Ограничения на размер жёстких дисков персональных компьютеров

В этом списке приводятся ограничения (большей частью исторические) существующие или существовавшие в персональных компьютерах на размер жёстких дисков, разделов и/или файловых систем.

Содержание

CP/M имела ограничение на 8Мб на диск (при общем числе не более 16 дисков).

10.4 Мб

PC/XT имела фиксированный размер диска: 312 цилиндров, 4 головки, 17 секторов на трек. [1]

15 Mб

Максимальный размер раздела для MS-DOS 1 и 2 [2]

16 Мб

Предельный размер для FAT12 [1]

Ограничение на размер раздела для MS-DOS 3 для файловой системы FAT16: размер кластера 2кб, не более 16384 кластеров. [1]

128 Мб

Ограничение на размер FAT16 в MS-DOS 4: число кластеров до 65526, размер кластера 2кб. [1]

504 Мб

Ограничение MS DOS на допустимое число головок — 16 (1024 цилиндра, 63 сектора на трек, 16 головок, 512 байт на сектор) [3] [4]

Максимальный размер файловой системы FAT16 при 32кб кластере. Для операционной системы NT это величина за счёт 64кб кластеров была равна 4Гб. [5]

2.1 Гб

Некоторые материнские платы выделяли 12 бит на хранение числа цилиндров. 4095*16*63 — 2.1Гб [3]

Ошибка некоторых биосов Phoenix (4.03 и 4.04), приводящая к зависанию в CMOS setup, если диск превышает в размере 3277 Мб. [3]

1. Лимит на размер FAT16 раздела в Windows NT.
2. Лимит раздела, создаваемого Windows NT 3.51/4.0 Workstation при установке [6] (связано с тем, что при установке создаётся FAT16 раздел, который конвертируется потом в NTFS).

4.2 Гб

Прямая трансляция числа секторов/головок методом последовательного уменьшения в 2 раза числа цилиндров и удвоения числа головок (т.н. ‘Large’ или ECHS (Extended CHS)) приводила к лимиту в 1024 головки: 1024*128*63*512 — 4.2Гб [3]

7.8 Гб (1996)

Лимит на размер системного диска Windows NT 4.0 [7]

7.9 Гб

При уменьшении числа головок до 15, ECHS (revised ECHS) позволял методом удвоения получить конфигурацию с 15*2*2*2=240 головками, что давало предел в 7.9Гб.

8.4 Гб

Максимально возможная величина для прерывания INT 13, 1024 цилиндра, 63 сектора, 255 головок. Ограничение многих BIOS’ов того времени (P1-P2), при попытке определить диск с размером больше 8Гб такие биосы висли, т.к. число головок обязано быть меньше 256. [3]

1. Искусственное ограничение на размер FAT32-раздела в Windows 2000, XP. Разделы большего размера форматировать система отказывалась [8][9]
2. Максимальный поддерживаемый размер диска Windows 95[10]

33.8 Гб

Большие диски сообщают о себе 16 головок, 63 секторах и 16383 цилиндрах. При использовании для вычисления реального числа цилиндров (деления ёмкости на 16*63), число цилиндров получается больше, чем 65535, что приводит к зависанию некоторых биосов. Именно из-за этой проблемы на многих ЖД того времени присутствовали джамперы ограничения ёмкости до 32Гб.

128 Гб

1. Лимит в Windows XP SP1 на размер раздела NTFS (исправлено в SP2)
2. Максимальный размер FAT32, создаваемый Windows 98 [8]
3. Максимальный размер SFS, в OS семейства Amiga.

137 Гб (2001)

Максимальная величина числа цилиндров (28-бит) согласно спецификации ATA [3] . Ограничение печально известно тем, что при определённых обстоятельствах приводило к «циклической» перезаписи информации (данные, адресованные выше 137Гб записывались по адресу «адрес — 137Гб»). В ATA-6 количество битов изменено с 28 до 48 (лимит в 137 петабайт).

1. Максимальный размер диска (не раздела!), поддерживаемый MBR. Ограничения MBR: размер раздела, а также расстояние от начала раздела до контейнера (до начала диска в случае primary раздела, до начала extended partition в случае logical volume) — есть 32битное число секторов, т.е. и тот, и другой параметр не может быть выше 2Тб.
2. Максимальный размер файловой системы ext3 на 32-битной архитектуре
3. Максимальный размер раздела для загрузки Windows XP (в силу ограничений MBR).

