Разбиение диска на разделы обросло набором убеждений, часть из которых была верна двадцать лет назад, а часть не была верна никогда. Чтобы отделить одно от другого, полезно посмотреть, чем раздел является технически: не контейнером, не отдельным устройством и не защитным барьером, а всего лишь записью в служебной таблице.

Что такое раздел на самом деле

В начале накопителя лежит таблица разделов — небольшая структура, описывающая диапазоны логических блоков: с какого начинается участок, сколько блоков занимает, какой тип имеет. Всё. Никакой физической изоляции между разделами не существует, головка жёсткого диска не знает о границах, контроллер твердотельного накопителя тем более: для него это единый диапазон адресов, а данные соседних разделов могут лежать в одном кристалле памяти вперемешку.

Раздел приобретает смысл, когда операционная система создаёт внутри него файловую систему. Именно файловая система даёт независимое дерево каталогов, свой журнал, свой размер кластера и свои метаданные. Отсюда следует важный вывод: почти вся практическая польза разбиения — это польза от наличия нескольких независимых файловых систем, а не от самих границ на диске.

MBR и GPT

Историческая схема MBR допускает четыре первичные записи и адресует объём примерно до двух терабайт; обойти лимит на число разделов позволяет расширенный раздел с логическими томами внутри, обойти лимит объёма — нет. GPT снимает оба ограничения, хранит резервную копию таблицы в конце диска и защищает записи контрольными суммами, что делает разметку заметно живучее при повреждении первых секторов.

Режим загрузки прошивки связан со схемой разметки: UEFI ожидает GPT и отдельный служебный раздел с файловой системой FAT32, где лежат файлы загрузчиков. Этот раздел не прихоть, а требование стандарта, и его размер выбирают с запасом, потому что обновления прошивки компонентов и вторые загрузчики складывают файлы туда же.

Что разбиение действительно даёт

Первое — административное разделение. Отдельная файловая система под данные означает, что переустановка системы с форматированием системного тома не трогает пользовательские файлы. Это экономит часы, но не отменяет резервную копию: команда форматирования, поданная не туда, ошибётся ровно один раз.

Второе — ограничение последствий переполнения. На серверах отдельный том под журналы или под каталог временных файлов не позволяет разросшемуся логу занять всё место и остановить систему. Механизм грубый, зато безотказный: чужой том заполнить нельзя.

Третье — разные параметры для разных данных. Том под виртуальные машины или базы разумно создать с крупным размером кластера, том под миллионы мелких файлов — с мелким. Часть файловых систем позволяет включать сжатие, контрольные суммы или квоты на уровне тома.

Четвёртое — мультизагрузка и снимки. Несколько систем на одной машине требуют отдельных корневых томов, а средства резервного копирования и моментальных снимков работают в границах файловой системы.

Чего разбиение не даёт

Оно не защищает от отказа накопителя. Физический носитель один: отказ платы электроники, заклинивание шпинделя, потеря таблицы трансляции или деградация служебной области выводят из строя все разделы разом. Восприятие раздела как отдельного диска — самое дорогое из заблуждений на эту тему, потому что оно подменяет резервное копирование его имитацией.

Оно не является резервной копией. Копия на соседнем томе того же диска переживает случайное удаление файла и не переживает ничего другого — ни отказ устройства, ни шифровальщика, который обходит все смонтированные тома, ни ошибку разметки.

Оно почти не ускоряет работу. У жёсткого диска внешние дорожки действительно читаются быстрее внутренних за счёт большей линейной скорости под головкой, и вынос активных данных в начало диска даёт измеримый, но скромный эффект. У твердотельного накопителя такой физики нет вовсе: адреса транслируются, и расположение раздела на логической шкале ничего не говорит о размещении в кристаллах. Зато лишние разделы могут навредить, если заставят головку метаться между удалёнными участками пластины.

Оно не снижает износ и не изолирует ошибки контроллера. Счётчик циклов ведётся по физическим блокам, выравнивание износа работает по всему объёму, и запись в один том расходует ресурс, общий для всех.

Жёсткие границы и способ их обойти

Главная практическая цена разбиения — негибкость. Место, отведённое одному тому, недоступно другому, и типичный итог через год эксплуатации выглядит так: системный том забит под завязку, а на соседнем половина объёма простаивает. Изменение размера возможно, но требует, чтобы свободное пространство примыкало к нужной границе; раздел восстановления, оказавшийся между системным томом и концом диска, блокирует расширение.

Ответ на эту проблему — менеджеры томов: слой между разделами и файловыми системами, который собирает физические устройства в пул и нарезает логические тома произвольно, с возможностью расширения на лету и тонкого выделения. За гибкость платят усложнением диагностики: при разборе отказа приходится восстанавливать не только файловую систему, но и метаданные пула.

Разумная схема для рабочей машины обычно простая: системный том, том под данные, служебные разделы, которые создаёт установщик, и запас свободного места на каждом. Всё остальное — контейнеры, шифрование, снимки — решается уровнем выше, а надёжность обеспечивается вторым физическим носителем, а не второй строчкой в таблице разделов. Как соотносятся типы носителей по назначению, разобрано в разделе про накопители.