GUIDパーティションテーブルを使用したディスクのレイアウト。この例では、各論理ブロックのサイズは512バイト、各エントリは128バイトです。対応するパーティションエントリはLBA  2～33に配置されていると想定されています。負のLBAアドレスはボリュームの末尾からの位置を示し、-1はアドレス指定可能な最後のブロックです。

GUIDパーティションテーブル（GPT ）は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどの物理コンピュータストレージデバイスのパーティションテーブルレイアウトの標準です。Unified Extensible Firmware Interface （UEFI）標準の一部です。

マスターブートレコード（MBR）パーティションテーブルに比べて、4つ以上のプライマリパーティションのサポートや、ストレージデバイス上のブロックの論理ブロックアドレス（LBA）が32ビットではなく64ビットであるなど、いくつかの利点があります。LBAサイズが大きいため、より大きなディスクをサポートできます。

一部の BIOS は、MBR パーティション テーブルがサポートできるよりも大きなディスクをサポートするために、MBR パーティション テーブルだけでなく GPT パーティション テーブルもサポートしています。

GPT は、グローバル一意識別子 (GUID) とも呼ばれる ユニバーサル一意識別子 (UUID) を使用して、パーティションとパーティションの種類を識別します。

現代のパーソナルコンピュータオペレーティングシステムはすべてGPTをサポートしています。macOSやx86アーキテクチャ上のMicrosoft Windowsなど一部のオペレーティングシステムは、EFIファームウェアを搭載したシステムでのみGPTパーティションからの起動をサポートしていますが、 FreeBSDとほとんどのLinuxディストリビューションは、 BIOSまたはEFIファームウェアインターフェースを備えたシステムでGPTパーティションからの起動が可能です。

歴史

1980年代初頭から広く使用されてきたマスターブートレコード（MBR）パーティション方式は、現代のハードウェアでは限界がありました。ブロックアドレスと関連情報に使用可能なサイズは32ビットに制限されています。512バイトセクターのハードディスクの場合、MBRパーティションテーブルエントリの最大サイズは2  TiB（2³² × 512バイト）または2.20  TB（2.20 × 10¹²バイト）です。[1]

1990 年代後半、Intel は、後にUnified Extensible Firmware Interface (UEFI)となるものの一部として、新しいパーティション テーブル フォーマットを開発しました。GUID パーティション テーブルは、UEFI 2.11 仕様の第 5 章で規定されています。 [2] : 111  GPT は論理ブロック アドレスに 64 ビットを使用し、最大ディスク サイズを 264セクターにすることができます。512 バイト セクターのディスクの場合、最大サイズは 8  ZiB ( 264  × 512 バイト) または 9.44  ZB (9.44 × 10²¹ バイト) です。[1] 4,096 バイト セクターのディスクの場合、最大サイズは 64  ZiB (264 ×  4,096 バイト) または 75.6  ZB (75.6 × 10²¹ バイト) です。

2010年、ハードディスクメーカーは4,096バイトセクター（Advanced Format）を搭載したドライブを発表しました。[3]従来のハードウェアおよびソフトウェアとの互換性を確保するため、これらのドライブには、物理​​セクターが4,096バイトであるにもかかわらず、ハードドライブにアクセスするエンティティに512バイトセクターを提示するエミュレーション技術（512e ）が搭載されています。 [4]ドライブが4,096バイトの不整合な書き込み操作を1回満たすために2回の読み取り、変更、書き込み操作を実行しなければならない場合、書き込み操作でパフォーマンスが低下する可能性があります。[4] 2014年4月以降、エミュレーション技術（ 4Kネイティブ）を搭載していないエンタープライズクラスのドライブが市場で入手可能です。[5] [6]

オペレーティングシステムにおける4KB論理セクターのサポート状況は、オペレーティングシステムの種類、ベンダー、バージョンによって異なります。[7] 例えば、Microsoft Windowsは、 Windows 8とWindows Server 2012（いずれも2012年リリース）以降、 UEFIで4Kネイティブドライブをサポートしています。[8]

