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如何在 ReFS 分割槽中安裝並啟動 Windows 系統

還記得兩年前我曾在 IT 之家首次公開發表過的《在 exFAT 分割槽中安裝並啟動 Windows 系統》這篇文章嗎?

隨著 Windows Server 2022 RTM 版本的到來,ReFS 不能用作系統盤執行 Windows 的歷史已經過去。不過因為目前在所有能支援 ReFS 引導的系統中只有 Windows Server 2022 抵達了 RTM 階段,所以本次教程的釋出也僅以 Windows Server 2022 Build 20348 正式版進行實戰操作測試。

ReFS 啟動 Windows Server 2022 預覽截圖:

當然將來我也會長期持續更新補充這個連微軟官方都從未提及的隱藏功能,針對未來版本的 Windows 進一步地開發並幫助你們解決將 ReFS 作為系統盤執行系統時遇到的其他小問題。就像之前那樣現在我也決定再次全網首發完整的超詳細圖文安裝教程,那麼就讓我們一起為下一代 Windows 檔案系統見證新的未來吧。

復原檔案系統(ReFS)概述

ReFS 是微軟公司開發的最新檔案系統,作為 NTFS 的下一代繼任者,ReFS 最初伴隨 Windows Server 2012 一併引入,它旨在解決不斷擴大的海量資料儲存需求併為將來的儲存技術革新奠定基礎。

其中 ReFS 檔案系統的主要優勢有:點選檢視

當前已知 ReFS 各版本號與 Windows 版本之間的相容性彙總表:

ReFS 所帶來的新功能與特性:

  • 支援超大規模的卷容量(1YB)和單檔案(16EB)以及檔案目錄數(2^64),在保證高可擴充套件性的同時不會對其效能有負面影響

  • 保留並加強日誌檔案記錄,並通過獨立儲存 64 位元資料校驗和最大限度保證檔案系統的健壯性

  • 同時針對 NVMe 固態硬碟和 SMR 機械硬碟雙優化,大幅提高硬碟 IO 效能

  • 根據 SSD 和 HDD 不同儲存結構智慧調整資料分配策略,延長其使用壽命

  • 主動驗證資料完整性,可自動更正錯誤無需手動執行 Chkdsk 停機維護

  • RefsUtil 可對嚴重損壞的 ReFS 卷提供資料打撈以恢復丟失的資料

  • 無縫整合並提供儲存空間直通實時層優化

  • 增強 RAID 映象模式下資料的可修復性

  • 優化共享儲存池的容錯性和負載平衡

  • 提供儲存池映象加速奇偶校驗

  • 提供彈性冗餘機制防止位衰減

  • 提供虛擬機器 .VHD(X) 效能優化

  • 支援寫入時複製(COW)

  • 支援檔案 Ghosting

  • 支援完整性流

  • 支援稀疏 VDL

  • 支援塊克隆

  • 支援流快照

以上是截至當前最新的 ReFS 3.7 版本相對於 NTFS 的已知新功能列表,未來在隨著 ReFS 版本的不斷升級的同時還會引入更多新功能。

ReFS 計劃在未來新增的功能:

  • EFS 加密

以上功能仍處於開發階段尚未完成,將在未來的 ReFS 版本更新中提供支援。

ReFS 中已刪除或降級的功能:

  • 不再支援 NTFS 的 8.3 短檔名,徹底不相容 MS-DOS 作業系統

  • 不再支援 exFAT 的 TFAT 被動保護機制,已被更強大的主動資料糾錯所取代

以上則是從 ReFS 1.1 初始版本就已經永久移除的功能,並且不會隨著將來 ReFS 版本的升級再次引入。

注意事項:

  • ReFS 安裝並啟動 Windows 系統建議配合 NVMe 固態硬碟或 SMR 機械硬碟等儲存介質使用,對於可移動儲存裝置除非特別有需要否則並不推薦。

  • 相對於幾乎無人為限制的 exFAT 啟動,微軟對 ReFS 啟動施加了更為嚴格的人為限制:

  • ReFS 啟動僅支援 Windows 10 Build 20185 及更高版本的系統,低於此版本的系統不支援 ReFS 啟動不用再去試了。

  • 目前 ReFS 只支援 UEFI 引導,Legacy 引導不受支援。

  • 目前只有 64 位版本的系統才能從 ReFS 分割槽中啟動,32 位版本的系統則不支援。

  • 目前可引導特性僅支援 Windows 10 的 ReFS v3,不支援 Windows 8 的 ReFS v1。

  • 受技術限制,目前暫不支援 ReFS 單分割槽引導,必須通過單獨的 ESP 分割槽(如果 UEFI BIOS 已內建相應 DXE 驅動支援則可用 NTFS 或 exFAT 格式化,否則僅限使用 FAT12/16/32 格式化)來載入 bootx64.efi 引導檔案,如果要自行為 UEFI 韌體新增 NTFS UEFI 和 exFAT UEFI 啟動支援可檢視文末參考資料。

