UEFI+GPT与BIOS+MBR详解及优缺点

时间:2024-02-21 15:40:52

Legacy和UEFI指的是系统引导方式(Legacy为传统BIOS,UEFI为新式BIOS),MBR和GPT指的是磁盘分区表类型。

EFI 
1 可扩展固件接口 
  可扩展固件接口(英文名Extensible Firmware Interface 或EFI)是由英特尔,一个主导个人电脑技术研发的公司推出的一种在未来的类PC的电脑系统中替代BIOS的升级方案。BIOS技术的兴起源于IBM PC/AT机器的流行以及第一台由康柏公司研制生产的“克隆”PC。在PC启动的过程中,BIOS担负着初始化硬件,检测硬件功能,以及引导操作系统的责任,在早期,BIOS还提供一套运行时的服务程序给操作系统及应用程序使用。BIOS程序存放于一个掉电后内容不会丢失的只读存储器中,系统加电时处理器的第一条指令的地址会被定位到BIOS的存储器中,便于使初始化程序得到执行。 

MBR 
MBR,全称为Master Boot Record,即硬盘的主引导记录。 
  为了便于理解,一般将MBR分为广义和狭义两种:广义的MBR包含整个扇区(引导程序、分区表及分隔标识),也就是上面所说的主引导记录;而狭义的MBR仅指引导程序而言。 
  硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区(也叫主引导记录MBR)。它由三个部分组成,主引导程序、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志(55AA)。在总共512字节的主引导扇区里主引导程序(boot loader)占446个字节,第二部分是Partition table区(分区表),即DPT,占64个字节,硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。第三部分是magic number,占2个字节,固定为55AA。 
  MBR是不属于任何一个操作系统,也不能用操作系统提供的磁盘操作命令来读取它,但可以通过命令来修改和重写,如在minix3里面,可以用命令:installboot -m /dev/c0d0 /usr/mdec/masterboot来把masterboot这个小程序写到mbr里面,masterboot通常用汇编语言来编写。我们也可以用ROM-BIOS中提供的INT13H的2号功能来读出该扇区的内容,也可用软件工具Norton8.0中的DISKEDIT.EXE来读取。 

GPT 
Globally Unique Identifier Partition Table Format 
  一种由基于 Itanium 计算机中的可扩展固件接口 (EFI) 使用的磁盘分区架构。与主启动记录 (MBR) 分区方法相比,GPT 具有更多的优点,因为它允许每个磁盘有多达 128 个分区,支持高达 18 千兆兆字节的卷大小,允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余,还支持唯一的磁盘和分区 ID (GUID)。 
  与支持最大卷为 2 TB (terabytes) 并且每个磁盘最多有 4 个主分区(或 3 个主分区,1 个扩展分区和无限制的逻辑驱动器)的主启动记录 (MBR) 磁盘分区的样式相比,GUID 分区表 (GPT) 磁盘分区样式支持最大卷为 18 EB (exabytes) 并且每磁盘最多有 128 个分区。与 MBR 分区的磁盘不同,至关重要的平台操作数据位于分区,而不是位于非分区或隐藏扇区。另外,GPT 分区磁盘有多余的主要及备份分区表来提高分区数据结构的完整性。 
  在“磁盘管理”中的磁盘属性对话框中的“卷”选项卡上,具有 GPT 分区样式的磁盘显示为 GUID 分区表 (GPT) 磁盘,而具有 MBR 分区样式的磁盘显示为主启动记录 (MBR) 磁盘。如果发生下列意外事件,可以在 GPT 磁盘上执行 MBR 磁盘支持的操作: 
  在运行带有 Service Pack 1 (SP1) 的 Windows Server 2003 的基于 x86 的计算机和基于 x64 的计算机上,操作系统必须驻留在 MBR 磁盘上。其他的硬盘可以是 MBR 或 GPT。 
  在基于 Itanium 的计算机上,操作系统加载程序和启动分区必须驻留在 GPT 磁盘上。其他的硬盘可以是 MBR 或 GPT。 
  不能将 GPT 移至运行 Windows NT 4.0、Windows 2000、Windows XP 或 Windows Server 2003 的基于 x86 的计算机上。不过,可以将 GPT 磁盘从运行带有 SP1 的 Windows Server 2003 的基于 x86 的计算机或基于 x64 的计算机移至运行 Windows Server 2003 或 Windows XP 的基于 Itanium 的计算机上,反之亦然。 
  不能使用基于 Itanium 的 Windows 版本,将 GPT 磁盘从基于 Itanium 的计算机移至运行带有 SP1 的 Windows Server 2003 的基于 x86 的计算机或基于 x64 的计算机,然后启动该操作系统。在非基于 Itanium 的计算机上使用的 GPT 磁盘必须仅用于数据存储。 
  在单个动态磁盘组中既可以有 MBR,也可以有 GPT 磁盘。也使用将基本 GPT 和 MBR 磁盘的混合,但它们不是磁盘组的一部分。可以同时使用 MBR 和 GPT 磁盘来创建镜像卷、带区卷、跨区卷和 RAID-5 卷,但是 MBR 的柱面对齐的限制可能会使得创建镜像卷有困难。通常可以将 MBR 的磁盘镜像到 GPT 磁盘上,从而避免柱面对齐的问题。 
  可以将 MBR 磁盘转换为 GPT 磁盘,并且只有在磁盘为空的情况下,才可以将 GPT 磁盘转换为 MBR 磁盘。 
  不支持 EFI 系统分区的镜像。必须使用 bootcfg 命令克隆 EFI 系统分区。 
  不能在可移动媒体,或者在与群集服务使用的共享 SCSI 或 Fibre Channel 总线连接的群集磁盘上使用 GPT 分区样式。 

主要区别:

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。