特徴

MBRとGPTのパーティション分割とブートシーケンスを視覚的に示します（BIOSファームウェアを使用するシステム）。GRUB2を参照してください。

MBRと同様に、GPTは従来のシリンダヘッドセクター（CHS）アドレス指定の代わりに論理ブロックアドレス指定（LBA）を使用します。保護MBRはLBA 0に格納され、GPTヘッダーはLBA 1に格納されます。GPTヘッダーには、通常LBA 2にあるパーティションテーブル（パーティションエントリアレイ）へのポインタがあります。パーティションテーブルの各エントリは、128バイト、256バイト、512バイトなど、同じサイズで、通常は128バイトです。UEFI仕様では、セクターサイズに関係なく、パーティションエントリアレイに最低16,384バイトを割り当てることが規定されています。したがって、512バイトセクタのディスクでは、少なくとも32セクタがパーティションエントリアレイに使用され、使用可能な最初のブロックはLBA 34以上になります。一方、4,096バイトセクタのディスクでは、少なくとも4セクタがパーティションエントリアレイに使用され、使用可能な最初のブロックはLBA 6以上になります。ディスクの先頭に格納されるプライマリGPTヘッダーとパーティションエントリアレイに加えて、ディスクの末尾にはバックアップGPTヘッダーとパーティションエントリアレイが格納されます。バックアップGPTヘッダーはディスクの最後のブロック（LBA -1）に配置する必要があり、バックアップパーティションエントリアレイは最後のパーティションの末尾と最後のブロックの間に配置されます。[2] ：pp. 115-120、§5.3 

MBRの亜種

保護MBR（LBA 0）

限定的な後方互換性のため、従来のマスターブートレコード（MBR）の領域はGPT仕様でも引き続き確保されていますが、MBRベースのディスクユーティリティがGPTディスクを誤認識し、上書きしてしまう可能性を防ぐ目的で使用されています。これは保護MBRと呼ばれます。[9]

GPTドライブ全体（「全体」とは実際にはMBRで表現できるドライブ全体を意味します）を囲むEEhタイプの単一パーティションが示され、GPTとして識別されます。GPTディスクを読み取れないオペレーティングシステムやツールは、通常、ディスクに不明なタイプのパーティションが1つ含まれ、空き領域がないと認識し、ユーザーが明示的にこのパーティションの削除を要求して確認しない限り、ディスクの変更を拒否します。これにより、偶発的な消去を最小限に抑えることができます。[9]さらに、GPT対応OSは保護MBRをチェックし、囲まれたパーティションタイプがEEhタイプでない場合、またはターゲットデバイスに複数のパーティションが定義されている場合、OSはパーティションテーブルの操作を拒否することがあります。[10]

ディスクの実際のサイズが、MBRパーティションテーブル内の従来の32ビットLBAエントリで表現できる最大パーティションサイズを超える場合、このパーティションの記録サイズは最大値で切り捨てられ、ディスクの残りの部分は無視されます。これは、セクターあたり512バイトのディスク（512eを参照）を想定すると、報告される最大サイズは2 TiBになります。これは4 KiBセクター（4Kn）で16 TiBになりますが、多くの古いオペレーティングシステムやツールはセクターサイズを512バイトにハードコードされているか、32ビット計算に制限されているため、2 TiBの制限を超えると互換性の問題が発生する可能性があります。[9]

ハイブリッド MBR (LBA 0 + GPT)

EFIではなくBIOSサービスを通じてGPTベースのブートをサポートするオペレーティングシステムでは、最初のセクターはブートローダーコードの第1段階の保存に使用される場合がありますが、GPTパーティションを認識するように変更されます。MBR内のブートローダーは、セクターサイズを512バイトと想定してはなりません。[9]

パーティションテーブルヘッダー（LBA 1）

パーティションテーブルヘッダーは、ディスク上の使用可能なブロックを定義します。また、パーティションテーブルを構成するパーティションエントリの数とサイズも定義します（テーブル内のオフセット80と84）。[2] : 117-118 

パーティションエントリ（LBA 2～33）

プライマリヘッダーの後、バックアップヘッダーの前に、パーティションエントリアレイがパーティションを記述します。各エントリブロックの最小サイズは128バイトです。[13]アレイのディスク上の開始位置と各エントリのサイズは、GPTヘッダーで指定されます。各エントリの最初の16バイトは、パーティションタイプのグローバル一意識別子（GUID）を指定します。たとえば、EFIシステムパーティションのGUIDはC12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93Bです。次の16バイトは、パーティションに固有のGUIDです。その後に、開始および終了の64ビットLBA、パーティション属性、および最大36文字のUnicodeパーティション名が続きます。GUIDの性質と目的、およびRFC 4122に従って、GUIDパーティションタイプ指定子の一意性を保証するための中央レジストリは必要ありません。[14] [2] :  1970 

64 ビットのパーティション テーブル属性は、すべてのパーティション タイプに共通する 48 ビットの属性と、タイプ固有の 16 ビットの属性の間で共有されます。

マイクロソフトは、基本データパーティションのタイプ固有の属性を次のように定義しています。[16] [17]

GoogleはChromeOSカーネルのタイプ固有の属性を次のように定義しています。[18]

