UEFI+GPT模式下的Windows系統中分區結構和預設分區大小及硬碟整數分區研究

內容摘要：本文主要討論和分析在UEFI+GPT模式下的Windows系統（主要是最新的Win10X64）中預設的分區結構和預設的分區大小，硬碟整數分區、4K對齊、起始扇區、恢復分區、ESP分區、MSR分區，哪些分區是必要的，刪除是否會影響系統運行。

建議初級讀者先瞭解什麼是BIOS+MBR和UEFI+GPT，再閱讀以下內容，因為涉及的內容太多，這些知識點不作為本文的討論內容，建議百度搜索：“BIOS+MBR”、“UEFI+GPT”、“BIOS+MBR UEFI+GPT 區別”、“UEFI 優勢”、“UEFI 好處”

閱讀本文前，其它可能還需要瞭解的知識點：原版系統、系統安裝方法、文件系統FAT32/NTFS、diskpart命令、diskgenius、活動分區、主分區、擴展分區、PE、1MB等於多少KB等。

在UEFI引導模式下，Win10X64系統安裝程式在為沒有任何分區的空白磁碟分區時，當創建第一個分區時會有如下提示：標題：Windows 安裝程式，提示內容：若要確保 Windows 的所有功能都能正常使用，Windows 可能要為系統文件創建額外的分區。確定 取消，選擇確定後，分別創建了以下幾個分區：起始扇區為2048扇區的450MB恢復分區、100MB的ESP分區、16MB的MSR分區、所要創建分區的值減去前面幾個分區的大小後的分區。

其它信息:
NTFS版本號        3.1
WinVer        Microsoft Windows [版本 10.0.14393]
SysVer        Win10X64
數據採集Date        2016/11/13
分區表類型        GPT
/無該信息，*無意義

表格太長，如果看不到全部，可以按Ctrl++放大頁面，Ctrl+-縮小頁面，Ctrl+0還原到預設大小頁面，也可以拖選並複製表格到文本文檔或Excel、Word中查看。

由以上數據分析，我們可以大致瞭解Windows10系統中硬碟分區的預設結構和預設的大小：

1、起始扇區為2048，為了4K對齊，空出1024KB；

1MB=1024KB=2048扇區*512Bytes/扇區=1048576Bytes，也就是空出了1MB的空間，第一個分區的起始扇區為2048是Win10X64系統在分區時為了4K對齊，因為一般預設的起始扇區是63，起始扇區為2048這一點和DiskGenius(V4.8.0.256 X64)的4K對齊的預設值是一樣的，用DiskGenius分區時，對齊分區到此扇區數的整數倍是預設勾選的，且預設值為：2048扇區（1048576位元組）。

2、關於恢復、ESP、MSR分區：

分區          描述
恢復          可選分區，用於存放系統恢復、加密保護工具等。
ESP          EFI 系統分區 (ESP)，存放系統文件以供引導啟動
MSR         Windows 系統特有分區，包含與其他系統分區有關的信息，供 Microsoft 應用程式使用。
在預裝Windows 系統的電腦中（OEM）有可能存在15GB的“恢復”分區，其中存放的是Windows 恢復映像，在系統損毀時可藉此恢復系統，由電腦廠商配置。

100MB或16MB或幾百MB大小的MSR系統保留分區一般是用作動態磁碟等或用作存放系統引導文件和Windows RE文件的，如果系統保留分區有十幾GB則一般是品牌電腦的原版OEM系統的備份，這個系統是沒什麼用，非常建議刪除；GPT+UEFI模式下ESP必須保留，裡面是引導文件（刪除後無法引導系統啟動），實際的測試中，ESP不可以刪除，恢復分區和MSR分區（在DiskGenius中查看MSR分區無任何文件）刪除的話，系統也是可以運行；另外在BIOS+MBR下，如果是GHOST的系統，系統保留分區刪除不影響系統啟動，因為引導文件在系統盤，如果安裝的是原版系統的話，則是MBR啟動，引導文件在系統保留分區，刪除後無法引導系統（可以刪除系統保留分區，然後把C盤激活後修複引導，如果沒有這個單獨的引導分區，這樣操作的缺點之一是如果使用bitlocker鎖定C盤的話，會無法引導）；基於以上分析：這些由系統新建的額外分區占用的空間很小（才幾百MB），對於幾百GB的硬碟來說占用的空間影響非常小，且都是有一些作用的，雖然有些功能可能你並沒有要用到，但是存在就是合理，非常不建議刪除，且微軟也是不建議我們刪除的。

