윈 도 우 할당되지 않은 공간...1MB?

최근 질문란에 올라왔던건데 이전에 잘못 대답한 것도 있고 해서 한번 찾아 봤습니다.

전혀 실용적이지 않은 내용이니 가벼운 느낌으로 보시면 됩니다. 

중간에 근거 지료를 찾아봐도 없는 부분이 있는데 혹시 아시는 고수님 계시면 댓글에 알려주시면 더욱 고맙겠습니다.

내용 중 나오는 수치와 표는 모두 직접 해보고 만든 것입니다. 혹시 틀리는 부분이 있으면 지적 바랍니다.

참고로 블로그를 그대로 복붙한 것이라서 보시기 불편 할 수도 있으니 양해 바랍니다.

 

이 글에서 사용한 Hard Disk는 500GB의 용량으로 Windows 10 디스크 관리에서 초기화 또는 partition하였습니다.

 

GPT DISK

Windows 디스크 관리에서 basic GPT disk를 partition하고 Macrorit Partition Expert(이하 MPE)로 보면 'unallocated'가 1.305MB 또는 0MB가 관찰됩니다. Windows 디스크 관리-디스크 속성-볼륨-디스크 정보(이하 디스크 정보)에서는 각각 1MB의 '할당되지 않은 공간'이 보입니다.

 

Basic GPT Disk의 1.305MB의 'unallocated'가 보입니다Basic GPT Disk의 1MB 'unallocated' - MPE에서는 보이지 않습니다Windows 디스크 관리-디스크 속성-볼륨-디스크 정보에서도 '할당되지 않은 공간'이 확인됩니다

 

Bootice로 보면 partition ending sector(backup VBR)의 다음 sector(LBA 976771072)부터 '여유 공간'(LBA -34까지)과 Secondary GPT(backup GUID partition entry array와 secondary GPT header) 33 sector를 합한 총 2096 sectors가 'unassigned space(할당되지 않은 공간, unallocated)'의 1MB에 해당되는 것을 확인할 수 있습니다. 

 

Basic GPT disk의 할당되지 않은 공간

 

Windows 디스크 관리와 기타 partition 프로그램으로 GPT disk를 partition을 하면 partition 프로그램에 따라 '할당되지 않은 공간'의 용량에 차이가 있습니다. 500GB HDD 기준입니다.

 

Application Program	GPT 변환 방법	Partition 방법	MSR 생성 여부 (시작 sector)	primary partition시작 sector	partition 전 할당되지 않은 공간 (sector)	partition 후 할당되지 않은 공간 (sector)
디스크 관리	디스크 관리	디스크 관리	자동 생성(34)	32768	33 (Partition Wizard 12.3으로 unallocated의 last sector를 확인)	2096
Disk Genius 5.4.1.1178	자체 GPT 변환	Quick Partition	생성안함/생성(2048)	2048/34816		33
		Create New Partition	생성안함/생성(2048)	2048/34816		48
	디스크 관리 GPT 변환	Quick Partition	기존 MSR 제거/새로 생성(2048)	2048/34816		33
		Create New Partition	기존 MSR 유지(34)/새로 생성(2048)	32768/34816		48
Partition Wizard 12.3	자체 GPT 변환	자체 partition	X	2048		2096
	디스크 관리 GPT 변환	자체 partition	MSR 유지(34)	32768
Macrorit Partition Expert 5.6.1	자체 GPT 변환	자체 partition	X	2176		64
	디스크 관리 GPT 변환	자체 partition	MSR 유지(34)	32896

 

Dynamic GPT disk로 변환하면 offset 17,408byte는 LBA 0-33(34x512)에 해당하고 LDM metadata partition은 MSR의 처음 1MB(LBA 34-2081, 1024KB(offset 17KB-1040KB)를 할당받았음을 확인할 수 있고 GUID도 {5808c8aa-7e8f-42e0-85d2-e1e90434cfb3}로 Partition_LDM metadata_GUID와 일치합니다. 축소된 MSR partition(LBA 2082-32767, 15MB=14.98MB, diskpart에서는 14MB로 표현)을 확인할 수 있습니다. Basic GPT disk의 '할당되지 않은 공간' 2096 sector는 여유 공간(2063 sector)이 사라지고 Secondary GPT의 33 sector로 축소됩니다.

