Partizioni GPT: che cos’è una tabella delle partizioni GUID?

Le partizioni sono un metodo consolidato per ottenere le migliori prestazioni da supporti di memorizzazione interni ed esterni. La ripartizione dello spazio di memoria non solo dà più struttura, ma permette anche di mantenere separati i file di sistema e quelli delle applicazioni. Ad esempio, tutti i dati importanti del sistema operativo possono essere memorizzati nei primi settori di un disco rigido, che di default forniscono le più alte velocità di lettura e scrittura.

La base tecnologica per la ripartizione è fornita dai cosiddetti schemi di ripartizione o tabelle, che contengono tutte le informazioni rilevanti sulla ripartizione della memoria dati. Una delle soluzioni più recenti è lo standard GUID per la definizione della tabella delle ripartizioni, che illustriamo nel dettaglio in questo articolo.

Cos’è il GUID Partition Table (GPT)?

Il GUID Partition Table (GPT) è uno standard per la formattazione delle tabelle delle partizioni per i supporti di memorizzazione, in particolare per i dischi rigidi. GPT fa parte dell’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), una specifica di interfaccia che regola lo scambio tra firmware e sistemi operativi durante il processo di avvio, sviluppata e pubblicata nel 2000 come successore del BIOS. Le partizioni GPT possono tuttavia essere utilizzate anche indipendentemente dall’UEFI, con delle restrizioni. Il prerequisito in questo caso è che il sistema operativo utilizzato e l’hard disk da partizionare supportino lo standard. A causa di vari miglioramenti apportati, GPT ha oggi ampiamente sostituito il tradizionale stile di ripartizione MBR (Master Boot Record).

N.B.

“GUID” nel GUID Partition Table sta per “Globally Unique Identifier”. Questo identificatore è un numero di 128 bit (16 byte) che permette l’identificazione univoca di file o documenti e, nel caso dei dischi rigidi, di supporti dati e tipi di partizione.

Cosa contraddistingue le partizioni GPT?

L’uso di GPT come stile di partizione del disco è raccomandato per una serie di ragioni. Prima di tutto, una tabella delle partizioni GUID utilizza voci a 64 bit per l’indirizzamento. Di conseguenza, la dimensione massima di una partizione è di 18 Esabyte, vala a dire di circa 18 miliardi di Gigabyte. Questa caratteristica è indispensabile per l’attuale generazione di supporti di memorizzazione, che spesso offrono diversi Terabyte di spazio di memorizzazione anche nel settore privato. Il vecchio schema Master Boot Record permette solo una dimensione massima di due Terabyte, che è troppo piccola per molti dischi rigidi moderni. Altre caratteristiche e vantaggi della partizione GPT possono essere riassunti come segue:

  • Nessun limite per le partizioni primarie: in teoria, il GUID Partition Table permette un numero illimitato di partizioni primarie per strutturare lo spazio di archiviazione. In pratica, i sistemi operativi fissano un limite, ad esempio, il valore in Windows è 128, che è più che sufficiente.
  • Protezione tramitecodici CRC32: i codici assicurano la necessaria integrità dell’intestazione GPT. In questo modo è possibile rilevare, tra l’altro, se i settori difettosi danneggiano l’area dell’intestazione.
  • Identificazione univoca di partizioni e supporti: grazie alla già citata tecnologia GUID, i supporti dati e le partizioni ricevono numeri di identificazione univoci.
  • Intestazioni di backup: l’intestazione delle tabelle delle partizioni GUID non è supportata solo dai codici sopra menzionati, ma anche da un backup congruente. Ciò aumenta la sicurezza dei metadati della partizione e riduce al minimo il rischio di perdita di dati in caso di difetti dell’hardware.
  • Retrocompatibilità: un cosiddetto Protective Master Boot Record (MBR) nel settore 0, il primo blocco dati di un disco rigido GPT, assicura che quasi tutti i sistemi operativi, i servizi e gli strumenti effettivamente progettati per la partizione Master Boot Record funzionino anche con GPT.
Consiglio

Potete trovare informazioni dettagliate sui vantaggi e gli svantaggi delle partizioni GPT rispetto alle classiche partizioni MBR nel nostro articolo comparativo “MBR vs GPT”.