三個額外的分區占用了566MB（在Bios+MBR模式時只有500MB的系統保留分區），而這三個額外分區是在新建第一個分區時提示創建的，這三個額外分區的容量加上第一個硬碟主分區的容量就是你要輸入的新建分區的容量，也就是說你要新建一個50GB的系統盤主分區時，你實際上要輸入的值是：450+100+16+50*1024=566MB額外分區+51200MB主分區=51766MB，這樣在減去三個額外分區後新建的系統盤才是真正的50GB整（但不是顯示的整數容量，顯示為49.9GB，顯示整數請看下文），另外，並不是在任何時候，Windows都會創建以上幾個分區，會隨著創建的分區的大小不同而改變；

由以上數據可以看到，當你在沒有任何分區的空白磁碟上新建分區的大小<=8972MB時，系統不提示創建額外的分區，只創建你要求創建的分區，或許是系統判斷分區太小不適合作系統分區不創建額外分區；8973MB~9056MB時會創建16MB的系統保留分區MSR，分區太小時系統認為此分區不適合作為系統分區也就不創建那些額外分區吧；9057MB~9523MB時，會創建450MB的恢復環境分區和100MB的EFI引導分區ESP；>=9524MB時，才會創建三個額外分區；具體微軟的攻城獅是怎麼想的，不知道，我認為全部都要提示提示創建額外分區，用戶可以選擇不同意創建，或選擇創建後再刪除三個分區的其中任意一個分區，這不是更簡單？？？？？

當你的電腦上有兩塊以上的硬碟（UEFI+GPT模式），且其中一塊硬碟有這三個額外分區時，為另一塊硬碟分區，系統將提示你創建額外的分區，選擇確定後，只創建了16MB的MSR分區，沒有另外兩個額外分區，這很好理解，只有其中一個或兩個額外分區時會創建哪幾個額外的分區則未去測試。

如何手動創建以上分區（恢復分區、ESP分區、MSR分區）？

使用最新版DiskGenius分區工具創建，使用快速分區時，創建新ESP分區、創建MSR分區預設是勾選的，但不提供MSR分區大小的修改，且沒有創建恢復分區，創建後ESP分區為FAT16文件系統大小為99MB，MSR分區為128MB；直接點新建分區，會提示在建立新分區之前，是否先建立下列ESP、MSR分區？預設勾選了建立MSR分區，但沒有勾選建立ESP分區，ESP分區預設大小100MB，且可以修改大小，創建後ESP分區為FAT16文件系統大小為99MB，MSR分區為128MB。

使用diskpart命令創建：

對於基於映像的部署，使用 Windows 預安裝環境 (Windows PE) 啟動電腦。然後使用 DiskPart 工具在目標電腦上創建分區結構。有關詳細信息，請參閱 適用於 Windows 8 的 WinPE：Windows PE 5.0。

備註
Windows PE 按英文字母順序重新分配磁碟號，由驅動器號 C 開始，且無需顧及 Windows 安裝程式中的配置。該配置可以根據不同驅動器（包括 U 盤）的出現進行更改。 在這些 DiskPart 示例中，分區分配了驅動器號 T、S、W 和 R 以避免驅動器號衝突。重新啟動電腦後，Windows PE 會自動將驅動器號 C 分配到 Windows 分區。系統分區、Windows RE 工具分區和恢復映像分區不會接收驅動器號。

以下步驟描述瞭如何對硬碟驅動器進行分區並準備應用映像。可以使用以下部分中的代碼來完成這些步驟。

1. 將以下部分中的代碼在 U 盤上保存為文本文件 (CreatePartitions.txt)。

2. 使用 Windows PE 啟動目標電腦。

3. 使用 DiskPart /s F:\CreatePartitions.txt 命令，其中 F 是 U 盤的驅動器號，用於對驅動器進行分區。

將以下代碼保存為 CreatePartitions.txt，然後使用 DiskPart 工具運行腳本以自動化系統、MSR 和 Windows 分區的配置。

select disk 0
clean
convert gpt
create partition primary size=300
format quick fs=ntfs label="Windows RE tools"
assign letter="T"
create partition efi size=100
rem == Note: for Advanced Format Generation One drives, change to size=260.