Dynamic GPT disk의 '할당되지 않은 공간'

 

결론: '할당되지 않은 공간' 1MB는 Basic 및 Dynamic GPT Disk에서 Secondary GPT 공간입니다.

 

Secondary GPT는 33 sector인데 Basic GPT disk에서 "할당되지 않은 공간'이 2096 sector인 이유는?

 

500GB HDD를 GPT로 초기화 후 partition을 하지 않은 상태에서 전체 디스크 용량은 476924MB(diskpart에서 clean 후 초기화하지 않은 상태의 disk 용량 476940MB - MSR 16MB)이며 Secondary GPT 33 sector를 제외한 나머지 모든 공간이 partition 가능합니다 [disk ending sector - unallocated ending sector(partition wizard 12.3으로 unallocated의 last sector를 확인) = 976773167 - 976773134 = 33 sector(Secondary GPT)]. 이때 디스크 정보에서는 '할당되지 않은 공간'이 전체 디스크 용량과 동일한 476924MB입니다. 이제 단일 partition을 하면 설정에서 최대 디스크 공간(단순 볼륨 크기) 476923MB + 1MB(할당되지 않은 공간) = 전체 디스크 '용량' 476924MB입니다. Bootice로 보면 disk ending sector 976773167 - unallocated starting sector 976771072 + 1 = 2096 sector = 2048 sector + 48(15 + 33) sector입니다. 즉, partition ending sector를 2048 sector 단위로 정렬하면 48 sector(파란색)가 남고 Secondary GPT에 필요한 33 sector가 확보됩니다. 하지만, Windows는 1MB 정렬로 partition 할 때 마지막 2048 sector(노란색)는 제외하고 partition 크기를 정하는 것으로 추측됩니다(Microsoft의 공식 자료는 찾을 수 없음). 따라서, 2048 + 48 = 2096 sector의 '할당되지 않은 공간'이 생기고 Secondary GPT(33 sector)를 빼면 나머지가 여유 공간이 됩니다. 참고로 어떤 partition 프로그램을 사용하느냐에 따라 "할당되지 않은 공간'은 달라질 수 있습니다(표 참조). Disk Genius 5.4.1.1178에서 GPT partition을 하면 2048 sector 정렬에 맞추어 48 sector만 남길 수도 있고 최대 partition 크기를 만들고 33 sector만 남길 수도 있습니다.  

 

결론: partition 프로그램에 따라 Basic GPT disk의 '할당되지 않은 공간' 크기는 최소 33에서 최대 4095 sector입니다.

        하지만 기타 다른 partition 프로그램은 '할당되지 않은 공간'을 더 크게 정할 수도 있을 것입니다.

 

500GB Basic GPT Disk의 '할당되지 않은 공간'

 

 

MBR DISK

Basic MBR disk에서 disk의 마지막 1MB는 dynamic MBR disk로 변환할 때 필요한 LDM metadata 공간입니다.

 

Windows 디스크 관리에서 basic MBR disk를 partition하면 디스크 정보에서 '할당되지 않은 공간'이 2MB 생기고 MPE에서도 'unallocated'가 약 1.992MB 보입니다. 동적 디스크 변환은 정상적으로 됩니다.

 

Basic MBR Disk의 '할당되지 않은 공간'Windows 10 디스크 관리-디스크 속성-볼륨-디스크 정보

 

'할당되지 않은 공간'을 bootice로 확인하면 총 4144 sector입니다. 

 

 

이제 MPE를 이용하여 '할당되지 않은 공간'을 1MB씩 줄여 보겠습니다.

 

'unallocated' 2MB 중 1MB(노란색)를 선행 partition과 통합하면 MPE에서 'unallocated'가 사라지지만 디스크 정보에서는 '할당되지 않은 공간'이 2MB로 변화 없이 동일합니다. Bootice로 확인하면 partition의 마지막 sector가 2048 sector(노란색) 만큼 후방으로 이동되어 'unassigned space'가 2096(초록색 2032 + 파란색 64) sector로 줄었음을 확인할 수 있습니다. '할당되지 않은 공간'이 2096 sector로 1MB보다 크므로 동적 디스크로 변환이 가능합니다.

