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[原创] 全球首发!【技术实战】在exFAT分区中安装并启动Windows系统

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发表于 2017-6-12 19:42:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 朱玛12345678 于 2020-8-7 15:58 编辑
你知道吗?早在遥远的2010年,微软就已经引入exFAT启动了。
早期的时候微软只将exFAT文件系统应用于数据存储卷,后来随着Windows 8操作系统在启动技术的革新上为其带来了可启动exFAT卷特性使引导系统成为了可能。

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分区预览截图
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和Linux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2016年及以前生产的电脑优先使用Legacy引导,2017年及以后生产的电脑优先使用UEFI引导,旧电脑UEFI引导启动时间普遍会比BIOS略长(新电脑则会正好相反,对于处在临界点的电脑需要自行测试才能确定结果),如果要使用UEFI引导建议关闭安全启动(虽然不关也能完成启动,但会显著降低启动效率)。
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 ... 14354&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 ... 09768&mobile=no
对于FAT12/16/32文件系统启动各版本Windows系统可参考此帖:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... 14470&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(适用于Win8 RTM到Win10 v1909,对于Win10 v2004及更高版本的系统则不再需要替换驱动),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 ... 14353&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?m ... 15255&mobile=no
对于基于ARM32平台的Windows RT系统请使用专用驱动:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... 20563&mobile=no
对于Windows PE系统盘X盘使用exFAT文件系统,请参考此教程:http://bbs.wuyou.net/forum.php?m ... 21466&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: 753)

评分

参与人数 29无忧币 +114 收起 理由
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lookerJ + 5 犀利了,前来支持一下
chiachia + 5 很给你,系统盘下面pagefile.sys这个文件可.
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9zhmke + 5 测试大师
bg888 + 5 赞一个!今晚俺测试下10
caterpillar + 5 很喜欢你的2016.4.4的Win7系统,期待更新^^
kcyou + 5 欢迎继续打微软脸
dafs + 5 鼓励探索,支持
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20090101 + 5 很给力!

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 楼主| 发表于 2018-12-27 02:43:54 | 显示全部楼层
补充:顺便测试了通过触发exFAT写保护卷处于只读状态时系统还能启动到桌面也没报错,系统中的一些程序也能正常打开,说明Windows是可以在只读介质或分区中运行的,只不过在重启后和RAMOS一样所有的设置都不会保存。
截图20181227021603.jpg
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 楼主| 发表于 2017-6-12 19:43:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 朱玛12345678 于 2019-6-22 21:03 编辑

注意不要将原版系统直接安装到exFAT分区中,否则如图系统会卡在OOBE界面报错无法完成初始化。
截图20190622194652.jpg

如果一定要直接安装到exFAT分区中的话,则必须要通过修改注册表键值的方式来跳过OOBE阶段。但无特殊情况强烈不建议这么做,这样会影响系统的完整性。
NT6+系统跳过OOBE的操作方法:
如图当弹出“Windows无法完成系统配置”对话框时,按下“Shift+F10”键可快速打开CMD命令提示符,输入“regedit”不含引号后按下“Enter回车键”打开注册表编辑器,对于有些版本的系统在OOBE界面不显示鼠标指针那就只能盲点了。
截图20190622194427.jpg
如图依次展开定位到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Setup”项,将下图所有的“REG_DWORD”类型键值逐个“双击”打开编辑框全部输入“0”并点击“确定”按钮完成修改。
截图20190622195202.jpg
如图回到“命令提示符”窗口中注意空格输入“net user Administrator /active:yes”不含引号并“回车”提示命令成功完成,此时可在“安装Windows”报错对话框中点击“确定”按钮重启系统即可成功跳过OOBE。
截图20190622200047.jpg
如果后面启动时卡住了可尝试多重启几次可能会解决

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这篇文章写得不错,真是受教了  详情 回复 发表于 2019-11-4 13:16
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发表于 2017-6-12 19:59:44 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 窄口牛 于 2017-6-12 20:19 编辑

很有搞头
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发表于 2017-6-12 20:24:37 来自手机 | 显示全部楼层
正式版是否支持,比如Win8.1 update3

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尚未测试  详情 回复 发表于 2017-6-12 20:28

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参与人数 1无忧币 +5 收起 理由
朱玛12345678 + 5 已测试可以支持,但默认启动时间非常长。

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 楼主| 发表于 2017-6-12 20:28:03 | 显示全部楼层
nttwqz 发表于 2017-6-12 20:24
正式版是否支持,比如Win8.1 update3

尚未测试
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发表于 2017-6-12 20:43:13 | 显示全部楼层