format quick fs=fat32 label="System"
assign letter="S"
create partition msr size=128
create partition primary
format quick fs=ntfs label="Windows"
assign letter="W"

 示例 DiskPart 腳本：建議配置

將以下代碼保存為 CreatePartitions.txt，然後使用 DiskPart 工具運行腳本以自動化 Windows RE 工具分區、系統、MSR、Windows 和恢復映像分區的配置。

rem == CreatePartitions-UEFI.txt ==
rem == These commands are used with DiskPart to
rem    create five partitions
rem    for a UEFI/GPT-based PC.
rem    Adjust the partition sizes to fill the drive
rem    as necessary. ==
select disk 0
clean
convert gpt
rem == 1. Windows RE tools partition ===============
create partition primary size=300
format quick fs=ntfs label="Windows RE tools"
assign letter="T"
set id="de94bba4-06d1-4d40-a16a-bfd50179d6ac"
gpt attributes=0x8000000000000001
rem == 2. System partition =========================
create partition efi size=100
rem    ** NOTE: For Advanced Format 4Kn drives,
rem               change this value to size = 260 ** 
format quick fs=fat32 label="System"
assign letter="S"
rem == 3. Microsoft Reserved (MSR) partition =======
create partition msr size=128
rem == 4. Windows partition ========================
rem ==    a. Create the Windows partition ==========
create partition primary 
rem ==    b. Create space for the recovery image ===
shrink minimum=15000
rem       ** NOTE: Update this size to match the size
rem                of the recovery image           **
rem ==    c. Prepare the Windows partition ========= 
format quick fs=ntfs label="Windows"
assign letter="W"
rem === 5. Recovery image partition ================
create partition primary
format quick fs=ntfs label="Recovery image"
assign letter="R"
set id="de94bba4-06d1-4d40-a16a-bfd50179d6ac"
gpt attributes=0x8000000000000001
list volume
exit

 提供對 Windows RE 工具和恢復映像分區的額外保護。

如果使用推薦的 DiskPart 腳本，則最終用戶在文件資源管理器中不能查看 Windows RE 工具分區和恢復映像分區。但是，他們可以使用磁碟管理工具查看和刪除恢復映像分區。

如果要使用磁碟管理工具防止最終用戶刪除分區，可以在創建分區時將以下 DiskPart 命令添加到腳本。

gpt attributes=0x8000000000000001

 該 DiskPart 命令合併了 GPT_ATTRIBUTE_PLATFORM_REQUIRED (0x0000000000000001) 和 GPT_BASIC_DATA_ATTRIBUTE_NO_DRIVE_LETTER (0x8000000000000000) 屬性。有關詳細信息，請參閱 DiskPart：GPT。
後續步驟

創建分區後，可以在新創建的分區上使用部署腳本以應用 Windows 映像。有關詳細信息，請參閱示例：使用部署腳本應用 Windows、系統和恢復分區。
另請參閱
任務
示例：使用 Windows 安裝程式創建基於 UEFI/GPT 的硬碟驅動器分區
示例：使用 Windows PE 和 DiskPart 配置基於 BIOS/MBR 的硬碟分區
示例：使用部署腳本應用 Windows、系統和恢復分區
概念
配置基於 UEFI/GPT 的硬碟驅動器分區

硬碟整數分區的研究，硬碟分區實際占用的空間大小研究：

我們可以知道在Win10X64系統，UEFI+GPT模式下，硬碟各分區的實際占用空間大小和預設分區排序順序如下（C盤以50GB為例）：

為什麼分區完成後在Windows系統中顯示的總容量大小要比理論的大小要小呢？關於這個分區，硬碟廠商設計的是1GB＝1000Mb，而操作系統卻認為1Gb＝1024Mb，而這個整數分區的公式既不是按照硬碟廠商的設計也不是按照操作系統的設計，而是另有誤差。原因就是硬碟在分區和格式化之後還會在硬碟上占用一定的空間用來存儲磁碟結構和數據位置等信息。

