有的Windows操作系统都支持Legacy BIOS引导，但UEFI引导则只有新版Windows支持。

下图为一些旧操作系统对GPT和UEFI支持情况的汇总表，可供参考：


其中，Windows XP 64位与Windows 2003 32/64位是相同的内核，因此列表在同一行。

另外，Windows 10/11系统都支持所有这些格式，无需说明。





五、MBR与GPT、Legacy BIOS与UEFI该如何选择？可参考以下几点原则：

1.如存储盘大于2TB，这没什么好说的，不论是什么用途，肯定要选GPT，否则无法使用全部容量。

然而，GPT只支持UEFI引导，如你的电脑配置太旧，不支持这种引导方式，那么存储盘就只能作为数据盘使用，无法用于安装操作系统。

2.如存储盘只用于保存数据文件，作为数据盘使用，建议尽量用MBR，可获得最好的兼容性，接入任何设备都能识别使用。

特别是移动硬盘、U盘、存储卡等等！事实上这些存储盘在出厂时，一般都是以MBR分区格式和FAT文件系统初始化好，可直接使用。

3.如存储盘作为系统盘使用，且电脑配置太旧，不支持UEFI引导，那么就只能使用MBR+Legacy BIOS了。

4.如存储盘作为系统盘使用，且电脑配置比较新，不支持Legacy BIOS引导，那么建议优先使用GPT+UEFI。虽然MBR也支持UEFI引导，但配置比较麻烦，需要较强的动手能力才能实现，况且这也不是标准的操作方法，非不得已不要使用。

5.如存储盘作为系统盘使用，且电脑既支持Legacy BIOS，也支持UEFI，两种引导方式都可用。

这时应优先考虑操作系统的因素，就以Windows操作系统来说，如是Windows 7/XP，要用MBR+Legacy BIOS。虽然Windows 7 64位也支持UEFI引导，但技术不太成熟，有很多问题，不建议使用。

而对于Windows 11/10等技术成熟的操作系统，建议根据BIOS默认的引导方式选择，可将BIOS恢复出厂设置，然后根据恢复的默认值而定：

如两种引导方式都默认都打开，那么选什么格式随意即可，无需纠结，可按网上普遍的建议用：GPT+UEFI；

如其默认引导方式为Legacy BIOS打开，而UEFI关闭，就使用MBR+Legacy BIOS；

如其默认引导方式为UEFI打开，而Legacy BIOS关闭，就使用GPT+UEFI。

这是因为当电脑使用几年后，主板电子会电量耗尽，导致BIOS复位，如使用这个建议的做法，则到时至少可保证电脑还能正常引导进系统！

在本人这么多年维护工作中，见过太多这样的案例了。例如，客户电脑虽然两种引导方式都支持，但默认值为UEFI打开，而Legacy BIOS关闭；如通过配置打开Legacy BIOS，并以MBR+Legacy BIOS使用电脑，那么当主板电子电量耗尽，突然有一天，就不能开机了，提示找不到系统！这是因为BIOS因掉电复位了，Legacy BIOS引导恢复为关闭状态，要更换电子并重新配置后才能恢复使用。





六、引导方式配置；分区新建和删除，以及格式查看。

1.关于如何查看存储盘是MBR还是GPT分区格式，可按下图操作：




另外，如分区格式显示为“不适用”，则此存储盘可能是没有任何数据的空白盘或创建了其它Windows系统不支持的分区格式。

2.关于分区的新建和删除等详细操作步骤，可参阅以下两篇文章：

电脑基础操作：用Windows磁盘管理创建、删除分区。

电脑基础操作：用DiskGenius创建、删除分区。新手小白也可轻松操作！

3.关于如何查看并配置Legacy BIOS和UEFI两种引导方式，需进入主板BIOS中操作。


后话：

1.本文仅介绍MBR与GPT、Legacy BIOS与UEFI的基本特性。事实上，在日常电脑维护使用中，只需知道上述这些就够了！至于其更深入的详细运作原理，一般只适用于学术研究，对解决各种电脑问题基本没什么用，本文就不做详述了，有兴趣的朋友自行上网查找即可，此类文章比比皆是。

2.关于Legacy BIOS和UEFI两种引导方式。网上一般都会推荐UEFI，因其更新、更高效、更安全等等。然而，本人建议实在不必纠结于这些问题，开机就这几十秒时间，在实际使用中看不出区别的。

3.GPT的MSR特殊分区，又叫微软保留分区，是一种保留空间以供备用的分区。例如，将存储盘转换为动态磁盘时会使用这些空间。因此，一般Windows操作系统才需创建MSR分区。

chenmo1021

学习了,现在还是主流GPT了...