オペレーティングシステムのサポート

UNIXおよびUnix系システム

Windows: 32ビット版

Windows 7以前では32ビットプラットフォームでUEFIをサポートしていないため、GPTパーティションからの起動は許可されません。[33]

Windows: 64ビット版

ディスクあたり128パーティションまでに制限されます。[33]

パーティションタイプ GUID

「パーティションタイプGUID」とは、各パーティションタイプがそのタイプに固有のGUID番号によって厳密に識別されることを意味します。したがって、同じタイプのパーティションはすべて同じ「パーティションタイプGUID」を持ちます。各パーティションには、個別のエントリとして「パーティション固有GUID」も存在します。これは、その名の通り、各パーティションに固有のIDです。

参照

注記

  1. ^ 整数定数に接尾辞を追加すると、その定数は 型になります。ULLunsigned long long int
  2. ^ abc GUIDはリトルエンディアン形式で構成されていますが[11]、最後の8バイトを格納するためにバイト配列が使用されるため、混合エンディアンとして表示されます。[12]
  3. ^ サードパーティの実装が存在する (GPTTSD)
  4. ^ Windows XP 64ビット版は通常GPTディスクからの起動をサポートしていませんが、GPTディスクからXPを起動する非公式の方法が存在します。[38]
  5. ^ サービスパック1または2を使用している場合のみ
  6. ^ マルチディスク セットアップでは、非 UEFI ブートローダー (ブート ドライブ) には MBR ベースのパーティション分割が必要ですが、システム ドライブでは GUID パーティション分割を使用できます。
  7. ^ この表のGUIDはRFC 4122、すなわちビッグエンディアン バイトオーダーに従って記述されており、バージョンビットの位置によって識別されます。例えば、EFIシステムパーティション（C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B）のGUIDは、GPTデータ構造（リトルエンディアン）でシリアル化されると、16進シーケンス に対応します28 73 2A C1 1F F8 D2 11 BA 4B 00 A0 C9 3E C9 3B。最初の3つのブロックはリトルエンディアンにバイトスワップされ、最後のブロックはバイト配列です。詳細はTN2166 [10]を参照してください。
  8. ^ このGUIDの形成はGUID定義に従っていません。文字列「 Hah!IdontNeedEFI 」のASCIIコードを使用して形成されています。このような「GUID」値の形成は、GUIDの一意性の保証を破ります。
  9. ^ ab 一部のコンピュータメーカーは、EFIシステムパーティションに類似したパーティションに独自のGUIDを持っていますが、そこにはメーカー固有の回復ツールを起動するためのブートローダーが格納されています。[45]
  10. ^ ab 以前は、LinuxはデータパーティションにWindowsと同じGUIDを使用していました（基本データパーティション：EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7）。Linuxはデータパーティションに別途一意のパーティションタイプGUIDを定義したことがありませんでした。そのため、UEFI-GPTセットアップでLinuxとWindowsをデュアルブートする際に問題が発生しました。新しいGUID（Linuxファイルシステムデータ：0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4）は、GPT fdiskとGNU Partedの開発者によって共同で定義されました。[47]これはGPT fdiskではタイプコード0x8300として識別されます。
  11. ^ HurdとGRUBは同じLinux ext2ファイルシステムを使用して実行し、HurdはUFSファイルシステムをサポートしなくなりました[60]
  12. ^ Hurdは同じLinuxスワップファイルシステムを使用しています
  13. ^ ab Solaris 上 の GUID は、/usrmacOS では ZFS の汎用 GUID として使用されます。
  14. ^ ab NetBSD と MidnightBSD は、独自の GUID が作成される前に FreeBSD GUID を使用していました。
  15. ^ CephファイルシステムはGUIDを使用してディスクの準備状態をマークします。[69] [70]
  16. ^ 従来のFuchsia GUIDには2つの奇妙な点がありました。UUIDはランダムに生成されず（パーティション間でいくつかのビット列が共通していた）、パーティションはGUIDタイプによって一意に識別されていました。標準化されたスキームではランダムに生成されたGUIDが使用され、スロットパーティション（例zircon_{a,b,r}：）は同じタイプを共有し、名前と一意のGUIDによって区別されます。[85]
  17. ^ リジッド ディスク ブロック (RDB) の制限により、このパーティションのサイズは 2 TiB を超えることはできません。

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  • Apple Developer Connection: GPT の秘密
  • GPTとLinuxで大容量ドライブを最大限に活用する
  • Windows Vista SP1+ または 7 x86_64 ブートを再インストールせずに BIOS-MBR モードから UEFI-GPT モードに変換する
  • Microsoft Windows XP での GPT (パーティション スキーム) と 2.19 TB を超える HDD のサポート
  • Linuxで2TB以上のディスクを持つRAIDボリュームを設定する