MBR vs GPT

En hårddisk består av metalliska skivor och de kan sättas ihop i kluster för att öka lagringskapacitet. Ganska ofta refereras hårddiskar till skivor istället (disk) och många gånger gynnar oss att tänka på skivor istället på hårddiskar.

Hårddiskkonfigurationer finns av två typer: enkel och dynamisk. Därmed hårddisktyper är Standard och Dynamiska.

Bild 1: Mekaniska komponenter i en hårddisk

Partitioner och volymer

Standard och dynamiska hårddiskar har partitioner och volymer, men med vissa skillnader. Standard hårddiskar innehåller primära och utökade partitioner samt logiska enheter. Partitioner kallas även volymer. Du kan skapa upp till fyra partitioner, exempelvis fyra primära eller tre primära och en utökad partitioner. Den utökade partitionen kan innehålla flera logiska enheter. En av de primära partitionerna anges som aktiv och används för att starta datorn.

Bild 2: Standard hårddisk, enkel konfiguration, fyra primära partitioner, en aktiv partition

Innan du kan använda en standard hårddisk måste den ha partitionerats och formaterats med ett filsystem. Partitionen och formateringen utformar en ”signatur” för hårddisken.

Bild 3: MBR och GPT

När en hårddisk partitioneras skapas i början av hårddisken en speciell lagringsplats med namn Master Boot Record och direkt efter en Boot sektor i fall partitionen innehåller ett operativsystem. En sådan konfiguration är känd som Standard och då hårddisken kallas för Standard hårddiskar eller på engelska ”Basic Hard Drive”.

Dynamiska hårddiskar innehåller inte partitioner, istället innehåller de dynamiska volymer. Med ”dynamiska” menas att volymer kan konfigureras på olika sätt. Dynamiska hårddiskars konfigurationer lagras i en GPT eller GUID Partitionstabell.

Standard hårddiskar kan konverteras till dynamiska och därmed ändra hur datorn bootar och hanterar hårddiskar. Konverteringen till dynamiska hårddiskar innebär inte att MBR tas bort eller att den inte längre används. Standard och dynamiska hårddiskar kan konfigureras att använda MBR och GPT.

Standard hårddiskar och volymstruktur hanteras av två stora komponenter Logical Disk Manager eller LDM och Virtual Disk Service. Dessa komponenter gör det möjligt att utföra uppgifter såsom att konvertera standard till dynamiska hårddiskar samt skapa feltoleranta volymer.

Bild 4: Standard MBR och GPT

Master Boot Record

Master Boot Record (MBR) skapas när hårddisken är partitionerad.

MBR innehåller exekverbar kod som kallas ”Master Boot Code”, disksignatur, och partitionstabellen.

Vid slutet av MBR finns en 2-byte-struktur som kallas ”signature word” eller slutet av sektorn, som alltid är inställd på 0x55AA.

Partitionstabellen innehåller 16 byte information per partition. Själva partitionstabellen är strukturerad med 64-byte. Det gör att i partitionstabellen kan endast lagras fyra poster på 16-byte var och en. Med andra ord endast information om 4 partitioner.

Master boot-koden utför följande aktiviteter:

  • Skannar partitionstabellen för den aktiva partitionen.
  • Hittar startsektorn av den aktiva partitionen.
  • Laddar en kopia av startsektorn från den aktiva partitionen i minnet.
  • Överför styrningen till körbar kod i startsektorn.

Om Master Boot kod inte kan slutföra dessa funktioner, visas ett meddelande som liknar något av följande:

  • Ogiltig partitionstabell.
  • Fel vid laddning av operativsystem.
  • Saknar operativsystem.

GUID partitionstabell – GPT

GPT använder primära och sekundära partitionsstruktur för att tillhandahålla redundans. Strukturerna är belägna i början och slutet av hårddisk, se bild 6.

Bild 5: GPT partitiontabell

GPT identifierar dessa partitionsstrukturer med deras logiska blockadress (LBA) snarare än av deras relativa sektorer (som MBR gör).

