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[经验分享/技术讨论] 【技术实战】当Windows To Go遇到exFAT会擦出怎样的火花?

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发表于 2019-5-9 20:18:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
普通帖子
帖子关键词: exFAT
本帖最后由 朱玛 于 2019-7-19 10:53 编辑

作为全网研究exFAT启动各版本Windows的第一人,我曾经为研究这个专门写过一个测试帖:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... id=388226&mobile=no
这是Windows系统中的一个不为人知的隐藏功能,就连微软官方也从未提及过任何相关信息。在此之前大家普遍认为exFAT不能用作系统盘运行系统,但现在这都将成为历史。
早在多年前我就发现了并专门针对这个做了大量的研究与测试,其中解决了不少小问题但也遇到了一个始终无法解决的大问题,而就在前段时间我彻底攻克了exFAT启动Windows系统的最大难题,从而宣告正式将其应用于日常使用环境。
而这次我决定首次对外公开发布完整的超详细图文安装教程,从而揭开这一神秘而又惊奇的新功能。

个人日用主力机磁盘预览截图
在exFAT分区中安装并启动Windows系统.jpg

exFAT带来的新特性
优化卷位图管理及页块分配,提高闪存类存储介质读写速度
无卷日志纪录,减少闪存读写操作次数以延长其使用寿命
无权限管理机制默认即为最高权限,管理系统文件不再报权限不足错误
Windows To Go配合Mac等平台拥有更强的交互能力以及更为广泛的兼容性
允许分配更大的簇以提升IO性能
支持TFAT保护机制(仅Win8)
支持ECC校验和(仅元数据)

注意事项
exFAT启动仅支持Windows 8及以上版本的系统,Windows 7及以下版本的系统不支持exFAT启动不用再去试了。
exFAT安装并启动Windows系统建议配合固态硬盘或U盘等闪存盘使用,传统的机械硬盘除非特别有需要否则并不推荐。
为保证启动效率建议优先使用Legacy引导,UEFI引导启动时间会比BIOS略长,如果一定要使用UEFI引导请关闭安全启动(虽然不关也能启动但是.. 非常慢!)。
为保证启动效率以及系统版本兼容性,建议以传统模式安装系统,如果一定要使用VHD(X)模式安装系统(较慢)请参考:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... id=414354&mobile=no
对于无ESP单分区exFAT UEFI启动方案可参考此帖:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... id=409768&mobile=no
高版本的64位系统还需要手动替换一次已签名的exFAT驱动,否则启动时间就会非常长(实测Win10不替换驱动开机两个小时,替换驱动开机20秒),对于32位系统则都没有这种问题,该问题的具体原因可参阅:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... id=414353&mobile=no
高版本的系统启动时间总会比低版本的系统略长,对于特别在意开机速度,对这个有强迫症的同学请使用低版本系统启动(最低7850)。
虽然exFAT在启动时间上可能会稍长一点,但在进入系统后的运行速度并不慢。
实际上这是Windows启动管理器对exFAT启动的优化不到位导致的,不过倒是可以用一种特殊方法来加速启动。
本帖以x64架构的平台为基准,提供的已签名exFAT驱动仅适用于x64系统,对于特殊的Win10 ARM64系统请使用专用驱动:http://bbs.wuyou.net/forum.php?mod=viewthread&tid=415255&mobile=no

安装思路
由于微软的Sysprep一直都存在一个Bug,因此原版系统直接安装到exFAT分区在启动时会卡在系统OOBE界面报错无法完成初始化。
而正确的安装方法是先在NTFS分区中安装好系统并手动完成OOBE初始化阶段进入桌面,之后在WinPE下将整个系统打包备份为WIM或ESD文件后(不能使用GHOST)再解压释放到exFAT分区中启动即可。
对于已经安装好且现有能用的系统,可以直接在WinPE下备份WIM/ESD后将原NTFS卷格式化为exFAT再释放系统文件即可测试启动,如果遇到了问题也可以手动完全还原回测试之前的状态。

准备工具
MSDN原版系统下载:http://msdn.itellyou.cn
微PE工具箱下载:http://www.wepe.com.cn/download.html
64位系统专用exFAT驱动:
论坛直接下载: exFAT驱动.zip (1.77 MB, 下载次数: 157)
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 楼主| 发表于 2019-5-9 20:19:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 朱玛 于 2019-6-12 13:41 编辑

