В чем разница между GPT и MBR при создании разделов на диске?

Когда мы нажимаем кнопку питания компьютера, запускается автоматический процесс, который приводит к загрузке системы. Порядок зависит от того, какая структура разделов действует на диске. Всего их две — MBR и GPT. В этой статье мы разберем основы: что это такое, какие между ними различия и как выполнить преобразование, если оно понадобится для установки ОС.

Содержание:
1. Таблица разделов
2. Что такое MBR
3. Ограничения MBR
4. Что такое GPT
5. Преимущества GPT
6. Отличия MBR и GPT
7. Совместимость с операционными системами
8. Как проверить таблицу разделов
9. Преобразование между MBR и GPT во время установки Windows
10. Изменение структуры разделов с сохранением данных
11. Конвертирование системного диска без переустановки Windows
Заключение

1. Таблица разделов

Мы без проблем можем разделить диск на несколько частей — для одной системы, второй системы, пользовательских файлов. Основной вопрос — как ОС понимает, какая у накопителя структура?

Фактически диск — это огромное адресное пространство, доступное для записи данных. Чтобы хранить сведения о том, на сколько частей разделено это пространство, какой объем они занимают, в какой ячейке начинается и в какой заканчивается том, используется специальная системная таблица.

Таблица разделов бывает двух типов — GPT и MBR. У них разная архитектура, они совместимы с разными системами, но выполняют одинаковую работу, помогая организовать нормальное хранение данных.

2. Что такое MBR

MBR (Master Boot Record) — устаревший стиль таблицы разделов. Он разработан в 1983 году, когда в ходу были системы DOS, но до сих пор работает. Правда, с ограничениями, поэтому подружить его получается не со всеми современными компьютерами и операционными системами.

MBR находится в начале дискового пространства, где занимает 512 байт. В ней зафиксировано, какие логические и расширенные разделы есть на устройстве.

В MBR также находится исполняемый код (Boot Loader), который сканирует диск в поисках установленной операционной системы. Для Windows MBR ищет загрузчик Windows, для Linux — GRUB или другой загрузчик. Поскольку в самом разделе MBR места мало, код просто находит и инициализирует загрузчик, основное тело которого располагается в произвольном месте диска.

MBR позволяет создать только четыре основных раздела. Это очень неудобное ограничение, связанное с тем, что на хранение таблицы выделено мало места. Разработчики нашли решение, которое позволяет увеличить количество разделов. Обычные разделы стали называть первичными, а на их основе уже начали создавать расширенные и логические тома.

Один расширенный раздел может содержать несколько логических разделов. Он заметно отличается от разделов другого типа. Фактически он описывает некое пространство, в котором находятся логические тома. При этом у логических разделов есть ограничения. Например, их нельзя сделать активными.

MBR использует 32-битную адресацию, поэтому эта устаревшая структура умеет работать только с дисками, объем которых не превышает 2 ТБ.

Как загружается система при использовании структуры диска MBR:

1. После включения питания выполняется самотестирование.
2. Затем BIOS обнаруживает видеокарту.
3. Отображается стартовый экран BIOS.
4. Начинается проверка памяти RAM.
5. Выполняется конфигурация подключенных устройств.
6. Определяется загрузочное устройство.

Как только BIOS определяет загрузочное устройство, он считывает первый сектор, в котором располагается MBR. Он состоит из трех объектов: первой стадии загрузчика, таблицы разделов и подписи. MBR проверяет таблицу разделов и загружает в оперативную память загрузочный сектор.

В загрузочном секторе сначала запускается начальный загрузчик, который уже инициирует процесс загрузки системы.

3. Ограничения MBR

MBR до сих пор широко используется, несмотря на то, что обладает целым рядом ограничений.

• В MBR допустимо создание только четырех основных разделов. Из одного из основных разделов затем можно делать дополнительные.
• Размер раздела не может превышать 2 ТБ.
• Информация о разделе хранится только в одном месте — в MBR. Если повредить главную загрузочную запись, то диск станет нечитаемым. Восстановить его не получится, придется удалять всю информацию и создавать структуру разделов заново.

Преимущество у MBR одно — эта структура разделов совместима даже с очень старыми операционными системами.

4. Что такое GPT

GPT (GUID Partition Table) — современный стандарт разделов диска.Он является частью стандарта EFI, который разработал компания Intel на замену устаревшему BIOS. При его создании учитывались в том числе недостатки предыдущего решения, которые постарались исправить.