  • 由於 ReFS 嚴格區分版本號並且存在坑人的自動升級版本機制,因此在使用 ReFS 時需要特別留意版本相容性問題,對於如何檢視 ReFS 版本號可檢視文末參考資料。

  • 為保證使用便利性,建議以標準模式安裝系統,如果要使用 VHD(X) 模式安裝系統可檢視文末參考資料。

  • 對於啟動 ReFS 分割槽上的 WinPE.WIM 系統映像,可檢視文末參考資料。

  • 對於 Windows PE 系統盤 X 盤使用 ReFS 檔案系統,可檢視文末參考資料。

  • 對於在 Windows 10 v1709 及更高版本系統中如果不是用的專業工作站版和企業版 SKU,則需要替換檔案來恢復 ReFS 格式化選項,方法請檢視文末參考資料。

  • 如果要在 U 盤和 SD 卡等可移動磁碟裝置上使用 ReFS 檔案系統,需要安裝驅動解鎖人為限制,方法請檢視文末參考資料。

  • 如果要在 Windows 7 等舊系統中使用 ReFS 分割槽,可以安裝驅動提供讀寫支援,方法請檢視文末參考資料。

安裝思路

由於微軟的 Sysprep 一直都存在一個 Bug,因此原版系統直接安裝到 ReFS 分割槽在啟動時會卡在系統 OOBE 介面報錯無法完成初始化。

而正確的安裝方法是先在 NTFS 分割槽中安裝好系統並手動完成 OOBE 初始化階段進入桌面再匯入禁止系統自動升級 ReFS 版本號的登錄檔,然後在 WinPE 下將整個系統打包備份為 WIM 或 ESD 檔案後(不能使用 GHOST)再解壓釋放到 exFAT 分割槽中啟動做中轉確認沒有問題,最後重新在 WinPE 下將整個系統打包備份為 WIM 或 ESD 檔案後(不能使用 GHOST)再解壓釋放到 ReFS 分割槽中啟動即可。

如果簡單點描述則是:先用 NTFS 裝好系統→PE 裡備份為 WIM→格式化系統盤為 exFAT→還原 WIM 測試 exFAT 啟動→再到 PE 下備份為 WIM→格式化系統盤為 ReFS→還原 WIM 測試 ReFS 啟動→完成

對於已經在 exFAT 分割槽安裝好且現有能用的系統,可以直接在 WinPE 下備份 WIM/ESD 後將原 exFAT 卷格式化為 ReFS 再釋放系統檔案即可測試啟動,如果遇到了問題也可以手動完全還原回測試之前的狀態。

因為目前在 ReFS v3 這個大版本中總共存在多達 8 個不同的小版本,所以根據不同版本號的功能差異當前也就有了兩種安裝方案:

  • 我們根據是否支援硬連結這一特性將其歸為兩組,其中不支援硬連結特性的 ReFS v3.0 至 3.4 這 5 個版本將歸為第一組,而支援硬連結特性的 ReFS v3.5 至 3.7 這 3 個版本將歸為第二組。注意硬連結支援僅對新格式化的 ReFS v3.5 或更高版本的卷提供,如果是從 ReFS v3.4 或更低版本升級上去的卷則不能使用硬連結。

  • 如果使用的是第一組 ReFS 版本則必須要通過 exFAT 做一次中轉處理來解除不支援的硬連結,否則在釋放映像時就會報錯無法繼續,但優點是低版本的 ReFS v3.0 相容性相對較好,可以被 Windows 10 內部版本 10586 或更高版本的系統所識別;如果使用的是第二組 ReFS 版本則無需通過 exFAT 做中轉處理,但缺點是高版本的 ReFS v3.7 相容性會比較差,無法被 Windows 10 內部版本 19044 或更低版本的系統所識別,本篇教程則選用 ReFS 3.0 版本安裝 Server 2022 系統為基準進行實戰操作。

  • (其實只要能學會用操作複雜一些的 ReFS v3.0 安裝系統的話,那用操作簡單一些的 ReFS v3.7 安裝系統自然也就會了,不過也不排除未來的 ReFS v4 能夠無 Bug 地支援直接安裝系統而無需通過 NTFS 和 exFAT 做中轉處理,從而產生更簡單的第三種安裝方案。)

