UEFI GPT MBR BIOS如何选用

前言

在开始学习安装系统前,GPT+MBR分区表与UFFI+BIOS引导是一个非常重要的问题,因为选择正确的分区表以及引导,对于电脑的启动速度以及后续系统安装都有非常重要的意义。当我们选择错误的引导和分区表时,会影响到我们系统的启动速度甚至直接导致系统无法安装.例如Windows7对于UEFI其实是支持不良的,当你在UEFI引导模式下安装Windows7时候,你可能会发现你的Windows7无法启动和安装(有一种特殊情况,当你主板有CSM(兼容性支持模块)时候就能正常启动,而在开启UEFI引导的情况下,你硬盘选择了MBR格式下,你又会发现系统会提示你无法安装,所以认识这几个名词的重要性就显得非常的重要了。

MBR和GPT分区表

全新硬盘(未初始化)在装系统之前,必须进行分区操作,不然就无法进行系统安装,而硬盘分区的格式就包括MBR和GPT两种。

MBR的全称是Master Boot Record意思是“主引导记录”,它有自己的启动器,也就是启动代码,所谓启动加载器,是一小段代码,用于加载驱动器上其他分区上更大的加载器。如果你安装了Windows,Windows启动加载器的初始信息就放在这个区域里——如果MBR的信息被覆盖导致Windows不能启动,你就需要使用Windows的MBR修复功能来使其恢复正常,而加载器一旦启动代码被破坏,系统就没法启动,只有通过修复才能启动系统。另外MBR分区表最大支持2TB容量,在容量方面存在着极大的瓶颈,所以GPT在今后的发展就会越来越占优势,MBR也会逐渐被GPT取代。

GPT的全称是Globally Unique Identifier Partition Table,GPT意为GUID分区表,这是一个正逐渐取代MBR的新标准,它由UEFI辅助而形成的,这样就有了UEFI用于取代老旧的BIOS,而GPT则取代老旧的MBR。这个标准没有MBR的那些限制。磁盘驱动器容量可以大得多,大到操作系统和文件系统都没法支持。它同时还支持几乎无限个分区数量,这个限制在于操作系统,Windows支持最多128个GPT分区。

而新技术GPT肯定是比MBR有着天生的优势的,下面我们来具体看看

  1. 得益于LBA提升至64位,以及分区表中每项128位设定,GPT可管理的空间近乎无限大,假设一个扇区大小仍为512字节,可表示扇区数为,算下来,可管理的硬盘容量=18EB(1EB=1024PB=1,048,576TB),2T在它面前完全不在话下。按目前的硬盘技术来看,确实近乎无限,不过,以后的事谁知道呢。

  2. 分区数量几乎没有限制,由于可在表头中设置分区数量的大小,如果愿意,设置几百个分区也可以(有人愿意管理这么多分区吗),不过,目前windows仅支持最大128个分区。

  3. 自带保险,由于在磁盘的首尾部分各带一个GPT表头,任何一个受到破坏后都可以通过另一份恢复,极大地提高了磁盘的抗性(两个一起坏的请出门买彩票)。

  4. 循环冗余检验值针对关键数据结构而计算,提高了数据崩溃的检测几率。

  5. 尽管目前分区类型不超过百数(十数也没有吧。),GPT仍提供了16字节的GUID来标识分区类型,使其更不容易产生冲突。

  6. 每个分区都可以拥有一个特别的名字,最长72字节,足够写一首七律了。满足你的各种奇葩起名需求。

  7. 安全性上,GPT会更安全,因为分区表会备份,且加入校验算法,一旦被病毒感染或误操作可以及时发现,使用安全的备份的分区表补救。

  8. 分区容量上,GPT可以识别出大于2T的硬盘,而MBR最大只能识别2T容量

UEFI和BIOS详解

BIOS是英文"Basic Input Output System"的缩略词,直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。在IBM PC兼容系统上,是一种业界标准的固件接口。 BIOS这个字眼是在1975年第一次由CP/M操作系统中出现。 BIOS是个人电脑启动时加载的第一个软件。它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

UEFI,全称Unified Extensible Firmware Interface,即“统一的可扩展固件接口”,是一种详细描述全新类型接口的标准,是适用于电脑的标准固件接口,旨在代替BIOS(基本输入/输出系统)。此标准由UEFI联盟中的140多个技术公司共同创建,其中包括微软公司。UEFI旨在提高软件互操作性和解决BIOS的局限性。

下面,让我们来对比一下基于传统BIOS和UEFI产品的异同。

  1. 更快:UEFI并行加载设备
    从打开电源直到Windows开始屏幕出现之前,传统的BIOS要完成很多工作,它要完成硬件检测(POST),初始化硬件使硬件进入“可用状态”,调用MBR以将PC的启动过程交给操作系统。但是这个老迈的BIOS存在很多弊端,它基于16位汇编语言,这使得英特尔和AMD在开发新款处理器时必须在处理器中加入会影响性能的兼容模式,以使处理器可以支持BIOS。另外,BIOS有严格的空间限制,使得主板产品的设计受到了很大限制,要增加新的扩展功能十分困难。对于普通用户而言,BIOS单调和枯燥的界面也非常难于操作。