В UEFI нет такой процедуры хранения первой стадии загрузчика, как у MBR. Это более современный и продвинутый интерфейс BIOS, который может самостоятельно анализировать файловую систему и загружать файлы.

После включения питания UEFI конфигурирует систему: управляет потреблением энергии, устанавливает дату и другие компоненты. Затем он считывает таблицу разделов GUID (Globally Unique Identifier, Глобальный уникальный идентификатор). Таблица располагается в начале диска, сразу после первого сектора, в котором хранится MBR (это нужно для совместимости с Legacy BIOS).

GPT определяет, какой будет таблица разделов на диске, который загрузчик EFI распознает в качестве системного. Системный раздел хранит загрузчики всех операционных систем, которые установлены на другие разделы диска. Именно загрузчики инициализируют запуск операционных систем.

Если в BIOS MBR для запуска системы нужно пройти несколько стадий загрузчика, то в UEFI GPT это не требуется. Процесс загрузки начинается на самой ранней стадии в зависимости от конфигурации компьютера.

5. Преимущества GPT

GPT как более современный стандарт увеличивает свое распространение. Это неудивительно, учитывая его преимущества над MBR:

• Можно создавать неограниченное количество разделов. Лимит устанавливает сама операционная система. Например, Windows не позволяет создать более 128 разделов на диске.
• Ограничение на максимальный размер раздела есть, но оно некритичное. Для дисков с секторами по 512 байт доступно 9,4 ЗБ. Один зеттабайт равен 1 073 741 824 терабайт. Так что ограничение такое, что современные диски никак не могут до него добраться.
• При использовании GPT копия раздела и загрузочных данных сохраняется. Это значит, что их можно восстановить при повреждении основного заголовка структуры разделов.
• GPT проверяет целостность данных благодаря хранению значения контрольной суммы по алгоритму циклического избыточного кода. При повреждении GPT может обнаружить проблему и постараться восстановить данные из другого места на диске.
• GPT поддерживает юникод, поэтому пользователь может задавать имена и атрибуты разделам. И не только задавать, но и обращаться к томам по этим именам на любом поддерживаемом языке.

Недостаток у GPT один — этот стиль разделов может быть несовместимым со старыми операционными системами.

Особенность GPT в том, что при загрузке проверяются контрольные суммы, так что если вы что-нибудь измените вручную, система может не запуститься.

6. Отличия MBR и GPT

Чтобы оценить разницу между MBR и GPT, посмотрите эту таблицу. В ней указаны основные характеристики каждой структуры разделов.

Свойство	GPT	MBR
Количество основных разделов	Неограничено	Четыре основных раздела, остальные — дополнительные
Размер раздела	Размер раздела ограничен 9,4 ЗБ. Это больше, чем полный объем любого существующего диска.	Ограничение на размер раздела — не более 2 ТБ
Особенности хранения копий	GPT хранит копию данных раздела, позволяя восстановить их в случае повреждения основного заголовка GPT	MBR хранит только одну копию данных раздела в первом секторе жесткого диска, что может привести к потере всей информации в случае повреждении информации о разделах.
Получение информации о повреждении данных	GPT хранит значения контрольной суммы для проверки, что данные не повреждены, и может выполнить необходимое восстановление из других областей диска в случае повреждения	MBR не имеет способа узнать о повреждении данных, вы можете узнать об этом только если компьютер откажется загружаться или исчезнет раздел.

Выбор очевиден, но в то же время предопределен тем, какой компьютер и какая операционная система используются. Поэтому еще один важный момент, который нужно учитывать, — совместимость с ОС.

7. Совместимость с операционными системами

В первом секторе диска с таблицей GPT содержится MBR. В этой защитной записи указано, что для работы доступен один раздел, который распространяется на весь объем накопителя. Соответственно, если вы возьмете старый компьютер, который умеет работать только с MBR, то увидите один большой раздел, занимающий весь объем диска.

Благодаря защитной записи исключено случайная удаление таблицы GPT. Без нее старые системы могли бы ошибочно посчитать диск пустым и записать поверх новую загрузочную запись.

На макбуках GPT установлен по умолчанию. На MBR установить систему не удастся, хотя она и может работать на накопителях с такой структурой разделов.

Большинство дистрибутивов Linux тоже поддерживают GPT. При инсталляции в качестве загрузчика обычно ставится GRUB 2, но есть и другие варианты.