準備工具

  • 微 PE 工具箱(下載連結:點選下載

  • 一鍵禁止系統自動升級 ReFS 版本號 + Win10 v1511 解鎖 ReFS v3 格式化功能登錄檔(下載連結:騰訊微雲百度網盤

操作步驟

1. 下載要安裝的 Windows 系統映象,這裡以使用 Windows Server 2022 RTM 版本為例。

2. 實測此微軟官方直鏈使用 IDM 開 32 執行緒下載速度非常快,可以跑滿百兆寬頻,如果已經下載可跳過此步。

3. 下載 Windows PE 維護系統,這裡以使用微 PE 工具箱 v2.1 64 位版本為例。

4. 在微 PE 工具箱下載頁面裡先點選 “檢視 2.1 版本下載地址列表” 按鈕,再點選 “我已捐贈,繼續檢視下載地址” 按鈕即可顯示下載連結,如果已經下載可跳過此步。

5. 全部下載完成後會得到如圖三個檔案,注意不要把這些檔案放在系統盤(以下均簡寫為 C 盤)內。

6. 開啟你下載的 “WePE_64_V2.1.exe” 安裝包檔案,如果手頭有可用的 U 盤建議右下角點選安裝到 U 盤,沒有的直接安裝到硬碟即可,如果已經安裝到硬碟或製作過 U 盤啟動盤的可跳過此步。

製作啟動盤時可根據自己的需要調整方案和設定,如果沒有異議或看不懂的直接以預設方式一鍵安裝即可。

7. 在電腦開機時快速連按主機板的快捷啟動鍵顯示選擇帶有 U 盤名的啟動項並回車啟動,或者在硬碟開機啟動選單裡按下↑↓鍵選擇帶有 Windows PE 的啟動項並回車進入,如圖現在將進入 PE 桌面。

對於 U 盤啟動問題各主機板廠商預設的快捷鍵不同,具體請自行百度或者自己挨個試。

8. 開啟 PE 桌面上的 “微 PE 小助手”,檢視 “PE 啟動方式:” 一項是否顯示為 “UEFI” 啟動,如果不是請重啟並改用 UEFI 啟動 PE 系統,後面的 ReFS 啟動需要 UEFI 引導的支援。

對於已經使用 NTFS 檔案系統安裝好且現有能用的系統可跳過 9-15 步,直接從第 16 步開始操作;而對於已經使用 exFAT 檔案系統安裝好且現有能用的系統可跳過 9-26 步,直接從第 27 步開始操作。

9. 備份轉移好 “C 盤” 內重要檔案,然後執行 PE 桌面上的 “Windows 安裝器”,在 “選擇安裝驅動器的位置” 處確認選擇為 “C 盤”,點選右側的 "F" 按鈕開啟格式化視窗,確定 “檔案系統 (F)” 選擇為 “NTFS”,“分配單元大小 (A)” 選擇為 “4096 位元組”,點選 “開始 (S)” 格式化等待完成後再點選 “關閉 (C)” 按鈕。

10. 定位到 “選擇 Windows 安裝檔案的位置” 項點選 “搜尋...” 按鈕,在彈出視窗中找到你下載的 “cn_windows_server_2022_preview_x64_dvd_dd0914d8.iso” 系統映象檔案並點選 “開啟 (O)” 按鈕完成選擇,這時程式會自動將該.iso 映象快速掛載為虛擬光碟機並預設選中其中的 install.wim 映像。定位到 “選擇引導驅動器的位置” 項點選 “搜尋...” 按鈕將彈出選擇視窗,對於 UEFI+GPT 組合需找到 “除系統盤之外的首個 ESP 分割槽”(執行 WinNTSetup 後自動掛載出來的隱藏分割槽,通常會掛載為 Z 盤) 並點選 “選擇資料夾” 按鈕完成選擇;對於 UEFI+MBR 組合需找到 “除系統盤之外的首個活動分割槽”(注意這個分割槽必須要用此裝置的 UEFI 韌體所能支援的檔案系統型別,大多數主機板只支援 FAT12/16/32 的 UEFI 引導,極少數主機板能額外支援 NTFS 和 exFAT 的 UEFI 引導,如果不能確定是否支援請直接使用 FAT32 格式化即可)並點選 “選擇資料夾” 按鈕完成選擇。定位到 “選擇安裝驅動器的位置” 項點選 “搜尋...” 按鈕,在彈出視窗中找到 “C 盤” 並點選 “選擇資料夾” 按鈕完成選擇。在選項區域中點選 “版本:” 下拉選單根據需要自行選擇,這裡將以第 4 卷 “Windows Server 2022 Datacenter (桌面體驗)” 為例,選擇好後如果檢查了沒有問題就點選 “安裝” 按鈕繼續下一步操作。