1. Максимальный размер файловой системы ext3 на 64-битной архитектуре (4кб блок), на Alpha при 8кб блоке может быть до 32Тб.
2. Максимальный размер NTFS при 4кб кластере
3. Максимальный размер файловой системы ReiserFS 3.6 [11]
4. Максимальный размер файловой системы ISO 9660 (используемой на оптических дисках).

Лимит на размер ‘spanned’ массива дисков в Windows 2003 [12]

256 Тб

Максимальный размер файловой системы NTFS (при 64кб кластере) в существующих 32-битных реализациях [8] [12]

512 Тб

Рекомендуемый максимальный размер файловой системы exFAT [13]

Лимит JFS при 4кб блоке [11]

137 Пб

Лимит адресации секторов ATA-6 (48-bit LBA).

Размер системного раздела

Сегодня хочется затронуть тему размера системного раздела в компьютерах с операционной системой Windows. Если кратко, то это раздел файловой системы, на котором установлена операционная система и обычно имеет букву диска «C». Тем, кто не совсем понимает, о чем идет речь рекомендуется ознакомиться с данным материалом.

Поскольку человек сам задает размер системного диска в компьютере при установке операционной системы, за исключением компьютеров с предустановленной ОС, то неправильный выбор его размера порой создает определенные проблемы в будущем. Через какое то время человеку просто начинает не хватать места на диске, а точнее операционной системе для нормальной работы.

Это сложилось исторически, поскольку раньше жесткие диски стоили дорого, а объема были не большого. Поэтому для системного раздела, большинство людей стремилось выделить места по минимуму, особенно учитывая практику переустанавливать систему чуть ли не каждые полгода, из-за нелицензионных копий, вирусов и собственных кривых рук. Вместо того чтобы пользоваться функцией восстановления, системой резервного копирования и пользоваться компьютером без переустановок Windows долгие годы.

Поскольку большинство данных хранилось на других разделах, это облегчало переустановку Windows. Однако время идет, технологический процесс не стоит на месте. Объемы жестких дисков существенно выросли, а цены на них снизились, правда и места для некоторого софта теперь требуется гораздо больше.

Однако это все прелюдия. Самое интересное начинается, когда человек решает все-таки перейти с XP на более новую версию Windows. Очень быстро выясняется, что места на диске катастрофически не хватает, хотя раньше все было относительно нормально. Начинаются поиски виновного и рано или поздно, взор обращается на загадочную папку WinSxS имеющую обычно немаленькие размеры. Возникает стойкое желание уменьшить это безобразие.

Поиски в интернете показывают, что ее действительно можно уменьшить в размерах. Только вот чуда не происходит. Результат попытки уменьшения папки WinSxS у всех индивидуальный, зависит от многих факторов и варьируется от невозможности вообще ничего удалить до освобождения многих гигабайт, но в любом случае человек обычно оказывается не удовлетворенным результатом. Достаточно почитать комментарии к той статье.

Другими словами, людям не хватает места на системном разделе и они пытаются найти способ его освободить. Только надо понимать, что виновата вовсе не эта несчастная папка или ОС Windows, а сам пользователь, выделивший для системы слишком мало места. Корни проблемы обычно идут из прошлого опыта или совета более «опытного» товарища.

Дело в том, что требования Windows XP были гораздо скромнее и раздела например в 20 ГБ вполне хватало для нормальной работы компьютера. Более новые версии ОС оказались гораздо более прожорливыми, да и многие программы заметно «разжирели» в объемах. Поэтому устанавливая Windows 7 на старый системный раздел через некоторое время можно обнаружить недостаток свободного места на системном диске.

Всякие манипуляции с переносом каких то данных, файла подкачки, удаление лишнего, отключения защиты и так далее обычно имеют только временный эффект, поскольку это борьба со следствием, а не причиной. К тому же нормальное использование компьютера превращается в мучение, чтобы поставить новую программу, приходится удалять что то старое. Кроме того, отключение всего и вся с целью освободить немного места, только увеличивают вероятность сбоя системы, с необходимостью ее последующей переустановки. Единственным правильным решением, будет выделить системе достаточно места для комфортной работы. Пусть даже это сопряжено с определенными трудностями, но зато это придется сделать один раз, а не бесконечно бороться с нехваткой места.