空闲时我会继续更新此帖
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发表于 2019-5-10 11:30:44 | 显示全部楼层
NTFS是Windows NT以及之后的Windows 2000、Windows XP、Windows Server 2003、Windows Server 2008、Windows Vista和Windows 7的标准文件系统。
NTFS取代了文件分配表(FAT)文件系统,为Microsoft的Windows系列操作系统提供文件系统。NTFS对FAT和HPFS(高性能文件系统)作了若干改进,例如,支持元数据,并且使用了高级数据结构,以便于改善性能、可靠性和磁盘空间利用率,并提供了若干附加扩展功能,如访问控制列表(ACL)和文件系统日志。该文件系统的详细定义属于商业秘密,但 Microsoft 已经将其注册为 知识产权产品。


首先,功能性上来讲,既然你的盘被用作系统磁盘,那大概率也不会是一些不靠谱的寿命堪忧的小U盘,无论是固态U盘还是机械硬盘,本身都是可以作为系统磁盘使用到退役也不会坏的(一般挂掉也不是因为写满闪存全部PE,而是因为掉固件这种原因挂掉)。那既然如此,为什么我们不选择使用起来更方便,功能更多更全的文件系统呢?这个NTFS就好像macOS下的APFS一样,属于各自操作系统的独占文件系统,可以最大化的发挥出其操作系统的优势,那既然如此我们为什么不用一个高级的文件系统反其道而行要去用一个低端的文件系统?

其次,易用性上来讲,如果你想让你的System分区是exFAT文件系统而非NTFS文件系统,官方没有工具支持,这对用户来说会是一个非常麻烦的操作。

参考文献:https://support.microsoft.com/zh-cn/help/100108/overview-of-fat-hpfs-and-ntfs-file-systems
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 楼主| 发表于 2019-5-10 14:05:03 | 显示全部楼层
Hashimoto 发表于 2019-5-10 11:30
首先,功能性上来讲,既然你的盘被用作系统磁盘,那大概率也不会是一些不靠谱的寿命堪忧的小U盘,无论是 ...

看个人需求而定,没有什么绝对的好坏,需要的人可以用,不需要人的可以不用。
U盘使用NTFS不一定会坏,但读写次数一定会比exFAT多。NTFS功能多是好事,但不要忘了这也不是没有代价的,功能多了要么吃性能要么占空间,如果你对这些不敏感又需要功能也可以用ReFS存数据还支持ECC校验。
还有NTFS的磁盘配额、长短文件名、卷快照、数据流等在exFAT中没有的高级功能有多少人会用得到?就算知道有这些功能的人也没多少吧?既然是完全用不到的东西那就可以选择不要,当然也可能像你这样少数人才需要的那另说。
官方工具没有但第三方工具还真有,而且对于会写这种程序的人来说也可以很容易地做出来,至于工具好不好用那就要看优化方面做的到不到位,但在一键式制作普及的今天在实际体验上也不会有什么明显差别。
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发表于 2019-5-10 15:52:06 | 显示全部楼层
说了一堆废话全删了。支持楼主!
折腾,使劲折腾,折腾好了分享出来造福需要的人。赞!!!
不折腾不进步。有了点闲工夫,我去折腾着试试~
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 楼主| 发表于 2019-5-10 16:09:38 | 显示全部楼层
新空气 发表于 2019-5-10 15:52
说了一堆废话全删了。支持楼主!
折腾,使劲折腾,折腾好了分享出来造福需要的人。赞!!!
不折腾不进步。有 ...

正解,人生的意义在于折腾,没有研究就不会有进步。
如果人人都只伸手不思进取的话,那我们永远也收获不到最终的成果,想一想难道这不是吗?
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发表于 2019-5-10 18:00:36 | 显示全部楼层
原则来说,这样是可以的,没有什么绝对与不绝对,Windows的system分区原则上讲不止仅仅支持NTFS文件系统的,所以exFAT这个可以实现。对于普通用户来讲,exFAT WTG相对来说较为繁琐,(当然有工具就方便多了)NTFS对Windows system分区有良好的支持,所以,截止目前我还会建议采用NTFS。
这个想法在14年有坛友发表过https://bbs.luobotou.org/thread-9577-1-1.html
现在你实现了,非常好!
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 楼主| 发表于 2019-5-19 10:46:00 | 显示全部楼层
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