對於NTFS格式：
硬碟一般有255磁頭，63扇區，故每柱面大小為：
512byte x 255 x 63＝8225280bytes ＝7.84423828125 MB
如果要分10 GB,那麼要10x1024 MB=10240 MB
需要柱面數為10240÷7.84423828125=1305.416744475568004979769685652
取整數既為1306個柱面
應分MB數為1306x7.84423828125=10244.5751953125 MB
不管小數點後面幾位都進1，也就是10245 MB，系統也就認為是10.00 GB了。

每一個分區都要這麼複雜的計算，那頭都會暈，而且浪費時間，當然也能可以在網上找到硬碟整數分區計算器的綠色小程式，但是為了一個這麼簡單的功能，去下載軟體又麻煩，還有感染木馬病毒的危險，也不用自己事先一個一個去算好來以後備用，也不要網上找不一定正確的表格，我們可以用Excel表格輸入公式進行自動的計算，利用EXCEL自帶的函數表格對整數G進行計算：
在A1單元格中輸入我們需要分出的整數G分區的數值，在B1單元格中輸入下列公式：
=ROUNDUP(ROUNDUP(A1*1024/7.84423828125,0)*7.84423828125,0)
按回車後，即可得到整數G分區對應的MB數值。
上述公式用到了一個函數：ROUNDUP(a,b)，ROUNDUP就是無條件進位，a代表需要進行進位的那個數，b代表返回結果所保留的小數位數，我們需要無條件進位取整的話，就是不保留小數，所以b賦值為0。

可以自己製作一個表格，輸入自己最常用的整數G，就能自動生成對應的MB數（對於FAT32文件系統的整數分區將不詳細討論，FAT32文件系統只在U盤中常見，且現在U盤都是exFAT為主了，在操作系統中很少以FAT32作為分區的文件系統）。

下麵是從網路上尋找的常見分區大小對照表：

但是使用DiskGenius創建的分區大小要比理論的大小隻多出1MB（nGB=n*1024+1MB），而不是上面表格所對應的大小，如果按照理論的大小MB數來分區的話，在Windows系統下分區的容量和可用空間都變成了49.9GB，因為在Windows下顯示的容量要比分區時分配的容量小4096Bytes，也就是少了4KB，這4KB估計就是用來存儲磁碟結構和數據位置等信息的空間的大小，並不是實際可用的空間，所以DiskGenius分區時會加1MB讓分區的總容量顯示為整數，所以你要讓硬碟整數分區最簡單便捷的方法就是按照DiskGenius分區軟體的方法，在原NTFS分區的理論大小上加1MB就可以了；第二種硬碟整數分區的方法就是對照上面的表格來分配分區大小。

而在BIOS+MBR模式時，Windows安裝系統時新建的分區只有500MB的系統保留分區（應該類似於UEFI+GPT模式下的ESP和MSR分區），NTFS格式、捲標為系統保留，在DiskGenius中查看該分區下的文件應該是用於存放系統引導相關文件和Windows RE環境用的，起始扇區也是2048扇區。

分區的簇大小：NTFS：4096，ESP引導分區為FAT32文件系統，簇大小為1024；這個簇大小應該是因分區的大小和文件系統的不同而不同的，這個是和文件系統相關的。

Win10X64系統的安裝分區建議大小：

win10分區建議大小:所選分區上的可用空間量小於建議的 25361 MB。我們建議此分區至少為 25361 MB，否則請選擇其它分區。當>=8957MB時，點擊下一步還是可以安裝的，只是建議大小為25361MB；
當分區<8957MB時，提示：無法在驅動器 1 的分區 4 上安裝 Windows(W).(顯示詳細信息)，點擊詳細信息為:標題：Windows 安裝程式 內容：此分區太小，請將此分區的大小至少設置為 8957 MB，或選擇其它分區。 確定，無法點擊下一步安裝系統，也就是說當分區<8957MB時是無法安裝Win10X64系統的。

建議的系統分區大小：

建議的分區方式：

由於GPT分區表的優越性，作為更新的技術，後續也肯定是GPT分區表會越來越多，建議以GPT作為分區表，而不是MBR分區表，對於兩者區別，請自己百度，可以搜索關鍵詞："GPT MBR 區別"以詳細瞭解；