Еще одной причиной неадекватного по размерам системного раздела бывает использование твердотельного диска (SSD) в качестве системного диска. Да это прогрессивная технология, обеспечивающая более высокую скорость обмена информацией по сравнению с традиционными винчестерами. Однако их стоимость довольно высокая, а емкости ограниченны, особенно когда они только появились на рынке. Все это приводило к тому, что люди желающие ускорить работу компьютера использовали в качестве системного диска SSD объемом для установки Windows 7. Последствия такого шага легко предсказуемы.

Что можно порекомендовать таким людям, это либо вернуться на обычный жесткий диск или приобрести новый SSD например на 120 ГБ, благо стоимость одного гигабайта заметно снизилась. Старый твердотельный накопитель небольшого объема можно использовать для кеширования или размещения пользовательских данных для которых критична скорость доступа.

Все выше сказанное, проверено на собственном опыте и на грабли с маленьким размером системного раздела пришлось наступить не раз и не два, пытаясь поначалу увеличивать раздел понемногу. Только с течением времени и набитыми шишками пришло осознание ущербности такого подхода.

Сразу возникает вопрос, сколько нужно места на диске например для Windows 7. Честно скажу не знаю. Это на самом деле зависит от многих факторов, таких как режим обновления, установленные программы и так далее, поэтому итоговая цифра у каждого будет своя. Одно скажу точно, даже не смотрите на цифры заявленные Microsoft, поскольку они очень далеки от реальности. В таких случаях указывают минимальные требования необходимые для запуска голой системы, а не полноценной работы на компьютере.

Если вы ощущаете нехватку свободного места на диске, то попробуйте прикинуть, сколько примерно еще нужно прибавить к существующему объему для полного счастья. Только не думайте, что вам не хватает каких-то скорее всего такая прибавка будет только короткой передышкой. Кроме того, стоит учитывать, что для нормальной работы программы дефрагментации диска, требуется не меньше 15% свободного пространства на нем и даже если у вас SSD, то ему все равно по хорошему нужно свободное место, просто уже по другим причинам.

Заочно рекомендовать конечно тяжело, но меньше делать системный раздел на мой взгляд не стоит, и то если у вас мало программ, особенно тяжеловесных. Активному пользователю компьютера стоит ориентироваться на для системного раздела. Хотя каждый конечно решает для себя сам этот вопрос, исходя в том числе из технических и финансовых возможностей. Но чем быстрее вы осознаете, что нужно бороться не со следствием, а выделять для ОС адекватный объем, тем проще и комфортнее вам будет пользоваться компьютером.

Особенности создания разделов размером более 2TB

На днях один мой знакомый обратился ко мне с такой проблемой. На RAID массиве общим объемом 8TB он захотел создать один раздел на 8TB, однако Windows 2008 Server вместо 8TB упорно создавал ему 2TB+6TB. До этого момента у меня ни разу не возникала необходимость в создании разделов подобного объема. Мне стало интересно и я решил немного изучить этот вопрос.

Итак, самое главное, если мы размечаем диск в формате MBR (Master Boot Record), то его максимальный размер будет только 2TB. Чтобы создавать разделы размером более 2TB, надо использовать формат GPT (GUID Partition Table).

Операционные системы Windows XP x64, Windows 2003 Server SP1, Windows Vista, Windows Server 2008 и Windows 7 поддерживают GPT только для доступа к данным. С разделов GPT могут загружаться 64-битные версии Windows 7, Windows Vista и Windows Server 2008 на новых системах с UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), который пришел на смену классическому BIOS (Basic Input/Output System).

Формат GPT имеет следующую структуру:

Из рисунка сразу видны две интересные особенности формата. Во-первых, в начале диска присутствует область Protective MBR. Сделано это как в целях совместимости, так и для защиты данных от старых MBR-ориентированных дисковых утилит, которые не понимают GPT. Во-вторых, GPT обеспечивает дублирование — оглавление и таблица разделов записаны как в начале, так и в конце диска.

В настоящее время большинство современных ОС поддерживает GPT. Однако переход на этот формат осложняет тот факт, что большинство систем до сих пор использует BIOS. Это делает невозможной загрузку Windows с разделов GPT, а это, в свою очередь, ограничивает применение нового формата размещения таблиц разделов на физическом жестком диске.