На Windows загрузка с GPT используется на системах с UEFI, работающих под 64-битными версиями Windows Vista, 7, 8, 10 и 11 и аналогичными серверными сборками. При этом «семерка» и более ранние версии обычно ставят на диски с MBR. Но их можно преобразовать в GPT, о чем мы подробно поговорим ниже.

8. Как проверить таблицу разделов

Многие пользователи узнают о том, какая таблица применяется, только когда сталкиваются с ошибками. Например, при установке Windows получают сообщение, что запись невозможна, так как на носителе MBR или наоборот GPT. Но узнать структуру можно и другими способами.

a. На Windows

Если есть доступ к системе, то можно использовать стандартные инструменты — командную строку и утилиту для управления дисками.

Через командную строку:

1. Нажмите Win + R.
2. Введите diskpart.
3. Введите list disk.
4. Изучите в выдаче столбец GPT.

Если у накопителя в столбце GPT есть звездочка, значит, на нем используется структура разделов GPT. Если такой звездочки нет, значит, на диске MBR. Например, у меня на компьютере два диска. Один — GPT, другой — MBR:

Утилиту diskpart можно также использовать без загрузки Windows. Но командная строка все равно понадобится. Она без проблем запускается с установочного носителя. Сочетание клавиш Shift + F10 открывает командную строку. Дальше порядок тот же, что и в среде Windows: diskpart — list disk — поиск отметки GPT.

Другой способ — проверка структуры разделов через утилиту управления дисками:

1. Нажмите Win + R.
2. Выполните команду diskmgmt.msc.
3. Кликните правой кнопкой по интересующему диску. Не по разделам, а по самому физическому устройству. Они отображаются в крайнем левом столбце.
4. Выберите «Свойства».
5. Откройте вкладку «Тома».
6. Посмотрите, что указано в строке «Стиль раздела».

MBR будет подписан как «Основная загрузочная запись» или Master Boot Record. GPT определяется в этом списке как «Таблица с GUID разделов».

Для определения структуры разметки можно также использовать утилиты для управления дисками, которые, в том числе, позволяют выполнить преобразование из MBR в GPT и обратно. Например, в AOMEI Partition Assistant под каждым устройством явно указано, какая структура используется — GPT или MBR. В MiniTool Partition Wizard под именем диска тоже указана используемая структура.

b. На Linux

Посмотрим на примере Ubuntu, как узнать структуру разделов диска. Как и на Windows, есть два способа: через терминал и встроенную утилиту для управления накопителями.

Через терминал:

1. Запустите терминал.
2. Выполните команду с правами root: sudo parted -l.
3. Введите пароль для root-доступа (если он установлен).

В терминале появится подробное описание каждого диска. Среди прочего будет указана структура — Partition Table. Значение может быть GPT или MBR (отобразится как msdos).

Через утилиту для управления подключенными накопителями (GNOME Disks):

1. Запустите утилиту Disks.
2. Выберите диск.
3. Посмотрите в описании сверху, что написано в строке Partitioning — GUID Partition Table (GPT) или msdos (MBR).

Если утилиты Disks нет, можно установить Gparted. Он доступен для добавления из репозиториев на большинстве дистрибутивов Linux или через менеджер приложений. Чтобы посмотреть подробные сведения о диске в Gparted, выделите накопитель, а затем раскройте меню View и отметьте пункт Device Information. Сведения о накопителе отображаются в левом столбце. Ищите значение Partition Table — GPT или msdos (MBR).

c. На macOS

Макбуки используют GPT по умолчанию. Теоретически macOS должна работать на MBR, но установить систему не удастся.
Убедиться в том, что у вас на диске GPT, можно через «Дисковую утилиту».

1. Откройте лаунчер.
2. Перейдите в папку Other.
3. Запустите приложение «Дисковая утилита».
4. Выделите диск, который хотите проверить.
5. Нажмите «Разбить на разделы».
6. Посмотрите значение в строке «Схема».

В качестве схемы диска должно быть указано, что используется GUID. Это значит, что у вас GPT, как и ожидалось на маке.

9. Преобразование между MBR и GPT во время установки Windows

При установке Windows можно столкнуться с двумя ошибками, которые указывают на противоположные состояния структуры разделов.