對於 “調整>>>” 等其他選項懂的可以自行設定,不懂的則不要設定。

11. 如圖將彈出 “就緒?” 提示框,此時無特殊情況一般不修改設定直接點選 “確定” 按鈕即可。

12. 請耐心等待 “正在應用 Windows 映像” 綠色進度條走滿,此步所需時間視電腦配置高低而定。

13. 當彈出 “完成!” 提示框時直接點選 “重啟” 按鈕即可,如果此時系統不能重啟請手動開啟 “開始選單” 並點選 “重啟” 按鈕完成重啟操作。

記得拔出 U 盤等不必要的裝置~~

14. 請耐心等待系統 OOBE 階段初始化完成,並自行完成進入桌面之前的配置工作。

15. 當成功進入系統桌面後我強烈建議在這期間先自行優化一些系統設定(如 WU 打齊更新補丁和預先安裝好各執行庫以及個人常用軟體等),然後再繼續進行下一步操作。

16. 在此 Server 2022 系統中雙擊開啟 “一鍵禁止系統自動升級 ReFS 版本號 + Win10v1511 解鎖 ReFSv3 格式化功能.reg” 登錄檔檔案並匯入,操作完成後方可重啟再次進入 WinPE 系統。

注意此操作為核心步驟必做,否則到時候啟動 ReFS 分割槽裡的系統會觸發版本號自動升級的嚴重 Bug 導致 Windows 立即藍屏宕機同時使檔案系統徹底損壞並丟失全部資料。

17. 進入 PE 系統後點擊並開啟 開始選單→所有程式→備份還原→WIM 映像處理工具

這裡以使用 WimTool 為例,對於處理 WIM/ESD 檔案也可以使用 Dism 或 Dism++ 等工具完成操作。

18. 點選 “新制和追加” 選項卡,在 “選擇要製作成 WIM 映像的源目錄” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇 “整個 C 盤” 並點選 “確定” 按鈕。在 “選擇儲存 WIM 映像的檔名” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇點選 “除 C 盤外” 的其他盤可在任意目錄輸入自定義檔名並點選 “儲存” 按鈕。在選項 [1] 區域中的 “壓縮型別” 下拉選單選擇為 “最大壓縮”。在選項 [2] 區域中的四個 “文字框” 內可以自由設定備註資訊或者直接留空即可。選擇好後如果檢查了沒有問題就點選 “新建映像” 按鈕繼續下一步操作。

注意對於壓縮型別選項請根據實際情況量力而行,該操作對處理器的效能要求較高,如果電腦配置較低此項耗時會比較長,為保證最佳效率我個人推薦:酷睿 i9/i7 選擇最大壓縮;酷睿 i5/i3 選擇預設壓縮;奔騰 / 賽揚選擇沒有壓縮;其他 CPU 系列請根據實際效能自行做換算。

19. 請耐心等待 WIM 映像打包封裝完畢,此步所需時間視電腦配置高低而定。

20. 當綠色進度條為 “100%” 並在提示資訊框內顯示 “製作映像檔案:完成” 時即可進行下一步操作。

21. 點選並開啟 開始選單→命令提示符,注意空格輸入 “Format C: /FS:exFAT /Q/A:4096” 不包含引號並按下 Enter 回車鍵,當提示是否繼續格式化時按下 “Y” 鍵並回車,當提示設定卷標時可自行設定或直接回車留空,當提示格式化完成資訊後此時 C 盤已成功格式化為 exFAT 檔案系統。

這裡以系統自帶的 CMD 命令列將本地磁碟格式化為 exFAT 為例,對於此操作也可以直接使用 PE 桌面上的分割槽工具 DiskGenius 實現以 exFAT 檔案系統格式化硬碟,其中分配簇大小建議選擇為 4096 位元組。

22. 回到 WimTool,點選 “掛載和解開” 選項卡,在 “選擇要掛載或解開的 WIM 檔案” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇之前儲存好的 “WIM 映像檔案” 並點選 “開啟” 按鈕。在 “選擇掛載或解開的目標資料夾” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇 “整個 C 盤” 並點選 “確定” 按鈕。選擇好後如果檢查了沒有問題就點選 “解開映像” 按鈕繼續下一步操作。

