Linux 磁碟分區核心知識與大容量磁碟 (超過 2TB) GPT 分區實戰指南

從 BIOS/MBR 到 UEFI/GPT 的架構演進

傳統架構限制

• BIOS + MBR： MBR 僅 512 Bytes，包含 446 Bytes 開機碼 + 64 Bytes 分區表 (4 項 × 16 Bytes) + 2 Bytes 簽名 (0x55AA)。
• 限制： 最多 4 個主分區 (或 3 主 + 1 擴展)，單分區/磁碟上限 2TB (32-bit 扇區計數 × 512 Bytes)。
• 擴展分區內再切邏輯分區繞過 4 主分區限制，但 2TB 容量牆無法突破。

現代架構突破

• EFI (Extensible Firmware Interface)： Intel 提出，取代 BIOS，位於 OS 與平台韌體間，模組化、可擴展。
• GPT (GUID Partition Table)： EFI 規範一部分，使用 64-bit LBA 定址，支援磁碟容量至 18EB (18×1024 TB)，分區數量幾乎無上限 (Windows 限制 128 個)。
• 保護性 MBR： GPT 磁碟第 0 扇區寫入類型 0xEE 的單一分區，讓不支援 GPT 的工具視為「未知分區」而非「未分區磁碟」，防止誤寫入。
• 備份 GPT： 磁碟末尾備份一份 GPT 標頭與分區表，提高容錯。

檔案系統大小限制對照

大於 2TB 磁碟分區實戰：使用 parted 操作 GPT

# 進入互動模式
parted /dev/sdX

# 或指定磁碟
(parted) select /dev/sdb

# 建立 GPT 分區表 (清除現有資料！)
(parted) mklabel gpt

# 建立分區 (單位可用 MB, GB, TB, %, -1 表結尾)
(parted) mkpart primary 0 100GB
(parted) mkpart primary 100GB 200GB
# 全磁碟單一分區
(parted) mkpart primary 0 -1

# 查看分區表
(parted) print

# 離開
(parted) quit

parted 常用指令速查

• mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END：建立分區 (不建立檔案系統)。
• mkpartfs PART-TYPE FS-TYPE START END：建立分區並格式化 (不支援 ext3/ext4)。
• rm NUMBER：刪除分區。
• resize NUMBER START END：調整分區大小 (需檔案系統支援)。
• set NUMBER FLAG STATE：設定旗標 (如 boot, lvm, raid)。
• unit UNIT：設定預設單位 (s=扇區, B=Bytes, kB, MB, GB, TB, %)。

後續格式化 (parted 不支援 ext3/ext4 格式化)

mkfs.ext4 /dev/sdb1
# 或
mkfs.xfs /dev/sdb1

重要提醒

• fdisk 無法操作 GPT 磁碟，fdisk -l 也看不見 GPT 分區，務必用 parted -l 或 gdisk -l。
• UEFI 開機需建立 EFI 系統分區 (ESP)：mkpart primary fat32 1MiB 513MiB → set 1 boot on → mkfs.fat -F32 /dev/sdX1。
• BIOS (Legacy) 模式開機 GPT 磁碟需 BIOS Boot Partition (1MiB, 旗標 bios_grub) 供 GRUB2 core.img 安裝。
• 分區對齊：parted 預設以 1MiB 對齊 (2048 扇區)，符合 SSD/Advanced Format 硬碟最佳效能。

掌握 GPT 與 parted，突破 2TB 容量限制，佈建現代大容量儲存環境。