ฮาร์ดดิสก์ SSD และอุปกรณ์จัดเก็บอื่นๆ ต้องการระบบจัดระเบียบพื้นที่จัดเก็บทางกายภาพ ให้เป็นสิ่งที่อุปกรณ์คอมพิวติ้งเข้าใจได้
Partitions, Volumes และ Logical drives เป็นตัวอย่างวิธีต่างๆ ในการจับแผนที่พื้นที่จัดเก็บของอุปกรณ์ แม้ทำหน้าที่คล้ายกัน แต่มีความแตกต่างสำคัญ
เริ่มจากด้านบน: Physical Drives
คอมพิวเตอร์เก็บข้อมูลทั้งหมดบนสื่อทางกายภาพ 通常是 ฮาร์ดดิสก์ (HDD) หรือ Solid State Drive (SSD) ที่เก็บข้อมูลทางกายภาพ คือ สิ่งที่สัมผัสได้ และข้อมูลจริง แสดงออกทางกายภาพ Pits และ lands บนดิสก์แสง แทน 1 และ 0 ใน SSD บิตข้อมูล แสดงโดยเซลล์หน่วยความจำที่เก็บระดับประจุต่างกัน
Volumes และ Partitions เป็นโครงสร้างข้อมูลที่อยู่ภายในและข้าม Physical disks ดิสก์ทางกายภาพจะครอบ Volume ที่คุณใช้สำหรับ Home users ทั้งหมด แต่ตรงข้ามก็เป็นได้ ซึ่งอธิบายด้านล่างภายใต้ "Logical vs Physical Volumes"
ข้อเท็จจริงสำคัญคือ Physical disk ทั้งหมดสามารถเป็น Volume เดียวได้ หลาย Volumes อยู่บน Physical disk เดียวได้ และ Volume เดียวสามารถข้าม Physical disks หลายตัวได้
วิธีอธิบาย Partition เรียบง่ายที่สุด คือ การแบ่งสื่อจัดเก็บอย่างฮาร์ดดิสก์ ทางกายภาพ Partition เริ่มและจบที่จุดเฉพาะบนฮาร์ดดิสก์ หรือใน Setup หลายดิสก์ขั้นสูง อาจเป็น Segment ของ Virtual drive
คิดว่าคุณแบ่งสนามเป็นแปลงที่ดิน แต่ละแปลงที่กั้นรั้ว คล้าย Partition บนไดรฟ์
ระบบปฏิบัติการมักจัดการ Partition انگรเป็น Physical hard drives แยกกัน ผู้ใช้ไม่เห็นความแตกต่างทางปฏิบัติ ระหว่างมีฮาร์ดดิสก์ 2 ตัว ในคอมพิวเตอร์ กับมี 1 ดิสก์ แบ่ง 2 Partition
Volume คืออะไร?
คำว่า "Volume" ใช้สลับกับ "Disk" และ "Partition" บ่อย แต่มีความแตกต่างพื้นฐาน ไม่ช่วยว่าระบบปฏิบัติการและเอกสารคอมพิวเตอร์ ใช้คำบางคำแบบคลุมเครือ สับสนเป็นเรื่องปกติ แต่เราจะพยายามชี้แจง
Volume เป็นหน่วยข้อมูลที่สมบูรณ์ในตัวเอง (Self-contained) มี Volume label (ชื่อ) ระบบไฟล์เดียว (เช่น NTFS หรือ FAT32) และปกติใช้พื้นที่ทั้งดิสก์หรือ Partition
เมื่อคุณเห็นไดรฟ์ เช่น C: หรือ D: สิ่งที่เห็นคือ Volume เพราะ Volumes มักมีขนาดเท่าดิสก์หรือ Partition ทำให้ง่ายลืมว่า มันไม่ใช่สิ่งเดียวกัน แต่นั้นคือสองแนวคิดที่ต่างกัน
หลักฐานของนี่: คุณสามารถเก็บ Volume เป็นไฟล์ได้ เช่น DVD image หรือ Disk image คุณจึง "Mount" ไฟล์ image นี้เป็น Volume ใน OS และมันทำงานและดูเหมือน Physical drive หรือ Partition ที่จัดรูปแบบแล้วทุกประการ
ตัวอย่างทั่วไปอีกอย่างของความแตกต่างระหว่าง Volume และ Partition คือ ไม่สามารถ Partition ฟลอปปี้ดิสก์ได้ แต่มันยังเป็น Storage volume อยู่ดี เช่นเดียวกับ ไดรฟ์ที่ไม่มี Partition แค่หมายถึงมี Partition เดียวที่ใช้ดิสก์ทั้งหมด ไม่มี Partition แต่มันยังเป็น Volume
หวังว่าแสดงให้เห็นความแตกต่างของ Volume จากแนวคิดอย่าง Drive หรือ Partition
Logical vs Physical Volumes