  2. 容量:UEFI能更出色地支持大硬盘
    由于BIOS所支持的MBR寻址能力有限,寻址寄存器只有32bit,再加上传统BIOS的512byte扇区大小的限制,使BISO通常只能识别2.19TB(232×512byte)的硬盘容量,通过在Windows中使用GPT(全局唯一标识分区表,Globally Unique Identifier Partition Table),3TB的新硬盘的所有容量可以完全被操作系统识别并使用,但是在BIOS架构中3TB硬盘仍旧无法作为系统启动盘使用。而UEFI支持GPT,借助它拥有的64位寻址能力,UEFI能够掌控264个扇区,最大寻址能力达到9ZT(1ZT等于10亿TB),并且3TB的硬盘也可以在UEFI的主板上作为系统引导盘来使用。

  3. 安全:安全性更强
    UEFI启动需要一个独立的分区,它将系统启动文件和操作系统本身隔离,可以更好的保护系统的启动。即使系统启动出错需要重新配置,我们只要简单对启动分区重新进行配置即可。而且,对于Win8系统,它利用UEFI安全启动以及固件中存储的证书与平台固件之间创建一个信任源,可以确保在加载操作系统之前,近能够执行已签名并获得认证的“已知安全”代码和启动加载程序,可以防止用户在根路径中执行恶意代码。现代的几乎所有的Linux发行版也很好的支持了UEFI Secure Boot (UEFI安全启动)。

  4. 其他:更多的功能,更快的速度和更高的兼容性
    UEFI支持Shell,可以在里面分区,查看U盘内容;UEFI比传统BIOS启动速度平均快了20%以上;现代的几乎所有系统都支持UEFI,包括Android和MAC OS(很少人知道,其实它是第一个支持UEFI的),Windows10之后不再支持传统BIOS。

总结

整篇看完,大家很明显的看出在引导上UEFI完虐BIOS,而GPT完虐MBR。这个事实没什么可争论的,因为UEFI和GPT的出现本身就是为了在前者的基础上更进一步以及取代前者,所以在能使用UEFI+GPT的情况下,请各位务必优先使用这两个组合,当然开启这个也存在一些技术问题,例如UEFI+GPT更适合Windows8以上的系统,Windows7原版并不适合用UEFI+GPT,同时MBR转换GPT有一些特殊的地方,一不小心很容易导致无法启动系统和丢失数据,大家听我说了UEFI+GPT的好,但使用UEFI+GPT需要了解一些东西,所以希望各位在启用UEFI+GPT前认真找找教程了解一下,毕竟数据无价!

特别说明

电脑城的装机员在帮你装系统时,会把你的电脑设置成BIOS和MBR的,为什么?因为方便他们一键还原Ghost系统,请务必注意!另外主板为了兼容MBR分区表,一般会提供Legacy BIOS和UEFI BIOS启动模式选项,而且默认情况下主板是优先开启Legacy BIOS,所以如果要使用UEFI模式安装Windows,就必须手动去调整开启UEFI引导模式,至于具体的开启方式请自行百度学习,因为机型不同我没法给大家一个统一答案!

另外目前64bit Windows 7以上系统都已经支持GPT分区表,而Windows 8以上系统原生支持UEFI,多以当你安装这些系统的时候:只要硬盘设置为GPT分区表 主板设置为UEFI启动后,就可以直接开始安装操作系统了。
而对于Windows Vista、7系统,就需要手动添加UEFI支持,我们可以找一份Windows 8或者10安装镜像,从安装文件中提取Bootmgfw.efi文件,重命名为BOOTX64.EFI,拷贝到win7安装文件的\EFI\Boot\下,如果没有BOOT文件夹就新建一个,特别说明一下,如无约而来这些作者制作的系统安装包内一般会内置上述的文件,支持UEFI启动。

最后补充一个知识

CSM([兼容]性支持模块)是BIOS上Boot选项里的一个下拉子项目(一些老的主板上没有此选项),与Secure Boot(安全启动)是并列项。CSM开启使得可以支持UEFI启动和非UEFI启动。若是需要启动传统MBR设备,则需开启CSM。关闭CSM则变成纯UEFI启动,且完全支持安全启动。Secure Boot(安全启动),安全启动仅适用于使用UEFI启动的操作系统。

在笔记本的BIOS里,这里更多的是使用Enabled(打开)和Disabled(关闭)两个选项。在电脑自带Windows 8的情况下,Secure Boot(安全启动)默认是Enabled(打开)。从而使得CSM(兼容性支持模块)又默认是Disabled(关闭),进而导致电脑不能启动不完全支持UEFI的设备。要使得电脑能启动不完全支持UEFI的设备,就必须关闭Secure Boot,然后打开CSM。

CSM 模块的存在就是为什么你明明不是按照UEFI+GPT组合的情况下依旧可以安装并启动Windows7的原因!

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