系統分區建議大小，>500GB的硬碟建議分50GB作為系統盤，>=500GB的硬碟建議以60GB作為系統盤，安裝軟體多的可以以80GB、90GB、100GB、110GB、120GB作為系統盤大小；

D盤分區建議大小，D盤作為常用數據和一些游戲及部分軟體的安裝盤，也不要太大，120GB的固態硬碟分兩個區D盤只剩大約59GB了，更大的硬碟D盤建議分100GB或120GB的空間，再更大的則分160GB、200GB的空間；

硬碟分區數越少越好，有的用戶會喜歡再創建幾個硬碟分區，但是硬碟多個分區不是越多越好，越多的話會出現很多問題，比如分區太多可能出現分區空間不足、數據容易丟失等問題哦，那麼具體有哪些不好的原因呢？我就和大家淺淺的分析下設置分區越多越不好的原因。
如果習慣用WIN7的庫，可以把WIN7的每個庫當成一個分區，這樣也就是不分區的分區了。在Win7中，文件管理方式有了很大的不同，除了在不同的文件夾和子文件夾中組織文件外，最大的改進就是可以使用庫組織和訪問文件，而不用管它們存儲的位置如何。所以根據這個新特性，我們完全不需要按照winxp的模式將不同類型的文件放在不同的分區來進行管理，只需要將不同類型的文件放入不同的庫中即可。
比如分區太多會出現分區空間不足的情況，而且移動文件就會很麻煩，可是不移動文件的話利用分區軟體進行調整，又很容易出現丟失數據甚至分區丟失的情況，左右為難，主要問題是過多的話還會造成硬碟空間的浪費。
備份無需多分區：
有些朋友會考慮到系統還原的問題，就會建議多分幾個區，其實win7有強大的系統修複能力，修複手段包括啟動修複、系統還原、系統映像恢復等各種方式，即使系統崩潰採用覆蓋安裝的方式，系統也會自動在原系統硬碟分區內生成一個“Windows.old”的文件夾，原系統內的“Windows”、“Program Files”、“Users”這三個目錄中的文件都會轉移到這個文件夾中，所以你完全不用擔心數據丟失的問題。
分區要合理，分區太多數據容易丟失，特別擴展分區和邏輯分區這種模式，一個分區如果丟失，有可能後面全部分區跟著一起丟失這種情況發生。
對於機械硬碟，分區越少，硬碟的尋道時間越短，速度就越快；

分區越多，一是管理麻煩，二是對容量有損耗。所以應該根據硬碟大小和自己的需要，而分區越多，系統在啟動時檢測分區時所花的時間就越長；

分區比較重要的邏輯是：將系統和資料分離獨立，在系統崩潰後便於保留資料。分區太多，是資料和資料分離，沒有必要。組織文件還請用文件夾。

Windows操作系統雖然比以前健壯了太多，但有時依然不得不重裝，或者換系統。Win8/10雖然有系統重置功能，不過似乎不太成熟，還需完善，若能完善其實一個分區也不錯；
文件系統已經要比以前好很多。以前效率不高、不是太健壯的FAT時代，有必要多個分區。但現在已經是NTFS時代，可靠健壯效率高，還是非常不錯的。所以，多分區是針對FAT的時代舊習慣，這種習慣在當下沒有延續的必要。要知道，NTFS理論最大分區可以達到16EiB，微軟為此做了足夠的準備。註意，文件系統和操作系統是兩個東西，可自行搜索瞭解，在此不多述；
分區的減少，可以避免文件的在不同分區的長時間遷移，省時方便；
若擔心分區錯誤，右擊分區圖標——屬性——工具——查錯——開始檢查，可排除文件系統錯誤；壞道的話，在剛纔的基礎之上多個選項，或者其他工具。總之，分區多少與分區/硬碟修複沒有什麼聯繫；
文件夾才是對文件分類的主要方式，尤其在不同分區遷移大文件將是一個非常無語的問題；

資料建議分兩部分，D盤用作用戶數據盤保存：常用的臨時文件、系統用戶數據（我的桌面、文檔、收藏夾、我的音樂、我的視頻、我的圖片等）、有重要資料的軟體目錄（QQ聊天記錄文件夾、微信、網盤同步等）、綠色軟體安裝目錄、占用空間大的軟體安裝目錄（游戲、視頻編輯、製圖類等）、個人零碎小文件及文檔；E盤用作其它資料盤保存：音樂、視頻、影音、圖片、下載目錄、教程、大文件、游戲及軟體安裝包、其它占用空間較大的一類文件、其它不常用資料、其它文件等。

