BIOS UEFI MBR GPT

수정: 2019.09.21

-위키백과 한글/영어 본문 내용 수정, 마이크로소프트 웹페이지 정보

추가: 2019.11.12

MBR

○ master boot record

○ IBM-PC 호환 시스템에 사용하는 고정 혹은 이동용 디스크 드라이브와 같은 파티션 분할된 컴퓨터 저장 장치의 시작 부분(섹터 제로)에 위치한 512바이트의 부트 섹터

○ 파일 시스템을 담고 있는 논리 파티션들의 구성 정보 저장

○ 설치한 운영 체제(operating system)의 시동을 위한 실행 코드를 저장하며, 이 코드를 부트 로더(boot loader)라고 부름

○ MBR의 크기 512 바이트:

- 부트 로더 코드 영역: 446 바이트

- 파티션의 분할 정보인 파티션 테이블 영역: 64 바이트

- MBR 서명(signature): 2 바이트

※ VBR(volume boot record): 파티션 되지 않은 장치의 부트 섹터

※ MBR의 부트 로더는 액티브 플래그가 있는 부트 파티션의 VBR에 시동 제어권을 넘기는데, 일부 시동 관리 프로그램들은 이러한 일반적인 방법이 아닌 독자적인 방법을 사용

마스터 부트 레코드의 구조

주소		설명		크기 (바이트)
16진수	10진수
0000	0	코드 영역		440 최대 446
01B8	440	디스크 서명		4
01BC	444	보통 없음(Null); 0x0000		2
01BE	446	프라이머리 파티션 테이블 (4개의 16바이트 엔트리)		64
01FE	510	55h	MBR 서명; 0xAA55	2
01FF	511	AAh
MBR, 전체 크기: 446 + 64 + 2 =				512

출처 위키백과, "마스터 부트 레코드", https://ko.wikipedia.org/wiki/마스터_부트_레코드

MBR 디스크 드라이브는 섹터 인식용 주소 체계로 32비트를 사용하므로, 지정 가능한 주소의 최대 수치가 232 개가 됩니다. 섹터 크기가 512 바이트이므로 232(개)×512(바이트) = 2TB의 용량 인식 한계의 문제가 있습니다. 새로운 파티션 테이블 구조를 제공하는 GUID 파티션 테이블은 2TB의 인식 한계를 극복하여 MBR 파티션 테이블 구조를 대체하고 있습니다.

※ GUID 파티션 테이블(GPT, globally unique identifier partition table)

GUID 파티션 테이블(GPT) 구조로 파티션 작업을 한 기억 장치에도 MBR 섹터에 파티션 분할 정보가 기록되어 있습니다. MBR 파티션 테이블 구조만 인식할 수 있는 프로그램이 GUID로 파티션 작업이 된 기억 장치를 비어 있는 것으로 잘못 인식하여 그 위에 파티션을 만드는 것을 막기 위해, GUID 파티션이 존재한다고 알려주기 위한 목적입니다.

- 이전에 출시된 MBR 디스크 툴, 마이크로소프트 MS-DOS FDISK와 윈도우 NT Disk Administrator는 GPT를 인식하지 못합니다.

참고 위키백과, "마스터 부트 레코드", https://ko.wikipedia.org/wiki/마스터_부트_레코드

GPT

○ GUID(전역 고유 식별자, globally unique identifier) partition table

○ 물리적인 하드디스크에 대한 파티션 테이블 레이아웃 표준

○ PC의 바이오스를 대체하기 위하여 인텔이 제안한 "확장 펌웨어 인터페이스(EFI, extensible firmware interface)" 표준의 일부분으로, MBR 파티션 테이블의 용량 인식 한계 때문에 바이오스 시스템에서도 사용

○ MBR 파티션 테이블의 경우 하나의 디스크 파티션 크기를 최대 2.2 TB (2.2 x 1012 바이트)로 제한

○ GPT는 최대 디스크 및 파티션 크기를 9.4 ZB (9.4 × 1021 바이트)까지 허용

○ 각각의 GPT 파티션은 36자의 유니코드 GUID를 가지고 있음

○ GPT 디스크는 2개의 주/백업 파티션 테이블 사용

참고 위키백과, "GUID 파티션 테이블", https://ko.wikipedia.org/wiki/GUID_파티션_테이블#cite_note-UEFIDrivePartitionFAQ-1

윈도우의 GPT 지원

① 32비트 윈도우

- 7 포함, 이전 버전의 윈도우는 x86 플랫폼 32비트에서 UEFI를 지원하지 않으므로 GPT로부터의 시동(boot)도 지원하지 않음

- 32비트 윈도우 XP와 윈도우 서버 2003은 MBR 디스크만 사용 가능

운영 체제 (32비트)	플랫폼	GPT 읽기/쓰기	GPT로부터 시동	참고
윈도우 XP 윈도우 서버 2003	x86	지원하지 않음	지원하지 않음	이 아키텍처 및 버전에 대한 순수한 지원은 제공하지 않는다.
윈도우 서버 2003 서비스팩 1		지원		MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.
윈도우 비스타 윈도우 서버 2008 윈도우 7		지원		MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.

