7.3.1 恐怖の 1024 シリンダ制限と BIOS LBA の作用

起動プロセスの最初の部分は、すべて BIOS によって実現されています。 (BIOS とは、コンピュータのためのスタートアップコードを提供する、 システムマザーボードに載っているソフトウェアチップのことです)。 そのため、この最初のプロセスは BIOS インタフェースによって制限を受けます。

このプロセスの間、ハードディスクを読み込むために使用された BIOS インタフェース (INT 13H、Subfunction 2) は、 シリンダ番号へ 10 ビット、ヘッド番号へ 8 ビット、 セクタ番号へ 6 ビット割り当てます。 これがこのインタフェースを使う場合 (例 … ハードディスクの MBR から呼び出されるブートマネージャや、 起動セクタから呼び出される OS ローダーなど) に次のような制限を与えるのです:

さて、容量の大きなハードディスクには多くのシリンダがありますが、 ヘッドは多数ありません。 そのため、大容量のハードディスクにおいては、 シリンダ数が 1024 を越えます。 このことや BIOS インタフェースを考慮すると、 ハードディスクのどこからでも起動できるとは限らないのです。 すべての起動可能なパーティションの起動セクタから呼び出されるブートマネージャや OS ローダーは 1024 シリンダより下のシリンダに存在しなければなりません。 実際に、お使いのハードディスクが典型的なものでヘッドが 16 であれば、 次のようになります:

これが、よく言われる 528MB 制限です。

インストールとパーティションのWindows XPへの方法

ここが BIOS LBA (Logical Block Addressing) が入ってくるところです。 BIOS LBA はシリンダを再定義することにより、 BIOS API を呼び出すコードが BIOS インタフェース経由で 1024 シリンダ より上の物理シリンダにアクセスするようにします。 つまり、BIOS を通して見る場合に、実際より少ないシリンダ数、 多いヘッド数として扱われるようにシリンダ数、 ヘッド数を再マップしてくれるのです。 言い替えれば、シリンダ数とヘッド数のバランスを変更することで、 ハードディスクが相対的にヘッドが少なく、 シリンダが多くなるということを利用することにより、 双方の数が上記に述べられている制限 (1024 シリンダ、256 ヘッド) を越えないと言うことになります。

BIOS LBA を用いることで、 ハードディスク容量の制限が仮想的になくなりました (まぁ、8GB まで上がったと言うところでしょうか)。 LBA BIOS を使用している場合は、FreeBSD または 他の OS をどこにでも載せることができ、 1024 のシリンダ制限に引っかかることもありません。

1.6GB Western Digital を再度例として考えてみましょう。 物理的なジオメトリは、次のとおりです:

しかしながら、BIOS LBA は次のように再マッピングを行います:

実際には同じサイズのディスクなのですが、 シリンダとヘッドの計算は BIOS API の範囲内で行われます (偶然にも、私のハードディスクの一つには、 Linux と FreeBSD が物理的なシリンダ 1024 番目より上に載っています。 これらのOS が問題なく起動するのも、BIOS LBA のおかげなのです)。