MBR vs GPT: Diferencias entre los estándares más usados

Cualquiera que haya tocado un ordenador y se haya adentrado un mínimo en el mundo de la informática sabrá más o menos qué es formatear un disco duro, pero quizás no sepa que son ni diferenciar los términos MBR vs GPT. Esto tiene que ver con el arranque de nuestro disco duro y el sistema de partición.

Desde la llegada de los SSD o discos en estado sólido y las BIOS UEFI, GPT se ha impuesto como opción predilecta de formateo, pero ¿Por qué? Qué ventajas tiene uno sobre otro? Veremos qué son estos dos términos, para qué se utilizan y cuándo debemos optar por uno u otro.

Discos duros, estilos de partición y estructura física

A estas alturas quizás los más jóvenes usuarios de PC ni tan siquiera sepan lo que un HDD (Hard Disk Drive) o disco duro mecánico, pues llevamos ya bastante años donde los SSD (Solid State Drive) se han extendido hasta el punto de encontrarse en prácticamente todos los ordenadores actuales. Sin embargo los sistemas de partición tuvieron como origen precisamente los discos mecánicos y conviene saber algunos términos antes de meternos en harina.

Si nos metemos dentro de un HDD descubriremos que los datos irán grabados a través de un cabezal sobre una serie de platos cilíndricos apilados uno sobre otros girando sobre un eje común. De ahí su identificación como discos mecánicos, porque efectivamente, tiene elementos mecánicos que actúan con motores. En cambio, en los SSD no existen elementos mecánicos, sino chips de memoria con celdas de puertas NAND donde se almacenan los bits.

Para almacenar los datos se necesita una estructura lógica que sea capaz asignar el espacio, situar los bits de datos y ser capaces de encontrarlos en la unidad para ser leídos. A esto se le llamada sistema de ficheros, que a su vez se distribuye en una tabla de particiones. En ella se almacenan los registros de direccionamiento CHS (Cilindro, Cabezal, Sector) antiguamente, y LBA (Logical Block Addresing) actualmente.

CHS es el modo de direccionamiento en MBR para los antiguos discos duros IDE donde intervienen:

• Cilindro: El disco se divide en anillos concéntricos llamados pistas que forman la superficie de grabación. A su vez, un cilindro lo forman todas las pistas que están alineadas en forma vertical de cada uno de los platos y caras. Es un cilindro imaginario.
• Cabezal: es el elemento que escribe, lee y borra los datos de las pistas, dispuesto en cada una de las caras moviéndose todos en un eje común. De ahí que existan los cilindros lógicos.
• Sector: Cada pista se divide en trozos de arcos llamados sectores. En cada sector se almacenará un dato, y si uno de ellos se queda incompleto, el siguiente dato irá en el próximo sector.

CHS tenía una gran limitación de direccionamiento a solo 8 GB de capacidad, por lo que fue sustituido por LBA. Este otro método se enumera cada bloque de forma unívoca según un índice (LBA 0, 1, 2…) pudiendo direccionar mucha mayor capacidad para trabajar en discos ATA y SATA, teóricamente hasta 8 Zetabytes.

Esquema de particiones MBR

Si seguimos explicando con detalle todo lo anterior tendríamos para más de un artículo, así que nos centramos ya en el tema principal; los esquemas de particiones.

MBR significa Master Boot Record, o Registro de Arranque Principal, y es el primer sector de un dispositivo de almacenamiento (pista 0, cilindro 0, sector 1). En el MBR se almacena la tabla de particiones de toda la unidad, marcando el comienzo y final de la misma, de ahí que MBR también se utilice como término para nombrar al sistema de particiones. El MBR contiene las entradas de la tabla de particiones primarias, mientras que las particiones secundarias se almacenan como registros de particiones extendidas, junto a metadatos Local Disk Manager y etiquetas de disco BSD.

Tiene otra función clave como es almacenar el Boot Loader o gestor de arranque del sistema operativo (Bootstrap). De esta forma se puede identificar dónde está la partición activa para así iniciar el arranque del sistema operativo ubicado en dicha partición. Las particiones de un disco duro son divisiones lógicas dentro de la unidad para separar distintas estructuras de datos, de forma que se puedan gestionar de forma individual (borrar, formatear, montaje/desmontar, etc).

MBR solamente permite crear 4 particiones primarias de 2TB como tamaño máximo, siendo una importante limitación de cara a las unidades HDD actuales que llegan hasta los 16 o 20 TB. Si bien hay que decir que se admiten particiones extendidas. Este sistema aún es compatible con las BIOS actuales de tipo UEFI, por lo que podría ser utilizado en equipos antiguos y modernos con sistemas operativos actuales si le indicamos a la BIOS que arranque en “modo legacy” o “modo heredado”.

El primer sector del disco tiene una capacidad de 512 Bytes, conteniendo el código máquina para el arranque, la tabla de particiones en 64 Bytes y la firma de MBR. Obviamente dentro de cada registro de la tabla de particiones tendríamos la dirección CHS de comienzo y fin de la partición, estado, tipo, longitud y el sector donde comienza. A continuación tendremos las particiones primarias y luego las particiones extendidas. No existe una copia de seguridad del MBR en las unidades de este tipo, a menos que se haga de forma manual con el comando dd, siendo una importante desventaja de MBR vs GPT.