Som framgår av bild 6 är placerad Protective MBR i LBA 0, följt av den primära GPT header i LBA 1. Detta på grund av kompatibilitetsskäll.

GPT header följs av den primära GUID partition array (en samling av information), vilket inkluderar en partition post för varje partition på hårddisken. Observera att det rymmer endast 4 post för information om enskilda partitioner. Eftersom varje sektor är 512 byte, varje post är 128 byte.

På Windows datorer används oftast 32 sektorer för att lagra information om ett antal partitioner. 32 sektorer och i varje sektor 4 partitioner ger 32 x 4 = 128 partitioner. Generellt kommer det inte att finnas så många partitioner på vår datorer, så det mesta utrymme i partitionstabellen används inte.

Partitioner på hårddisken ligger mellan de primära och sekundära GUID partition array. Partitionerna måste placeras mellan den första användbara och sista användbara LBA adress, som anges i GPT partition header.

Sekundär GPT fungerar som en backup på informationen om hårddiskens partitioner.

Diskhantering i Windows 10

Bild 6: Datorhanterare

Diskhantering är ett inbyggt program i Windows 10. Programmet kan öppnas genom att högerklicka på  den här dator och därefter välja Hantera. Ett fönster öppnas och då visas verktyget Diskhantering bland andra verktyg.

Med Diskhantering kan du skapa/radera/format/utöka/Krymp partitioner, konvertera standard hårddiskar till dynamiska och konvertera diskar från MBR till GPT eller MBR till GPT.

Diskkonvertering

När hårddiskar konfigureras finns det möjlighet att konfigurera de som standard eller dynamiska. Standard hårddiskar använder MBR för att strukturera lagringsutrymme i hårddiskar. Dynamiska hårddiskar använder istället GPT.

I diskhanterare listas hårddiskar och liknande lagringsenheter som numreras Disk 0, Disk 1 o.s.v. Direkt under numreringen specificeras om hårddisken har konfigurerats som standard eller som dynamisk.

Bild 7: Diskkonfigurering – Standard

När hårddisken är mindre än 2 TB brukar hårddiskar konfigureras som standard annars större hårddiskar konfigureras som dynamiska.

Med bild 7 illustreras diskkonfigurationen som standard, inramade i röd. Det innebar att MBR används.

För att konvertera Disk 0 eller Disk 1 till dynamiska disk högerklickar man på en av de och därefter väljer man [Konvertera till dynamisk disk]. I denna konverteringen blir ingen dataförlust men för att konvertera från dynamiska till standard ska alla partitioner/volymer tas bort först.

Observera att alternativet [Konvertera till GPT-disk] disk är grå ute. Detta på grund av att diskarna kan konverteras till GPT när det inte finns någon partition eller volym på de.

Bild 8: Diskkonvertering

Vid konverteringar från MBR till GPT, eller tvärtom, ska man tänka på möjligheten att förlora lagrade data. Du bör säkerhetskopiera befintliga diskars innehåll innan du ger dig till konverteringar. Det finns andra aspekt till att tänka på:

  • vilka partitioner innehåller vad. Enligt information som visas i verktyget Diskhantering är enheten c: systemstart medan partitionen Reserverad av systemet är aktiv. Det innebar att vid boot-processen startas först den aktiva partitionen, det vill säga den Reserverad av systemet och därefter enheten c: där finns systemfilerna.
  • GPT disk kan startas endast med UEFI

Bild 8 illustrerar de två grafiska alternativ för konvertering av diskar. Menyalternativet Konvertera till dynamisk disk ger möjlighet att befintliga standard disk som redan innehåller partitioner kan konverteras till dynamiska disk, medan Konvertera till GPT-disk ger möjlighet att välja GPT från början när ingen partition finns.

Med DISKPART kan man också konvertera diskar mellan MBR och GPT, men inte grafiskt eftersom DISKPART är en text-baserad applikation som används vid kommandoprompten.

c:\>diskpart

DISKPART> list disk