01、分區：最重要的磁盤概念

分區(Partition)是存儲設備的一部分，或一個區域，用戶可以獨立管理。一旦使用後面所說的文件系統規範進行了格式化，分區就可以作為一個卷被操作系統使用。例如，在Windows中，你看到的每個盤符（如C：或D：）代表一個卷（分區）。

了解到這個貌似“簡單”的概念，馬上就會迎來很多人開始“迷糊”的概念。

分區vs.卷vs.驅動器vs.盤片（碟片）vs.磁盤

首先，我們有一個通常被稱為驅動器的物理存儲設備，如硬盤（HDD）或固态驅動器（SSD）。但它也可以被稱為磁盤或碟片。也就是說，在操作系統層面，"磁盤"和 "碟片"指的是同一件事；它始終是保存數據的物理設備。(另一方面，"驅動器 "就比較複雜了）。

當然，其中也有微小的區别。

例如，碟片/盤片，在嚴格技術上來說，是一個包含關系。比如，在如今的大機械硬盤裡，實際上包含了單碟片和多碟片兩種技術。單碟片的一般出現在1TB，2TB等“小”容量機械硬盤裡，從硬件性能上來說，具有最好的機械尋址性能，讀寫效率較高。而多碟片則是出現在大容量機械硬盤裡，比如18、30TB的硬盤，主流都是6~9碟片構成。

一個西數30TB機械硬盤内部，可見由9個碟片組成

多碟片的機械硬盤，由于磁頭需要在不同的碟片間尋址存取協調拼接數據段，因此讀寫效率肯定是不如單碟片的。而一些中等容量的機械硬盤（2-3TB），都會存在有單、雙、三碟片的情形。

磁盤上有未分配的空間，它可以變成一個或多個分區。在原始狀态下，一個分區有時被稱為一個卷。一旦格式化，它現在可以被稱為驅動器，這就是為什麼我們在Windows操作系統内有驅動器字樣。

為了更容易理解，如果你把硬盤想象成一個倉庫，一個分區就是該倉庫的一個隔離區。你可以把一個倉庫分成多個部分來存儲不同的産品，或者把整個地方作為一個貨艙單元。

所以，"驅動器"再次成為令人困惑的地方。這是因為這個術語既被用來稱呼一個格式化的卷，也就是一個常見但無形的概念，也被用來稱呼一個你可以拿在手裡的物理存儲設備。

一個有形的物理存儲設備被稱為驅動器、磁盤或盤片（碟片）。

計算機上的一個無形的存儲單元被稱為驅動器、卷或分區。

但有一點很重要，在一個物理磁盤中，你可以創建一個或多個分區。

而使用軟件通過一項稱為“分區”的操作，将硬盤的物理數字存儲空間劃分為不同的部分，這就給我們帶來了分區類型。

02、分區類型：硬盤隻能認一部分空間的原因

同樣，一個全新的磁盤通常帶有未分配的空間。要使用它，你首先需要使用兩種流行的分區類型之一進行分區。GUID分區表（GPT，GUIDs Partition Table）和主引導（啟動）記錄（MBR，Master Book Record）。

兩者都是操作系統在存儲設備上組織信息的方式。

GUID分區表（GPT）

GPT是一種比較現代的分區方案，自2010年以來已經變得很流行。最終，它将完全取代MBR。它使用全局唯一标識符（GUID，Global Unique IDentifier）來映射存儲設備上的分區表。

也就是說，如果你買的是過去十年裡發布的電腦或硬盤、固态硬盤，它都可以使用GPT分區類型。現在除非你是一個極客，否則你可以安全地棄用MBR。

如今，所有MacOS版本都使用GPT分區，從Windows 8開始，微軟支持GPT作為啟動分區類型。

每個GPT分區最多可以容納9.4 ZB（每個扇區512字節情況下），即94億TB的數據。在分區數量上，GPT會為每一個分區分配一個全局唯一的标識符，理論上GPT支持無限個磁盤分區，不過在Windows系統上由于系統的限制，最多隻能支持128個磁盤分區。在每一個分區上，這個标識符是一個随機生成的字符串，可以保證為地球上的每一個GPT分區都分配完全唯一的标識符。

因此，無論是機械盤還是固态盤，小獅子都推薦大家現在隻使用GPT分區格式。

注意：要使用GPT分區作為啟動卷，計算機的主闆必須使用稱為統一可擴展固件接口（UEFI）的主闆底層系統。這是為什麼很多朋友的老主闆無法使用大硬盤的原因，因為它們的主闆默認是BIOS啟動，而不是UEFI啟動。