Esquema de particiones GPT

El desarrollo de los HDD ha alcanzado enormes capacidades, la llegada del estándar SATA (Serial ATA) y posterior irrupción de las unidades de almacenamiento sólido SSD hizo necesario un cambio en el sistema de direccionamiento de datos a LBA. A la vez que se conseguía mayor capacidad, se introdujo el sistema de particiones GPT utilizado en la actualidad, el cual mejoraba la seguridad del almacenamiento y adaptada a los nuevos estándares de velocidad.

GPT significa GUID Partition Table y es un sistema de particiones que se introdujo junto al estándar de BIOS EFI, luego UEFI (Unified Extended Firmware Interface). Esta tabla de particiones GUID propone un sistema más flexible tanto en la división del disco duro como asignación del Master Boot Record. Entre sus mejoras tenemos capacidad para crear hasta 128 particiones primarias o activas (esta cifra la limita Windows), contando con una copia de seguridad de la tabla de particiones justo al final de la unidad como sistema de replicación.

Su integración con UEFI hace que la BIOS pueda detectar los dispositivos y particiones para arrancarlos desde un menú generado automáticamente en caso de que no queramos que se arranque el disco principal. Si recordamos las BIOS antiguas, necesitábamos configurar el orden de arranque de las unidades de forma manual, pues en UEFI no está estrictamente necesario. GPT asegura retrocompatibilidad con MBR heredado al almacenar éste en el sector LBA0 y la cabecera GPT en LBA1, siendo LBA34 el primer sector usable con sistemas Windows.

En la imagen anterior vemos la estructura a nivel básico de una tabla de particiones GPT, donde un sistema de 64 bits como Windows asigna 128 entradas de 128 Bytes para 128 particiones. En LBA 0 entremos el MBR heredado, mientras que en LBA 1 registra su propio tamaño y localización, la localización y tamaño de la tabla GPT secundaria (al final del disco) y una suma de comprobación CRC32. Desde LBA 2 – 33 definen los tipos de partición GUID en entradas de 4×128 Bytes, siendo 512 Bytes el tamaño total de cada bloque LBA.

Por la forma de operar, GPT es el sistema de particiones indicado para unidades de almacenamiento en estado sólido SSD, donde las más actuales utilizan la interfaz M.2 con carriles PCIe y protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express). En términos de velocidad, MBR y GPT no debería influir, pero el hardware y software utilizado estarán más enfocados al sistema actual como es lógico.

Cómo saber si mi disco duro es GPT o MBR

El uso de MBR vs GPT será crucial de cara a la gestión de particiones e instalación de Windows ya que deberíamos configurar la BIOS adecuadamente para ello. Dicho esto, nos podemos encontrar con los dos posibles escenarios, un disco duro que por defecto ya venga formateado en uno u otro sistema, y que por determinadas necesidades, queramos volver a formatearlo antes de instalar el sistema.

Para no hacer más denso este tutorial, dejamos enlazado otro donde explicamos:

Cuando formatear en MBR vs GPT

Ya conocemos las capacidades y características de MBR vs GPT, así que sería buen momento para dejar claro cuándo usar cada método de particionado, y realmente será bastante sencillo si lo pensamos.

Usaremos MBR

Cuando estemos utilizando un disco duro antiguo tipo P-ATA (IDE), y en consecuencia una BIOS que solamente soporte arranque desde el MBR.

También cuando estemos utilizando un sistema operativo anterior a Windows XP el cual tampoco soporte direccionamiento GPT. No habría problema con los PC modernos (obviando drivers) ya que todas las UEFI tiene un modo Legacy para arrancar unidades MBR.

En el caso de Mac, podría utilizarse solo en equipos con procesadores Intel, pero los actuales usan por defecto GPT, o APM si tienen procesadores PowerPC. En estos últimos, cabe la posibilidad de usar MBR solo como volumen de almacenamiento.

Usaremos GPT

Pues lo usaremos en todo lo demás, en equipos con unidades SSD por descontado, cuando tengamos UEFI y capacidades de 2 o más Terabytes. Este sistema de particiones será el indicado, y prácticamente obligatorio para los sistemas operativos actuales, ya que el funcionamiento interno estará diseñado para ello.

Los mecanismos de GPT harán más sólida la resistencia a la corrupción de archivos, permitirán crear muchas más particiones, jugar con sus tamaños y aprovechar la velocidad de las unidades SSD. Comandos como S.M.A.R.T. o sobre todo TRIM solo se implementan en sistemas modernos.

Conclusiones sobre MBR vs GPT

Ha quedado claro que GPT es el mejor y más actual sistema de particionado, y el uso de tecnología SSD o software UEFI en la BIOS harán de él la mejor opción de uso. La eliminación de barreras como la capacidad de 2 TB o la necesidad de tener un boot loader instalado lo harán recomendable, al menos aquellos que se basen en Windows, Linux o Mac, ya que el sistema de Apple después de la era de PowerPC usa GPT como sistema de particiones.

Os dejamos con más tutoriales de hardware:

Recordamos que la velocidad no es un factor intrínseco a MBR o GPT, siendo a priori igual de rápidos, por lo que ambos se podrían utilizar en unidades SSD SATA o incluso NVMe. Restringiendo el uso del sistema antiguo para sistemas operativos incompatibles con GPT. El hardware tampoco debería ser impedimento, ya que todas las UEFI cuentan con modo Legacy para arrancar desde MBR.