В чем разница между GPT и MBR при разметке диска

Вы установили новый жесткий диск на компьютер, и при установке Windows 10 вас спросят, хотите ли Вы использовать MBR (Master Boot Record) или GPT (GUID Partition Table). Сейчас мы рассмотрим разницу между этими двумя способами организации данных на диске и узнаем, что лучше для MBR или GPT. Сказанное ниже касается и жестких дисков (HDD) и SSD.

Структура разделов диска определяет, как дисковое пространство дробится на части, где начинается раздел, где он заканчивается, а также какой код используется, если раздел загрузочный. Вот почему надо сделать выбор между MBR и GPT до того, как разделы создаются. Если вы когда-либо разбивали диск на разделы и форматировали их, вы, конечно, сталкивались с этим. GPT – это новый стандарт, он постепенно вытесняет MBR.

Компьютер обычно имеет как минимум один диск для хранения данных. Но физический диск не может хранить данные без разбивки на разделы. Один физический диск может содержать один или быть разбит на несколько разделов. Но как создать несколько разделов? Здесь в дело вступает таблица разделов. Операционная система обратится к этой таблице для получения данных о разделах.

Ограничения MBR

MBR – Master Boot Record, что в переводе означает «главная загрузочная запись». Впервые спецификация появилась на IBM PC для DOS 2.0 в 1983 году. Формат получил свое название в виду того, что задается специальный загрузочный сектор, расположенный в «начале», т.е. операционная система знает, где его найти, а сделать это нужно первым делом.
В этом секторе содержится загрузчик установленной операционной системы и информация о разбиении физического диска на разделы. Программа начальной загрузки (boot loader) небольшая. Здесь задаются буквально начальные данные для загрузки, а в дальнейшем процесс загрузки передает управление более мощному загрузчику. Т.е. это первые биты информации, необходимые для работы загрузчика операционной системы.

У MBR есть недостатки. Например, пресловутое ограничение в 2 ТБ для размера логического диска. MBR поддерживает только четыре основных раздела. И если надо больше, придется делать один из основных разделов расширенным (extended partition) и уже в нем создавать логические разделы. По нынешним временам это выглядит диковато, как доставать правой рукой левое ухо.

Преимущества GPT

Это новый стандарт. Он ассоциируется с UEFI, который вытесняет громоздкий и неповоротливый BIOS. А GPT, в свою очередь, заменяет отживший свое MBR на нечто более современное. Называется он GUID Partition Table, т.е. таблица разделов с глобально уникальными идентификаторами. И каждый раздел диска в самом деле имеет такой идентификатор. Этот идентификатор – произвольная строка такой длины, что без труда можно каждому разделу на Земле такой идентификатор сделать уникальным.
Ограничений, присущих MBR у GPT нет. Иначе говоря, диски могут быть гораздо больше. Размеры их ограничены операционной системой и ее файловой системой. Также GPT позволяет создавать, практически, неограниченное количество разделов. Опять же ограничением будет операционная система. Так Windows позволяет создать до 128 разделов на GPT-диске. И не надо создавать расширенный раздел, чтобы система заработала.

В конце 1990-х голов корпорация Intel разработала новый стандарт таблицы разделов как часть прогрессивной технологии Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). На сегодняшний день это часть спецификации UEFI. Технология GPT также предусматривает циклический избыточный контроль (cyclic redundancy check или CRC). Сохраняются контрольные суммы для проверки сохранности данных. Если данные претерпели непредусмотренные изменения, GPT идентифицирует проблему и пытается восстановить поврежденные данные из другого места на диске. В случае MBR нет возможности понять, что данные повреждены. Поэтому о проблеме вы узнаете, только когда операционная система не сможет загрузиться, или данные о разделе исчезнут.

Совместимость MBR и GPT

В случае применения технологии GPT есть возможность включить защитный MBR (protective MBR). Этот тип MBR подразумевает, что на диске один раздел. Да, применяется GPT. Но если попробовать прочитать этот диск на компьютере с какой-то старой операционной системой, она увидит один раздел на всем диске. Это сделано для того, чтобы старые системы не приняли GPT-диск за неразбитый на разделы. Иначе можно было бы по ошибке стереть все на диске.

Windows может загружаться c GPT-дисков только на 64-битных компьютерах с UEFI. Речь идет от Windows 10, 8, 7, Vista и соответствующих серверных версиях ОС. Точнее говоря, все упомянутые выше версии Windows могут использовать GPT-диски для чтения и записи данных, но вот загрузиться с них они не смогут без UEFI. Другие современные операционные системы также могут использовать GPT. Linux имеет встроенные средства для применения этой технологии. В компьютерах Apple на базе процессоров Intel более не используется APT (Apple Partition Table), ее место заняла технология GPT.