如何判斷UEFI還是BIOS？基本上支持複雜圖形界面的主闆底層肯定是UEFI

主引導記錄（MBR）

MBR是一種古老的分區方案，最早出現在MS-DOS中。它仍然适用于現代計算機，包括最新版本的Windows 11。它是存在于驅動器開始部分的一個特殊的啟動扇區。這個扇區包含了已安裝的操作系統的啟動加載器和驅動器的邏輯分區信息，稱為MBR分區表。

幾乎所有PC平台都可以讀取和寫入MBR分區類型，但隻有Windows可以使用這種類型作為啟動卷（也就是俗稱的“系統盤”）。換句話說，你不能在MBR分區上安裝MacOS和Linux。

MBR分區隻支持最大分區大小2TB，比GPT少了47億倍。

因此，如果你在一個大于2TB的存儲設備上使用MBR分區格式，你就需要在上面用工具軟件創建多個分區。

這也是為何很多人在舊系統（Win8以下）給舊電腦升級添加硬盤，裝上去系統默認隻認出2TB空間的原因。

注意：要使用MBR磁盤作為啟動驅動器，計算機的主闆必須支持舊的基本輸出輸入系統（BIOS）。大多數新的UEFI就緒的主闆為了向後兼容而支持這一系統，并将其稱為 "傳統 "（Legacy）啟動類型。

要在現在的主闆上裝低于Win8的系統，啟動設置要改為Legacy

MBR的麻煩二：主分區與擴展分區

另外，MBR有兩種分區方式。主分區和擴展分區。兩者都可以保存數據，但隻有主分區可以用來啟動操作系統。MBR分區類型最多允許四個主分區或三個主分區和一個擴展分區。

擴展分區的唯一好處是，你可以将其細分為多個卷。一般來說，現在除了向WIN XP/9X系統向後兼容之外，大部分現在電腦已經不需要擴展分區了。

當你使用帶有多個主分區的MBR硬盤時，在硬盤能夠啟動之前，保存啟動信息的分區必須被标記為 "活動"。

03、文件系統：讀寫能力的決定因素之一

文件系統（FS，FileSystem）對于組織駐留在存儲設備上的數據是必要的。如果沒有文件系統，你的計算機将不知道文件或圖片在其内部驅動器上的位置，無法根據你的命令檢索它。

當購買一個新的硬盤或固态硬盤時，你一般需要創建一個分區，然後設置一個文件系統類型。

最簡單的，是通過格式化操作來做到這一點。

FAT文件系統：最老、“最小”，兼容性最好

FAT，或稱文件分配表，是一個古老的文件系統，最早是在MS-DOS（Windows之前）時代引入的。FAT的文件大小限制為2GB，因為主要應用在16位系統，又稱為FAT16。很多早期的優盤，格式化默認是FAT文件系統。它不僅單個文件大小被限制在2GB，而且可讀寫檢索的分區大小限制在了2GB（少數操作系統4GB）。

FAT32是FAT的改進版，其最大可讀寫分區大小32GB，單個文件大小限制為4GB。exFAT是FAT32的一個改進版本，具有巨大的文件大小限制——可讀寫分區大小為128PB、單個文件大小限制為16EB。

如果你的移動硬盤或者優盤在Windows和Mac之間來回傳輸數據，這個exFAT是一個很好的選擇，因為它能被PC和蘋果MAC電腦完美無縫讀寫，無需額外操作。甚至一些主流的Linux桌面系統，也支持exFAT文件系統直接讀寫。

NTFS：性能強大，Windows專屬

NTFS早在1993年就與Windows NT一起引入，此後一直是所有基于NT内核技術的Windows系統的默認文件系統（從Windows 2000到Windows 11）。多年來，NTFS一直在改進，每個新版本都向後兼容舊版本。

它目前最大實際支持分區大小為256TB（64kB扇區，Windows8以後版本系統），單個文件最大支持也是256TB。理論值實際更高，可能今後的Windows系統就會突破。

NTFS主要是Windows系統專屬文件系統，目前MacOS可以實現隻讀NTFS分區，通過第三方工具讀寫。Linux 2.2内核可以隻讀NTFS文件格式分區，2.6内核提供了有限原生讀寫。

當然，其他的文件格式分區還有蘋果Mac系統的APFS等，由于不算主流，這裡就不多介紹了。

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