23. 如圖所示如果彈出 “選擇是否繼續解開 WIM 映像” 對話方塊則點選 “是 (Y)” 按鈕以繼續操作。

24. 請耐心等待 WIM 映像解包釋放完畢,此步所需時間視電腦配置高低而定。

25. 當綠色進度條為 “100%” 並在提示資訊框內顯示 “解開映像檔案:完成” 時即可進行下一步操作。

26. 重啟耐心等待測試 exFAT 啟動 Server 2022 系統能否正常進入桌面,確定系統能夠正常啟動沒有問題方可重啟再次進入 WinPE 系統繼續下一步操作,如果系統不能正常啟動請先檢查之前的操作是否存在問題並做更正後再進行下一步。

27. 進入 PE 系統後點擊並開啟 開始選單→所有程式→備份還原→WIM 映像處理工具

點選 “新制和追加” 選項卡,在 “選擇要製作成 WIM 映像的源目錄” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇 “整個 C 盤” 並點選 “確定” 按鈕。在 “選擇儲存 WIM 映像的檔名” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇點選 “除 C 盤外” 的其他盤可在任意目錄輸入自定義檔名並點選 “儲存” 按鈕。在選項 [1] 區域中的 “壓縮型別” 下拉選單選擇為 “最大壓縮”。在選項 [2] 區域中的四個 “文字框” 內可以自由設定備註資訊或者直接留空即可。選擇好後如果檢查了沒有問題就點選 “新建映像” 按鈕繼續下一步操作。

注意對於壓縮型別選項請根據實際情況量力而行,該操作對處理器的效能要求較高,如果電腦配置較低此項耗時會比較長,為保證最佳效率我個人推薦:酷睿 i9/i7 選擇最大壓縮;酷睿 i5/i3 選擇預設壓縮;奔騰 / 賽揚選擇沒有壓縮;其他 CPU 系列請根據實際效能自行做換算。

28. 請耐心等待 WIM 映像打包封裝完畢,此步所需時間視電腦配置高低而定。

29. 當綠色進度條為 “100%” 並在提示資訊框內顯示 “製作映像檔案:完成” 時即可進行下一步操作。

30. 在此 Win10 v1511 PE 系統中雙擊開啟 “一鍵禁止系統自動升級 ReFS 版本號 + Win10v1511 解鎖 ReFSv3 格式化功能.reg” 登錄檔檔案並匯入,完成後方可進行下一步操作。

注意此操作為核心步驟必做,否則下面將只能選擇不可引導的 ReFS v1.2 格式化而無法選擇可引導的 ReFS v3.0 格式化。對於如何區分格式化時使用的是 Win8 的 ReFS v1 還是 Win10 的 ReFS v3,其方法為在 “分配單元大小” 處如果只有 “64 KB” 一個選項就是使用 ReFS v1 格式化的;如果至少有 “4096 位元組” 和 “64 KB” 兩個選項則是使用 ReFS v3 格式化的。

31. 開啟這臺電腦,在 “C 盤” 上右鍵並點選 “格式化 (A)...” 選項。

32. 彈出格式化視窗後,在 “檔案系統 (F)” 下拉選單中選擇為 “REFS”,“分配單元大小 (A)” 選擇為 “4096 位元組”,點選 “開始 (S)” 格式化等待完成後再點選 “關閉 (C)” 按鈕。

33. 回到 WimTool,點選 “掛載和解開” 選項卡,在 “選擇要掛載或解開的 WIM 檔案” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇之前儲存好的 “WIM 映像檔案” 並點選 “開啟” 按鈕。在 “選擇掛載或解開的目標資料夾” 處點選 “瀏覽” 按鈕,選擇 “整個 C 盤” 並點選 “確定” 按鈕。選擇好後如果檢查了沒有問題就點選 “解開映像” 按鈕繼續下一步操作。

34. 如圖所示如果彈出 “選擇是否繼續解開 WIM 映像” 對話方塊則點選 “是 (Y)” 按鈕以繼續操作。

35. 請耐心等待 WIM 映像解包釋放完畢,此步所需時間視電腦配置高低而定。

36. 當綠色進度條為 “100%” 並在提示資訊框內顯示 “解開映像檔案:完成” 時即可進行下一步操作。

37. 重啟測試等待系統成功啟動到桌面後開啟此電腦,右鍵 C 盤點選屬性,此時看到檔案系統為 ReFS,可使用 “fsutil fsinfo refsinfo c:” 命令列不包含引號檢視當前 ReFS 版本號,至此大功告成!

多版本系統測試啟動截圖:

ReFS 啟動 Win10 20185

ReFS 啟動 Win10 21390

ReFS+ 標準模式啟動 Server 2022

ReFS+VHDX 模式啟動 Server 2022

ReFS 啟動 Win11

ReFS+WIM 啟動 WinPE

更新 ReFS 系統盤相容性表格:

參考