了解 2TB MBR 分区限制

Question

MBR 分区表支持 4,294,967,295 个扇区的“分区大小”。假设标准扇区为 512 字节，则总限制为 2,199,023,255,040 字节 = 2TiB，或略低于 2.2TB。

一些资料提到了这一点作为“分区大小”：

因为主引导记录 (MBR) 磁盘上的分区表仅支持最大 2TB 的分区大小...

...然而其他人提到它作为卷或磁盘的总容量，并坚持必须将其格式化为 GPT 才能克服该限制：

为了使操作系统完全支持容量超过 2 兆字节（2 TB 或 2 万亿字节）的存储设备，必须使用 GUID 分区表 (GPT) 分区方案对设备进行初始化。

考虑到以上几点：

1. 2TiB 限制是分区限制，还是总磁盘/卷限制？如果是前者，是否可以通过在磁盘上创建小于 2TiB 的更多分区来增加磁盘的可用空间？如果不行，原因何在？

2. 鉴于 2TiB 限制基于传统的 512 字节扇区，并且增加扇区大小会显著增加最大分区大小，为什么升级到 GPT 是绕过限制的标准建议而只需使用更大的扇区大小进行格式化就可以更轻松地解决问题？有什么理由不采用这种方法吗？

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^{注意：我花了好几个小时阅读目前在 SU 内外的信息，这意味着我已经消化了 Google 上的大部分顶级结果，但无法找到这些问题的答案，这就是我在这里提问的原因。出于这个原因，我打算避免仅仅引用这些结果的答案，而主要寻找对技术工作原理有很好理解的人的答案。}

Answer 1

2TiB 限制是分区限制，还是总磁盘/卷限制？如果是前者，是否可以通过在磁盘上创建小于 2TiB 的更多分区来增加磁盘的可用空间？如果不行，为什么不能？

分区的定义如下：抵消从驱动器的开始加上尺寸分区。理论上，你可以定义一个分区，从略小于 2 TB 的扇区开始，大小为 2 TB，这样你就几乎4 TB。实际上，支持情况因操作系统而异。

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鉴于 2TiB 限制是基于传统的 512 字节扇区，而增加扇区大小会显著增加最大分区大小，为什么升级到 GPT 是绕过限制的标准建议，而只需使用更大的扇区大小进行格式化就可以更轻松地解决问题？有没有理由不采用这种方法？

您不能简单地用更大的扇区大小进行“格式化”（请参阅​​本答案的下一部分）。它在很大程度上取决于工厂驱动器（物理）布局和驱动器固件。十多年来，“低级格式化”实际上一直没有成为现实，因为驱动器开始变得过于复杂。

如果我们仅考虑 MBR“规格”，我相信实际报告为 4k 的 4k 驱动器可用于通过 MBR 处理更多数据。但这仍然需要操作系统的支持。现在它可能有效，但通常不推荐，因为您仍然遇到主板支持问题（如果它是启动驱动器）。

建议使用 GPT，因为它是标准的，并且得到很好的支持。它消除了可能不再接收更新的古怪主板固件、无法更改的硬件等变量。它在几乎所有方面都更好。也许你应该问自己，“为什么不是使用 GPT？”。通常这归结为需要支持较旧的操作系统，或在较旧的硬件上启动驱动器。

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我一直以为，在最初格式化驱动器时，扇区大小很容易更改。例如，Windows 的磁盘格式有这个：imgur.com/a/rL6RE。这和扇区不是一回事吗？

你让人困惑身体的磁盘扇区（现在通常为 4k/AF）逻辑磁盘扇区（参见 LBA，为了向后兼容，仍经常报告为 512b）和文件系统分配单位。

物理扇区是磁盘上实际存在的扇区。它们对于对齐来说可能很重要（例如，从物理扇区的中间开始分区效率很低），但除此之外，它们对磁盘使用的影响并不大。您几乎可以将它们视为有助于驱动器制造商的实现细节。

逻辑扇区是操作系统与驱动程序、控制器和磁盘（例如通过 AHCI/SATA）进行通信的方式。这取决于驱动器固件报告的内容，最近您确实看到一些驱动器报告其原生 4k，但许多（大多数？）驱动器仍报告 512b（称为“512e”，表示模拟），以兼容旧系统。

文件系统分配单元（例如，在 NTFS 格式化对话框中）与物理或逻辑扇区几乎没有任何关系。它们仅用于在文件系统内保存记录，即使如此，也有一些文件系统不使用固定的分配单元大小。一些文件系统以逻辑扇区的倍数指定它们。

Answer 2

2TiB 限制实际上是分区限制，还是总磁盘/卷限制？

差不多。当整个磁盘在大于 2TiB 时无法正确识别时，该磁盘的任何子部分（分区）都将自动失败，

鉴于 2TiB 限制是基于传统的 512 字节扇区，并且增加扇区大小会显著增加最大分区大小，为什么升级到 GPT 是绕过限制的标准建议，而只需使用更大的扇区大小进行格式化就可以更轻松地解决问题？

它可以解决这个问题。不幸的是，大多数硬盘不允许您更改扇区大小。我上次重新格式化低级扇区时使用的是 4GB SCSI 驱动器（大型机每扇区 522 字节存储到 PC 样式每扇区 512 字节存储）。从那时起（上个千年），更改磁盘上的制造商设置配置变得越来越困难。

这意味着在很多情况下你会陷入以下困境：

• 每扇区 512 字节的磁盘
• 每个扇区有 4096 字节的磁盘，它坚持说它正在使用 512 字节的扇区，甚至当你询问它时它也会撒谎。

解决方法： - 使用 4k 扇区磁盘和支持的操作系统和固件。 - 使用 4k 扇区磁盘和知道驱动器所在的操作系统。 - 使用不是几十年前的分区方案。（例如 GPT、切片、mac 格式化……除了 MBR 样式之外的任何样式）。