ตอนนี้เรารู้ว่า Volume ไม่จำเป็นต้องเหมือน HDD หรือ Partition มาพูดถึง "Logical" volumes สั้นๆ แม้จะมีหลาย Volumes บน Physical disk เดียว ก็มีสถานการณ์ที่ขนาด Volume เกินกว่าที่ดิสก์เดียวรองรับ
นี่คือที่มาของ Logical volumes Logical volume ดูเหมือนพื้นที่จัดเก็บต่อเนื่องขนาดใหญ่ต่อ User แต่วางทางกายภาพอยู่ตำแหน่งต่างๆ บนดิสก์เดียว หรือข้ามหลายดิสก์
Logical Drives
อย่าสับสน Logical volume กับ Logical drive หากคุณ Partition physical drive เป็นหลาย Partition แล้ว Format แต่ละ Partition เป็น Volume แต่ละตัวมี Drive letter ของตัวเอง ไดรฟ์เหล่านี้คือ "Logical" drives อย่างเคร่งครัด ทุก Volumes เป็น Logical เพราะไม่จำเป็นต้องเชื่อมโยงกับ Physical drive เดียวหรือทั้งดิสก์ แต่ดูเหมือนคำว่า "Logical volume" ใช้หมายถึง Volume ที่ข้ามหลายไดรฟ์มากกว่า
ทั้งหมดหมายถึง จากมุมมองของ OS มีเพียง Drive เดียว พร้อมชุดที่อยู่จัดเก็บเดียว กลไกเบื้องหลังของ Logical drive เพียงแค่ให้แน่ใจว่า ข้อมูลถูกเขียนไปที่ Physical location ที่ถูกต้อง ที่ Map ไปยังที่อยู่จัดเก็บของ Logical drive ไม่ว่า Physical drive ไหน
Basic Disks vs Dynamic Disks
ใน Windows มี 2 ประเภทการตั้งค่าฮาร์ดดิสก์: Basic Disks และ Dynamic Disks
ส่วนใหญ่คอมพิวเตอร์ Windows จะตั้งค่าไดรฟ์เป็น Basic Disks มี 2 ประเภท Basic Disk ที่ใช้ Master Boot Record (MBR) สามารถมี 4 Primary partitions หรือ 3 Primary partitions และ 1 Extended partition ที่แบ่งเป็น Logical partitions ได้มาก New computers ที่ใช้ GUID Partition Table (GPT) มี Partition ได้ 128 ตัว มากกว่า MBR มาก
ดูเพิ่มเติมได้ที่ MBR vs GPT: Which Format Is Better for an SSD Drive?
ไม่ว่าจะ MBR หรือ GPT Basic disks ทั้งหมดใช้ Partition table จัดการ Partition บนดิสก์ ขณะที่ Dynamic disks ใช้ Logical Disk Manager (LDM) database ฐานข้อมูลนี้เก็บข้อมูล Volumes บน Dynamic disk เช่น ขนาด เริ่มจบที่ไหน และระบบไฟล์ Dynamic disks รองรับ GPT และ MBR partitions แต่ไปไกลกว่านั้น
Dynamic disks อนุญาตทริกที่ Basic disks ไม่ได้ สำคัญที่สุดคือ สร้าง Spanned และ Striped volumes ได้ กล่าวคือ Volumes ที่อยู่บน Physical disk หลายตัว
Spanned volume แสดงเป็น Volume เดียวต่อ OS แต่วางข้อมูลทางกายภาพบนหลายดิสก์ Volume สร้างจาก Segment พื้นที่ว่างหลาย Segment จากหลายดิสก์ และขยายได้
Striped volume รวม Physical drives หลายตัวเป็น Logical volume เดียว แต่ข้อมูล Interleave (สลับ) ทั่วทุกดิสก์ เพื่อรวมความเร็วอ่าน/เขียนของดิสก์ Striping เรียกอีกอย่างว่า RAID 0 ให้ความเร็วสูงสุดสำหรับฮาร์ดดิสก์กลไก เทคนิคเพิ่มความเร็วนี้ ไม่เกี่ยวข้องมากกับ SSD
Unallocated Space (พื้นที่ไม่ได้จัดสรร)
เมื่อใช้ Partition manager หรือ Disk utility อื่น สร้าง/ลบ Volumes บนดิสก์ อาจเห็นส่วนของ Physical drive ถูก mark ว่า "Unallocated space"