Lo schema GPT: come sono generalmente strutturati i dischi rigidi GPT?

La tabella delle partizioni GUID fornisce uno schema chiaro su come viene suddiviso lo spazio su un disco. La struttura può essere suddivisa approssimativamente nelle quattro aree seguenti:

  1. Protective Master Boot Record: prima di tutto, c’è il già menzionato Protective MBR, che assicura la compatibilità a ritroso dello stile di partizione.
  2. Tabelle di partizioni GUID primarie: intestazioni GPT e voci di partizione
  3. Partizioni: l’intestazione e le voci di partizione sono seguite dalle rispettive unità dello spazio di archiviazione suddiviso, cioè dalle diverse partizioni.
  4. Tabella delle partizioni GUID secondarie: backup dell’intestazione GPT e delle voci della partizione in ordine speculare.
N.B.

I codici CRC32 generati automaticamente per l’intestazione e le voci della partizione sono controllate dal firmware, dal bootloader o dal sistema operativ

Lo schema è reso più chiaro dalla seguente rappresentazione grafica dei singoli componenti. I blocchi LBA (Logical Block Addressing) in esso contrassegnati corrispondono ciascuno ad un settore del supporto dati e quindi a 512 Byte.

Nel dettaglio, l’intestazione GPT, che a sua volta ha una dimensione di 92 o 512 Byte (compreso lo spazio “zero” riservato) per impostazione predefinita, contiene le seguenti informazioni:

Come appare una voce di partizione

Le intestazioni primarie sono seguite dalle voci che descrivono le singole partizioni GPT. Ogni voce ha le dimensioni di 128 Byte, in modo da poter sempre memorizzare quattro voci per blocco logico (cioè per LBA). Lo schema suggerisce i blocchi da 2 a 33 per lo standard della tabella delle partizioni GUID, che corrisponde a 128 partizioni ed è implementato per esempio allo stesso modo anche nei sistemi operativi Windows. Tuttavia, se necessario, il numero di settori liberi per le voci di partizione può essere aumentato a piacere, per cui il numero di possibili partizioni è in teoria, come elencato nelle proprietà GPT, illimitato. L’unico limite è dato dallo spazio di archiviazione disponibile.

Indipendentemente dal numero di voci di partizione o partizioni, la struttura relativamente semplice secondo la specifica GPT o UEFI appare sempre come segue:

Dove si usano le tabelle delle partizioni GUID?

Dal 2005, il GUID Partition Table è diventato sempre più popolare come stile di partizione per i dischi rigidi HDD e SSD, anche per l’uso crescente di UEFI in alternativa al BIOS: gli hardware e i sistemi operativi moderni utilizzano sempre più spesso il nuovo standard d’interfaccia e quindi la partizione GUID. Oltre alle attuali edizioni di Windows come Windows 10, 8 o 7, i sistemi operativi che supportano GPT includono anche varie versioni più recenti di macOS e Linux.

Consiglio

Nel nostro articolo sui server con memoria SSD potete scoprire perché gli hard disk SSD stanno diventando sempre più popolari e cosa li rende così preziosi, specialmente nell’ambiente server.

Quindi le tabelle delle partizioni GUID sono utilizzate in quasi tutti i moderni sistemi informatici che lavorano con dischi integrati la cui capacità di memorizzazione rientra nella gamma dei Gigabyte o dei Terabyte. Nei dischi rigidi esterni, tuttavia, lo stile di partizione è altrettanto richiesto, soprattutto perché molte soluzioni offrono oggi più di due Terabyte di memoria e quindi escludono l’MBR come tecnica di partizione. Un altro tipico campo di applicazione GPT sono le chiavette d’avvio USB. Queste dipendono sempre dal sistema operativo e dal firmware per cui sono state progettate e possono prevedere l’uso di UEFI (ideale per GPT) o del BIOS.

Naturalmente, la partizione GPT per le chiavette USB è una soluzione anche se la chiavetta deve essere utilizzata come semplice supporto di memorizzazione piuttosto che come supporto di avvio, soprattutto per una maggiore protezione contro la perdita di dati in caso di difetti hardware, che sono potenzialmente più frequenti nei supporti di memorizzazione portatili (quindi anche dischi rigidi esterni).


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