 

'unallocated' 2MB 전부를 선행 partition과 통합하면 MPE에서 'unallocated'가 사라지고 디스크 정보에서 '할당되지 않은 공간'이 1MB로 줄어듭니다. Bootice로 확인하면 partition의 마지막 sector가 4080(노란색 2048 + 초록색 2032) sector 만큼 후방으로 이동되어 'unassigned space'가 64 sector(파란색)로 줄었음을 확인할 수 있습니다. 디스크 정보에서 '할당되지 않은 공간'이 1MB로 표시되지만 실제로는 64 sector(파란색) 밖에 없어서 동적 디스크로 변환이 안됩니다.

 

MPE에서 'unallocated'를 축소하면 'unallocated'의 표시가 사라집니다MPE에서 'unallocated'의 전체를 축소한 경우디스크의 공간 부족으로 동적 디스크로 변환이 안됩니다.

즉, 마지막 2MB 중 후반부 1MB(초록색 2032 sector 중 1984 sector와 파란색 64 sector를 합한 마지막 2048 sector)는 dynamic MBR disk로 변환하는데 필요한 LDM metadata를 위한 공간입니다.

 

Windows 디스크 관리와 다른 partition 프로그램으로 MBR disk(500GB)를 partition하면 partition 프로그램에 따라 '할당되지 않은 공간'의 용량에 차이가 있습니다. '할당되지 않은 공간'이 2048 sector보다 작은 Disk Genius 5.4.1.1178 (Quick Partition 및 Create New Partition)와 Macrorit Partition Expert 5.6.1은 동적 디스크로 변환이 안됩니다.

 

Windows 디스크 관리에서 MBR 초기화 또는 Diskpart> clean 후 각각의 프로그램에서 초기화 후 partition 실시

 

	초기화	정렬	primary partition 시작 sector	할당되지 않은 공간 (sector)	할당되지 않은 공간 (MB)
Windows 디스크 관리	무관	1MB	2048	4144	2MB
Disk Genius 5.4.1.1178		1MB	2048	48	1MB
Partition Wizard 12.3		1MB	2048	6192	3MB
		1MB	2048	48	1MB
Macrorit Partition Expert 5.6.1	디스크 관리에서 MBR 초기화	Optimized	2176	64	1MB
	Diskpart-clean 후 MPE에서 초기화		2176	0	1MB

 

 

Basic MBR disk에서 LDM metadata는 2048 sector면 충분한데 "할당되지 않은 공간'이 4144 sector인 이유는?

 

500GB Basic MBR disk는 partition ending sector를 2048 sector(1MB) 단위로 정렬하면 48 sector(파란색)가 남습니다. 48 sector는 LDM metadata 예비공간인 1MB보다 작으므로 2048 sector(초록색)를 추가하여 2048 + 48 = 2096 sector를 확보합니다. Windows는 1MB 정렬로 partition 할 때 마지막 2048 sector(노란색)는 제외하고 partition 크기를 정하는 것으로 추측됩니다(Microsoft의 공식 자료는 찾을 수 없음). 따라서, 2048 + 2048 + 48 = 4144 sector의 '할당되지 않은 공간'이 생깁니다.

 

 

Windows 디스크 관리에서 초기화 및 partition한 경우 Basic MBR disk의 '할당받지 않은 공간'은 다음과 같습니다.

(참고) Partition Wizard 12.3는 '할당받지 않은 공간'이 6192(6144 + 48) sector로 6144 sector 보다 많습니다.

 

Windows 설정 2048 sector + LDM metadata 2048 sector + 1MB 정렬 후 남는 최대 2047 sector < 3MB(6144 sector)

 

 

 

 

Dynamic MBR disk로 변환하면 MBR은 63 sector(1 track)로 줄고 disk의 끝에 2048 sector는 LDM metadata가 됩니다.

 

디스크 정보에서 basic MBR disk일 때 '할당되지 않은 공간'이 2MB에서 동적 디스크로 변환되면 1MB가 될 것이라는 예상과 달리 3MB가 됩니다(아래에서 추가 설명).

 

 

결론: Basic MBR disk의 '할당되지 않은 공간'은 Dynamic MBR disk로 변환할 때 필요한 LDM metadata 공간입니다.

