Grenzen des Adressraums
Das Betriebssystem spricht die Sektoren der Festplatte über das sogenannte Logical Block Addressing (LBA) an. Der erste physikalische Festplattensektor bekommt den logischen Block 0 zugeordnet, der zweite Sektor den LBA 1, der dritte Sektor LBA 2 und so weiter. Die Speicherkapazität einer Festplatte können Sie berechnen, indem Sie die Anzahl der logischen Blöcke mit der Sektorgröße der Festplatte multiplizieren. Häufig geben die Hersteller den Adressbereich einer Festplatte auf ihrem Etikett an. Im Falle der Western Digital Caviar Green WD20EADS zum Beispiel beträgt er 3907029168. Multiplizieren Sie diese Zahl mit der Sektorgröße von 512 Byte ergibt sich eine Bruttokapazität von knapp 2000 Gigabyte (GB) beziehungsweise 1863 Gibibyte (GiB).
Der logische Adressraum ist allerdings begrenzt, gegenwärtig kann er maximal 48 Bit groß sein. Nutzen Festplatten das 512-Byte-Sektorschema lassen sich über den 48-Bit-LBA 2^48*512 Byte adressieren: das sind immerhin noch knapp 144 Petabyte. Um Blöcke mit einer Länge von 48 Bit adressieren zu können, ist kein 64-Bit Betriebssystem notwendig. Windows XP kann seit dem Service Pack 1 auch in der 32-Bit-Version damit umgehen.
Trotzdem können Sie unter Windows XP 32-Bit keine Festplatten beziehungsweise Partitionen nutzen, die größer als 2 Tebibyte (TiB) beziehungsweise 2,2 Terabyte (TB) sind und 512-Byte-Sektoren haben. Denn die Partitionstabelle - die den Bereich festlegt, in dem Sie Daten speichern können - befindet sich in der 32-Bit-Version von Windows XP innerhalb des Master Boot Records (MBR). Der MBR belegt LBA 0, er ruft die Partition auf. Dem MBR steht jedoch bloß ein Adressfeld von maximal 32 Bit zur Verfügung. 2^32*512 Byte macht 2 TiB Nettokapazität – größere Partitionen sind unter den beschriebenen Voraussetzungen nicht möglich.
Dieses Problem lässt sich nur lösen, indem Windows die GUID-Partitionstabelle (GPT) verwendet, die ein großes Adressfeld von 64 Bit bietet. Damit sind Festplattenkapazitäten im Exabyte-Bereich auch mit einer 512-Byte-Sektorgröße möglich.
Microsofts Betriebssysteme unterstützen GPT aber erst seit der 64-Bit-Version von Windows XP. Im Gegensatz zu den 32-Bit-Versionen von Windows Vista und 7 unterstützt XP-32-Bit GPT nicht. Über GPT lassen sich also Partitionen laden, die größer als 2,2 TB sind. Um allerdings von diesen großen Festplatten booten zu können, brauchen Sie eine Hauptplatine, die nicht das Basic Input Output System (BIOS), sondern den BIOS-Nachfolger Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) nutzt. Denn nur UEFI kann GPT-Bootsektoren initialisieren. Im PC-Bereich ist UEFI derzeit praktisch nicht existent, obwohl die Hersteller seit längerem um die anstehende Problematik wissen. Apple ist hier einen Schritt weiter und nutzt UEFI bei seinen Mac-Rechnern schon seit geraumer Zeit.
Festplatten mit einer Sektorgröße von 4096 Byte lösen diese Kapazitätsschranke. Seagate zum Beispiel verwendet bei dem 3-TB-Modell aus seiner GoFlex-Desk-Serie einen speziellen Trick, um die Platte auch unter XP 32-Bit nutzbar zu machen: Intern arbeitet die Festplatte zwar noch mit 512-Byte-Sektoren, der Controller-Chip des USB-Gehäuses übersetzt die Sektorgröße nach außen hin aber auf 4096 Byte. So sind auch mit dem 32-Bit-Adressfeld des MBR große Kapazitäten möglich – allerdings nur über USB.