Первая ошибка — выбранный диск не имеет стиль разделов GPT. Она появляется, когда вы пытаетесь поставить Windows на компьютер с UEFI, но при этом раздел диска не настроен так, чтобы работать в режиме UEFI или в режиме совместимости с Legacy BIOS.

Вторая ошибка — выбранный диск имеет стиль разделов GPT. Она появляется, когда вы пытаетесь установить 64-битных версии Windows Vista, 7, 8, 10, 11 на компьютер, который не поддерживает UEFI.

Важно: если на диске есть важные данные, прежде чем менять структуру разделов сделайте резервную копию. При изменение структуры вся информация с диска будет удалена.

a. Диск не имеет разделов GPT — устранение ошибки

Если вы столкнулись с первой ошибкой — диск не имеет разделов GPT, то у вас есть два способа ее исправить.

Способ первый — через установщик Windows.

1. Создайте установочный носитель Windows.
2. Подключите установочный носитель к компьютеру и загрузитесь с него в режиме UEFI. Возможно, для этого придется менять параметры загрузочных устройств в BIOS.
3. В окне мастера установки выберите язык, формат и метод ввода, нажмите «Далее».
4. Нажмите «Установить».
5. Чтобы пропустить активацию, нажмите «У меня нет ключа продукта».
6. Примите условия лицензионного соглашения.
7. Выберите тип установки «Выборочная».
8. В окне выбора раздела на установки Windows выберите и удалите все тома. На диске должна остаться область нераспределенного пространства. Все данные с него будут удалены!
9. Выберите нераспределенное пространство и нажмите «Далее».

Windows самостоятельно определит, что компьютер работает в режиме UEFI. После этого установщик создаст четыре раздела: три служебных и один для Windows и пользовательских файлов. Последний вы можете поделить на части уже после установки с помощью встроенной утилиты для управления дисками.

Установка Windows начнется автоматически. Сообщений об ошибках больше не будет, так как мастер инсталляции добавит структуру разделов GPT на нераспределенное пространство, которое вы создали, удалив прежние разделы.

Способ второй — через командную строку.

1. Загрузите с установочного носителя в режиме UEFI.
2. Чтобы запустить командную строку, на экране установки нажмите сочетание клавиш Shift + F10.
3. В командной строке введите diskpart и нажмите Enter (нажимать Enter нужно после ввода каждой команды, указанной ниже).
4. Чтобы вызвать список дисков, выполните команду list disk.
5. Найдите номер диска, который нужно преобразовать из MBR в GPT и выберите его командой select disk <цифра>.
6. Чтобы очистить диск, выполните команду clean. Все данные будут удалены!
7. Чтобы преобразовать MBR в GPT, выполните команду convert gpt.
8. Введите exit для выхода из утилиты diskpart.

Теперь можно закрыть командную строку и вернуться к установщику Windows. Вам также нужно выбрать тип установки «Выборочная», а затем отметить нераспределенное пространство и позволить установщику самостоятельно его разметить в формате GPT.

b. Диск имеет разделы GPT — устранение ошибки

Как мы уже разобрались выше, эта ошибка возникает, когда компьютер не поддерживает UEFI. Устранить ее можно также двумя способами.

Способ первый — перезагрузка компьютера в режиме совместимости с BIOS.

Этот вариант позволит сохранить текущую структуру раздела. Если вам нужен MBR, выберите BIOS Legacy. Если системе нужен UEFI, выберите UEFI.

Способ второй — удалить текущую структуру GPT и использовать MBR.

Порядок такой же, как и при преобразовании MBR в GPT. Вы можете запустить мастера установки, использовать «Выборочную» установку и удалить все разделы. Установщик самостоятельно определит, что нужен режим MBR, и разметит диск соответствующим образом.

Вы также можете воспользоваться командной строкой, как это описано выше. Команды аналогичные: diskpart — list disk — select disk <цифра> — clean — convert mbr. Обратите внимание, меняется только синтаксис последней команды. Если вы хотите конвертировать диск в MBR, то нужно использовать команду convert mbr.

В остальном разницы тоже нет. После очистки диска вы получите нераспределенное пространство. Вам нужно вернуться в установщик и запустить копирование файлов Windows на диск, чтобы продолжить инсталляцию системы без ошибок.

Преобразование в среде Windows

Если возможно подключить диск к другому компьютеру, то изменить структуру его разделов можно через утилиту «Управление дисками».