 

 

Dynamic MBR disk에서 '할당받지 않은 공간'이 왜 3MB로 늘어나는가?

 

Windows 디스크 관리-디스크 속성-볼륨-디스크 정보의 '용량'과 '할당되지 않은 공간'에 대해서 알아보겠습니다.

 

500GB HDD를 diskpart에서 clean 하고 초기화하지 않으면 disk 용량이 476940MB입니다[정확하게는 476940MB + 48 sector (disk ending sector 976773167)].

 

Basic MBR disk로 초기화만 하면 disk 용량이 476939MB로 되고 단일 partition으로 하면 설정에서 최대 디스크 공간(단순 볼륨 크기, partition size)은 476937MB가 되고 partition 완료 후에는 '용량'이 476939MB, '할당되지 않은 공간'이 2MB로 됩니다. MBR partition table entry의 total sector에 의한 partition size는 976766976(2048-976769023) sector로 정확하게 476937MB입니다. 

 

전체 디스크 '용량'(476939MB) = partition size(476937MB) + '할당되지 않은 공간'(2MB)

 

MBR disk로 초기화만 한 후 Dynamic MBR disk로 변환하면 디스크 정보에서 '용량' 476940MB이며, 단일 partition으로 하면 설정에서 최대 디스크 공간(단순 볼륨 크기, partition size)은 476937MB가 되고 partition 완료 후에는 '용량'이 476940MB, '할당되지 않은 공간'이 3MB로 됩니다.

 

전체 디스크 '용량'(476940MB) = partition size(476937MB) + '할당되지 않은 공간'(3MB)

 

그러나, MBR partition table entry의 total sector를 확인하면 partition size는 976771057(63-976771119) sector로 476939MB(476938.99267578MB = 476938MB + 2032.99999744 sector)입니다. 즉, partition size가 2MB(476939MB - 476937MB) 차이가 납니다. MBR partition table entry의 total sector가 정확한 partition size라면 다음과 같이 되어야 합니다.

 

전체 디스크 '용량'(476940MB) = partition size(476939MB) + '할당되지 않은 공간'(1MB = LDM metadata)

 

하지만, 예상과 달리 '할당되지 않은 공간'이 3MB가 되는 것은 dynamic MBR disk로 변환 후 partition 할 때 설정 도중 최대 디스크 공간(단순 볼륨 크기, partition size)이 476937MB로 정해지므로 이것에 맞추어 '할당되지 않은 공간'이 3MB(476940MB - 476937MB)로 표시되는 것으로 추측됩니다. 실제로는 dynamic MBR disk에서는 '할당되지 않은 공간'이 MBR partition table entry의 total sector 기준으로 디스크 용량과 무관하게 2048 sector로 동일합니다. 

 

즉, dynamic MBR disk의 디스크 정보에서 '할당되지 않은 공간'의 크기는 basic MBR disk의 partition size와 관련이 있는 것으로 추측됩니다.

 

초기화	partition	partition size (MB)		MBR total sector (MB)	Basic MBR Disk (MB)		unassigned sector	Dynamic MBR Disk (MB)
		설정 중	완료 후		용량	할당되지 않은 공간		용량	할당되지 않은 공간
무관	디스크 관리	476937	476937	476937	476939	2	4144	476940	3
	Partition Wizard 12.3	476937.53	476936	476936	476939	3	6192	476940	4
		476939	476939	476939	476940	1	48	X	X

 

 

 

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/fileio/basic-and-dynamic-disks

https://en.wikipedia.org/wiki/Logical_Disk_Manager

How Dynamic Disks and Volumes Work: Storage Services | Microsoft Docs

docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-server-2003/cc739412(v=ws.10)#mbr-disks-that-do-not-have-space-for-the-dynamic-disk-database

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/winioctl/ns-winioctl-partition_information_gpt

forums.tomshardware.com/threads/unallocated-spaces-at-the-begining-and-the-end-of-the-disk.2525958/

www.minitool.com/partition-disk/how-much-storage-for-dynamic-disk-database.html

docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-server-2003/cc758035(v=ws.10)

docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-xp/bb457110(v=technet.10)?redirectedfrom=MSDN