หมายถึง พื้นที่ทางกายภาพบนดิสก์ ไม่ได้เป็นส่วนของโครงสร้างใดๆ ปัจจุบัน Unallocated space อาจอยู่ปลายดิสก์ กลาง หรือที่ไหนก็ได้ หากลบ Partition กลางพื้นที่รวมของดิสก์ พื้นที่จัดเก็บส่วนนั้น กลายเป็น Unallocated space
หากเห็น Unallocated หรือ Free space สามารถสร้าง Partition หรือ Volume ใหม่ได้ 1 หรือมากกว่า ในพื้นที่นั้น บางกรณี ขยาย Partition ติดกัน ให้รวม Unallocated space เข้าไปได้
ปรับขนาด Partitions, Volumes, และ Logical Drives
ขึ้นอยู่กับประเภท Partition และตำแหน่งบนดิสก์ สามารถปรับขนาด Partition ได้ เช่น มี 2 Partition บนดิสก์ แต่พื้นที่ไม่พอบนตัวหนึ่ง และเยอะอีกตัว อาจ Shrink ตัวที่เยอะ สร้าง Unallocated space แล้ว Extend ตัวที่ไม่พอ
เช็คโครงสร้างดิสก์ใน Windows, Ubuntu Linux และ macOS
Windows, Linux, macOS เป็น 3 OS เดสก์ท็อปหลัก และทุกตัวมี Disk/Partition management utilities ตัวเอง Distro ของ Linux ต่างๆ อาจมี Manager ที่ดูต่างกัน แต่ทุกตัวมีฟังก์ชันหลักเหมือนกัน
Windows Disk Management
Microsoft Windows Disk Management utility ค่อนข้างซับซ้อน อนุญาตให้ทำเกือบทุก Operation เกี่ยวกับ Partitions, Volumes และอื่นๆ เปิดได้หลายวิธี แต่ง่ายที่สุด คลิกขวา Start Button เลือก Disk management
เปิดแอปแล้ว จะเห็นทุก Disk และ Volume บนคอมพิวเตอร์ Disk Management app ทำให้เห็นง่ายว่า Volumes ไหนอยู่บนคอมพิวเตอร์ และอยู่บน Physical disks ไหน กำหนด Drive letter ได้ที่นี่ และวินิจฉัยว่า Disk/Volume ไหน Mount ไม่ถูกต้อง รูปกราฟดิสก์ยังแสดงชัดว่าแต่ละ Volume ใช้ Partition ประเภทไหน
Ubuntu Linux Disk Utility
ใน Ubuntu Linux Disk management utility เรียกว่า Disks เหมือน Windows utility ให้ Visual breakdown ชัดเจนของ Physical drives และ Volumes ที่อยู่บนมัน
จัดการ Volumes และ Partitions ได้ที่นี่ แต่จำไว้ว่า Linux มี Default partitions ซับซ้อนกว่า Windows เช่น Swap partition ใช้เป็น RAM swap space ส่วน Windows ใช้ไฟล์บน Partition ที่มีอยู่
จริงๆ แล้ว ควรไม่ลบ Partition เว้นแต่รู้ว่าปลอดภัย บน Linux จริงขึ้นอีกสองเท่า
macOS Disk Utility
macOS Disk Utility ไม่คับคั่งข้อมูลเท่า OS อื่น แต่มีฟังก์ชันสำคัญที่สุด สำหรับ Setup หรือปรับโครงสร้างดิสก์
วิธีเปิด Disk Utility ง่ายที่สุด ใช้ Spotlight Search กด Command + Space พิมพ์ Disk Utility กด Enter
จะแสดงดิสก์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับ Mac และโครงสร้างของมัน จำไว้ว่า macOS ไม่เข้าใจบางรูปแบบไฟล์ เช่น NTFS โดยไม่มีซอฟต์แวร์ภายนอกพิเศษ
ใช้ความระมัดระวัง!
หลังเรียนรู้ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยว Partition, Volumes, Logical drives มีอีกอย่างที่ควรระวัง การเล่นกับ Partition และโครงสร้างไดรฟ์ อาจทำลายข้อมูลได้ง่าย เวลาที่ปลอดภัยที่สุดในการทำงานกับ Partition คือ ตอนไดรฟ์ว่างเปล่า และทำ Initial setup
แม้สามารถสร้าง Partition หรือ ปรับเปลี่ยน ลบ และ Resize บนไดรฟ์ที่ใช้งานอยู่ได้ ควรไม่ทำ หากไม่ได้ Backup ข้อมูลที่ไม่ยอมเสีย