운영 체제 (32비트)	플랫폼	GPT 읽기/쓰기	GPT로부터 시동	참고
윈도우 8 윈도우 8.1 윈도우 10	IA-32	지원	UEFI 필수	MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.
윈도우 8 윈도우 8.1 윈도우 10	x86	지원	지원하지 않음	MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.

주의 x86 플랫폼 32비트 윈도우는 GPT로부터 시동을 지원하지 않으므로 MBR 파티션에 윈도우를 설치해야 합니다.

② 64비트 윈도우

운영 체제 (64비트)	플랫폼	GPT 읽기/쓰기	GPT로부터 시동	참고
윈도우 서버 2003 서비스팩 1	x86-64	지원	지원하지 않음	MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.
윈도우 XP 프로페셔널 x64			지원하지 않음	MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다. 탈착 가능한 디스크: MBR 파티션만 지원
윈도우 비스타 윈도우 서버 2008 윈도우 7 윈도우 서버 2008 R2			UEFI 필수	MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.

운영 체제 (64비트)	플랫폼	GPT 읽기/쓰기	GPT로부터 시동	참고
윈도우 8 윈도우 서버 2012 윈도우 8.1 윈도우 10 윈도우 서버 2016	x64	지원	UEFI 필수	MBR은 하이브리드 구성에서 우선순위를 가진다.

참고 위키백과, "GUID 파티션 테이블", https://ko.wikipedia.org/wiki/GUID_파티션_테이블

참고 WIKIPEDIA, "GUID Partition Table", https://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table

주의 윈도우 버전 8 이후 출시된 대부분의 컴퓨터는 UEFI 펌웨어를 탑재하고 있으며 GPT 디스크 레이아웃을 사용합니다.

주의 윈도우 버전 8 이후 x64 플랫폼에서 UEFI 펌웨어를 사용해야 GPT 형식 디스크의 부팅을 지원합니다.

정리 GPT 시동 필수 조건: UEFI 펌웨어 + Vista 이후 64비트 윈도우 + GPT 디스크

Protective MBR (LBA 0)

For limited backward compatibility, the space of the legacy MBR is still reserved in the GPT specification, but it is now used in a way that prevents MBR-based disk utilities from misrecognizing and possibly overwriting GPT disks. This is referred to as a protective MBR.

Hybrid MBR (LBA 0 + GPT)

In operating systems that support GPT-based boot through BIOS services rather than EFI, the first sector may also still be used to store the first stage of the bootloader code, but modified to recognize GPT partitions. The bootloader in the MBR must not assume a sector size of 512 bytes.

출처 WIKIPEDIA, "GUID Partition Table", https://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table

"A hybrid MBR is a variant on the normal protective MBR. A hybrid MBR contains a type-0xEE partition, but it also contains up to three additional primary partitions, which point to the same space that's marked out by up to three GPT partitions."

출처 Roderick W. Smith's Web Page, "Hybrid MBRs", http://www.rodsbooks.com/gdisk/hybrid.html

참고 Roderick W. Smith's Web Page, "A BIOS to UEFI Transformation", http://www.rodsbooks.com/bios2uefi/

UEFI

- 통합 확장 펌웨어 인터페이스(unified extensible firmware interface, UEFI)

- 운영 체제와 플랫폼 펌웨어 사이의 소프트웨어 인터페이스를 정의하는 규격이다.

- IBM PC 호환 기종의 바이오스 인터페이스를 대체할 목적으로 개발

- 인텔이 개발한 EFI(extensible firmware interface) 규격에서 출발

EFI 시스템 파티션

- EFI 시스템 파티션은 UEFI 사양을 따르는 컴퓨터에 사용되는 저장 장치 파티션이다. 컴퓨터의 전원이 켜질 때 UEFI 펌웨어가 접근하는 이 파티션은 UEFI 응용 프로그램들 및 이 프로그램들의 실행에 필요한 파일들(운영체제 커널 포함)을 저장한다.

- 하위 바이오스 호환의 일부로서 부트 섹터를 위한 공간을 제공한다.

UEFI 부팅

- BIOS와 달리, UEFI는 부트 섹터에 의존하지 않으며, 대신 UEFI의 사양의 일부로서 부트 매니저를 정의한다.

CSM 부팅

- 하위 호환성을 확보하기 위하여, PC 등급 컴퓨터의 대부분의 UEFI 펌웨어는 레거시 바이오스 모드에서의 MBR 파티션 디스크의 부팅을 지원하며, 이 과정은 레거시 바이오스 호환을 가능케 하는 호환성 지원 모듈(Compatibility Support Module , CSM)이 처리한다. 파티션 테이블을 무시하고 부트 섹터의 정보에 의지하여 레거시 바이오스 기반 시스템과 동일한 방법으로 부팅이 이루어진다.

UEFI 펌웨어 기반 PC의 MBR 파티션 디스크에 윈도우 설치
Option-1: "UEFI OS"로 부팅할 경우에는 MBR 파티션 디스크에 윈도우 설치 불가능 - "파티션 □에 Windows를 설치할 수 없습니다" 오류 메시지
Option-2: "CSM OS(레거시 바이오스 호환 모드)"로 부팅하면 MBR 파티션 디스크에 윈도우 설치 가능
Option-3: "UEFI OS"로 부팅하여 MBR 디스크를 GPT 디스크로 변환하여 설치