120GB、128GB的硬碟肯定是分兩個分區，>=320GB的硬碟分3個分區，不管硬碟多大，都建議分3個分區（系統盤+用戶數據及軟體類+其它文件資料），分區越少越好，那我按照很多電腦出廠時的一個分區是不是會更好呢？上面說了系統會出問題，系統、資料要隔離，資料又分用戶數據和其它資料，3個分區是最合理的，分區越多，空間利用率越小，又浪費磁碟空間，硬碟的空間又不會因分區多而變小，怎麼會利用率低呢？你為每個分區分配不同的空間，時間久了，可能某個分區不夠用或空間多了，所有資料都在一個分區就共用該分區總空間，空間利用率肯定會相對更高；舉例來說，120GB的硬碟分2個區(50GB+59GB)，你D盤可以放59GB的東西，你分3個區（50GB+30GB+29GB），那麼同一類型的文件（如電影、電視刷、教程、工作文件），最多只能用到30GB，多了你就要放到另一個分區，這樣就不方便管理了，而你分更少的分區的話，不管放什麼文件是不是都可以放很多，放其它文件只要新建一個文件夾就可以了，你把根目錄的文件夾重命名為D、E、F、G、H盤，是不是就和你有D、E、F、G、H分區是一樣的意思，你把分區看成是文件夾，把不同文件夾看成是不同的分區，結構上都是一樣的，分區歸類比文件夾更不方便於管理，所以大家不要以分區來歸類自己不同類型的文件，而是要去習慣以文件夾來歸類，也很方便的因自己不同類型文件多少的變化來隨時歸類管理自己的不同文件夾，對於常用的文件夾可以新建快捷方式到桌面，也可以用批處理subst命令來映射常用文件夾為虛擬磁碟分區。

對於移動硬碟的分區建議：GPT分區表（XP會不支持GPT，但XP系統較少見，且可以用2003SP2X86系統里的disk.sys替換來支持；對於無UEFI啟動的電腦無法直接啟動GPT硬碟里的系統，可以把引導文件寫入到MBR分區表的U盤來引導GPT硬碟），要4K對齊，起始扇區為2048扇區，有恢復分區、ESP、MSR分區，1、隨後新建1GB的分區用於安裝ISO格式的PE系統，2、30GB~50GB用於安裝系統（也可以用於存文件，有需要可以用來安裝系統用作實驗及測試，因為只是用來測試什麼的，有30GB足夠安裝系統），3、50GB~120GB用於用戶數據及軟體安裝（不裝系統時也可以用來存文件），4、剩餘空間為最大的分區，用來存文件什麼的。

常見用途硬碟建議的分區結構和大小：

註：

本文為了突出主旨，只寫與主要討論的內容有關，但一些相關的內容有提及並作簡要描寫，不作詳細的解說，不明白的請自行網路搜索相關資料；

建議只是本人現在認同的方式，基於本人的認知和習慣而形成的解決方式，分享自己的觀點，如有錯誤，歡迎指正；

關於版權與轉載：

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關於文件大小的換算，可以參考：線上文件大小(bit,bytes,KB,MB,GB,TB)轉換換算，http://www.bejson.com/convert/filesize/

關於整數分區計算可以參數：整數分區線上計算工具，支持 NTFS 和 FAT32，http://www.iplaysoft.com/tools/partition-calculator/

所有引用的鏈接網址，一般都有相關的標題，如時間太久遠或其它情況導致相關網址失效，請自行搜索相關標題或相關關鍵詞來搜索尋找相關資料；

部分內容來源於網路，包括但不限於以下內容：

示例：使用 Windows PE 和 DiskPart 配置基於 UEFI/GPT 的硬碟驅動器分區，https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/hh825686.aspx

本文首次編寫併發表於2016年11月20日，文中測試所用到系統及軟體基本都是以截止該時間來最新的系統版本和軟體版本（我認為對於系統或任何軟體，只要是穩定的，一般都是取新不取舊），或接近最新的版本，其中DiskGenius的版本信息如下：