1. Нажмите Win + R.
2. Выполните diskmgmt.msc.
3. Найдите диск, на котором нужно изменить структуру разделов. Он должен быть не основным.
4. Удалите с диска все размеченные тома. Внимание: вместе с томами будет удалена вся информация.

После удаления разметки на накопителе останется нераспределенное пространство. Его можно преобразовать в доступную структуру. Для этого нажмите правой кнопкой и выберите соответствующий пункт в меню — конвертировать в MBR (GPT). После успешного преобразования заново разметьте пространство, создав нужные тома.

10. Изменение структуры разделов с сохранением данных

Поменять структуру раздела можно без очистки диска и переустановки системы. Но для этого понадобятся сторонние программы. Например, можно использовать AOMEI Partition Assistant. У нее есть бесплатная версия Standard Edition.

Важно: сделайте резервную копию диска, прежде чем использовать перечисленные программы. Это гарантирует вам сохранность данных.

Процесс преобразования простой:

1. Запустите программу.
2. Выберите диск, таблицу которого нужно изменить.
3. Выберите направление конвертирования — GPT в MBR или наоборот. Доступна будет та опция, которая подходит текущему стилю. Например, если выбрать накопитель с GPT, то пункт в меню будет называться «Преобразовать в MBR».
4. Подтвердите выполнение операции и нажмите «Применить». Кнопка находится в левом верхнем углу.

Чтобы запустить преобразование, нужно перезагрузить компьютер. Сохраните документы, завершите работу других приложений, кроме Partition Assistant. Затем в окне программы нажмите «Перейти» и согласитесь на перезагрузку прямо сейчас.

После перезагрузки запустится специальная утилита для конвертирования разделов. Даже объемные диски конвертируются за несколько секунд. При этом данные на них сохраняются.

С системным диском выполнить такое конвертирование не получится. При попытке изменить структуру его разделов программа выдаст ошибку. Этот способ работает только с дисками, на которых хранятся файлы. Удобство в том, что их не надо очищать — данные должны сохраниться даже при конвертировании из MBR в GPT и наоборот.

То же самое можно сделать с помощью программы MiniTool Partition Wizard. В версии free доступно конвертирование из MBR в GPT.

1. Чтобы увидеть список доступных дисков, запустите программу.
2. Выберите диск, который нужно конвертировать, и кликните по нему правой кнопкой.
3. Выберите опцию Convert MBR Disk to GPT Disk.
4. Чтобы согласиться с исполнением операции, нажмите на кнопку Apply.

После подтверждения начнется конвертация диска. Она занимает до 5 минут в зависимости от объема накопителя.

11. Конвертирование системного диска без переустановки Windows

Есть способ конвертировать системный диск без переустановки Windows. Можно использовать загрузочную флешку LiveCD. По сути, на ней хранится автономная Windows с большим набором программ, часть которых помогает управлять накопителями.

Внимание: при попытке конвертировать таблицу диска с установленной Windows может произойти ошибка: после выполнения операции система перестанет загружаться. И тогда вам придется переустанавливать все с нуля. Поэтому обязательно сделайте копию всех данных и подготовьте заранее установочный носитель Windows. Или выберите другой способ конвертирования.

Для преобразования будем использовать программу Paragon Hard Disk Manager. Она входит в стандартный набор этого LiveCD.

1. Создайте аварийный диск LiveCD.
2. Подключите аварийные носитель к компьютеру и выберите загрузку с LiveCD.
3. Запустите Paragon Hard Disk Manager.
4. Найдите в перечне диск, который нужно конвертировать.
5. Нажмите на диск правой кнопкой и выберите «Конвертировать базовый GPT в базовый MBR». Если используется стиль MBR, то функция будет называться наоборот — «Конвертировать базовый MBR в базовый GPT».
6. Нажмите «Применить» и подождите, пока конвертация завершится.

Обычно операция занимает несколько минут. После ее завершения можно выключать компьютер, извлекать флешку и запускать систему с жесткого диска. Если ошибок при конвертации не было, то загрузка пройдет гладко.

Заключение

Мы разобрались, что GPT — это более современный стиль разделения накопителя, который используется более новыми версиями ОС и UEFI. В то же время MBR хоть и является устаревшим стилем, все еще может пригодиться в отдельных случаях — например, если система не поддерживает UEFI.

Если хотите повторить, чем отличается GPT от MBR, посмотрите это видео. В нем доходчиво объясняют разницу и показывают, для каких ситуаций какая таблица разделов больше подходит.