Вы, скорее всего, захотите применить GPT при разбиении диска на разделы. Это более современный и надежный стандарт, к которому все производители компьютеров и программного обеспечения уже перешли. Если же нужна совместимость со старым оборудованием, например, для загрузки Windows с диска на компьютере с обычным BIOS, пока придется пользоваться только MBR.

Честно говоря, таблица несколько условна, т.к. квалифицированный системный администратор может путем некоторых манипуляций превратить это «не поддерживает» в «поддерживает». Тем не менее, практический вывод очевиден: современные 64-битные ОС все способны применять современную технологию. А на 32-разрядной ОС применение стандарта GPT не получится.

Отличия MBR и GPT

Показатель	MBR	GPT
Количество разделов	До четырех основных разделов. На таблицу разделов отведены 64 байта – по 16 байт на раздел. Если надо больше, системный администратор должен конвертировать четвертый основной раздел в extended partition, а затем создать в нем подразделы (логические диски). Максимальное число подразделов – 128.	Технология, практически, не ограничивает (очень много). Но операционные системы имеют такое ограничение. Для Windows — 128 разделов. Размер таблицы разделов имеет размер — 16384 байт. Т.е. по 128 байт на раздел.
Максимальный размер раздела	2 терабайта. На информацию о размере раздела отведено 4 байта (32 бита). Таким образом, максимальное шестнадцатеричное число будет FFFFFFFF , что равно 4294967295 секторов. На текущий момент каждый сектор традиционно ограничен 512 байтами, что означает максимальный размер 2’199’023’255’040 байт, т.е. 2 ТБ. Иначе говоря, если диск больше 2 ТБ, избыточное место на диске просто так использовать не получится.	На данные о размере раздела дано 8 байт (64 бита). Таким образом, в теории максимальный размер раздела при 512-байтных секторах будет 9’444’732’965’739’290’427’392 байт, т.е. 9,4 зеттабайт. Однако, на практике максимальный размер зависит от ограничений, установленных операционной системой.
Избыточность	MBR хранит данные для загрузки ОС и данные о разделе в одном месте – в начале раздела. Если эти данные повреждены или стерты, ОС не сможет загрузиться – загрузчик испорчен. Вы, наверное, знакомы с термином «восстановление MBR», на эту тему много информации в интернете.	Избыточность – одно из ключевых отличие GPT от MBR. GPT сильно превосходит MBR по этому параметру. GPT хранит загрузочные данные и информацию о разделе в нескольких местах на диске. Эти копии можно использовать для восстановления поврежденных данных. Более того, GPT предусматривает контроль при помощи циклического избыточного кода (cyclic redundancy check или CRC), т.е. периодически проверяет целостность данных.

Как узнать, MBR или GPT на диске

В Windows 10, чтобы посмотреть MBR или GPT, нажмем Win + R (или Пуск / Выполнить), введем diskmgmt.msc и нажмем Enter.

Запуск diskmgmt.msc в Windows

Будет выбрана программа управления дисками. Выберем диск. Интерфейс программы разделен на верхнюю и нижнюю части. Нас интересует нижняя, здесь надо кликнуть правой кнопкой мыши именно в указанное на картинке место.

Правой кнопкой мышки надо кликнуть сюда.

Теперь надо открыть вкладку «Тома».

Если вкладка «Тома не появилась, значит, кликнули куда-то не туда.

Выводы: MBR или GPT что лучше для SSD и HDD

Легко видеть, что GPT сильно превосходит MBR. Для применения этого стандарта нужно не сильно старое железо. Двадцать лет технологии – а все еще есть компьютеры, на которых ее применять затруднительно. Тем не менее, если материнская плата позволяет выбрать Legacy BIOS Boot Mode или UEFI Boot Mode, не надо использовать BIOS. Но до сих пор сохранившиеся операционные системы вроде Windows XP не смогут загружаться с GPT-дисков. В этом случае придется использовать защитный MBR (protective MBR). Во всех остальных случаях рекомендуется отказаться от MBR. Используя GPT, вы получите лучшую производительность компьютера и программного обеспечения на нем, а также избежите многих проблем при установке операционной системы и эксплуатации компьютера.