好方法 好效果 应再作长期实验 更上壹层楼去哦

本帖最后由 大悍虎 于 2017-6-12 21:07 编辑

这是::壹个有标志模型式普遍实用式好消息啊——对载装SSD盘的微软操作系统——exFAT格式文件能较大提高固盘寿命哦——

看到::微软系统部署运载方式依赖NTFS文件格式——绕开微软部署模式才能用exFAT文件格式

想到::比照此法——会写者——可以作个[模型工具式exFAT系统文件格式安装微软系统工具]   ——安装工具软件——

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嗯,你说的没错,不过SSD有缓存影响不算很大,但我更关心NTFS日志对磁盘空间占用大问题,毕竟SSD的存储空间很宝贵,能省就省一些。 微软是人为地限制了在Setup不能安装到非NTFS分区中,系统并非真的只能在NTFS中运  详情 回复 发表于 2017-6-12 22:17
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发表于 2017-6-12 21:09:27 | 显示全部楼层
支持楼主,7 xp 能行吗

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这个我有空再测试一下。 XP没有原生exFAT的支持,应该不行吧。 WIN7的话理论上倒是可以,但可能需要修改某些系统文件才能启动。  详情 回复 发表于 2017-6-12 22:27
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 楼主| 发表于 2017-6-12 22:17:59 | 显示全部楼层
大悍虎 发表于 2017-6-12 20:43
这是::壹个有标志模型式普遍实用式好消息啊——对载装SSD盘的微软操作系统——exFAT格式文件能较大提高固 ...

嗯,你说的没错,不过SSD有缓存影响不算很大,但我更关心NTFS日志对磁盘空间占用大问题,毕竟SSD的存储空间很宝贵,能省就省一些。
微软是人为地限制了在Setup不能安装到非NTFS分区中,系统并非真的只能在NTFS中运行。
这个可以有,不过目前研究的深度还不够,需要完全研究透才可以正式制作并使用。
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 楼主| 发表于 2017-6-12 22:27:47 | 显示全部楼层
diskmans 发表于 2017-6-12 21:09
支持楼主,7 xp 能行吗

这个我有空再测试一下。
XP没有原生exFAT的支持,应该不行吧。
WIN7的话理论上倒是可以,但可能需要修改某些系统文件才能启动。

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WBM(Bootmgr)属于外部引导启动程序不同版本的NT6.X都是可以共用的,可以替换不会影响系统启动;WLD(Winload)属于系统内部启动程序不同版本的NT6.X都是互不兼容的,强行替换系统崩溃无法启动。  发表于 2018-12-23 23:35
经过测试确定Win7也不支持在exFAT分区中运行,原因是exFAT启动系统需要Bootmgr和Winload的支持,两者缺一不可。 WIN7的Bootmgr不支持读取exFAT可以用WIN8的Bootmgr替换解决,但WIN7的Winload不支持读取exFAT就无解。  发表于 2018-12-23 23:24
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发表于 2017-6-12 22:57:56 来自手机 | 显示全部楼层
我觉得平常还是NTFS比较好,Win7以上系统用exFat的话,降低了系统安全

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只能看个人喜好和需求了。 要么选择系统安全放弃权限自由,要么选择权限自由放弃系统安全。 这个也没有办法,毕竟鱼和熊掌不可兼得。。  详情 回复 发表于 2017-6-12 23:08
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 楼主| 发表于 2017-6-12 23:08:06 | 显示全部楼层
nttwqz 发表于 2017-6-12 22:57
我觉得平常还是NTFS比较好,Win7以上系统用exFat的话,降低了系统安全

只能看个人喜好和需求了。
要么选择系统安全放弃权限自由,要么选择权限自由放弃系统安全。
这个也没有办法,毕竟鱼和熊掌不可兼得。。

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个人还是特别不推荐非主流文件系统,exFAT在XP上可能还要安装补丁,如果优盘采用,插个优盘还得安装补丁岂不是很坑,所以,我在任何场合都不采用exFAT  详情 回复 发表于 2017-6-13 13:23
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发表于 2017-6-12 23:54:36 | 显示全部楼层
感谢分享,试了一下win7x64不成功

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win8,8.1,10开始原生支持,早期的系统不支持  详情 回复 发表于 2017-6-14 10:23
今天我也测试过了,Windows启动管理器直接报SYSTEM注册表错误,目测要改注册表和系统文件才可以。  详情 回复 发表于 2017-6-13 18:10
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发表于 2017-6-13 00:34:49 | 显示全部楼层
敢于尝试才能有新发现

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哈哈,只要能想到就能去尝试  详情 回复 发表于 2017-6-13 18:12
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发表于 2017-6-13 00:44:59 | 显示全部楼层
Win7 和 XP 的 PE,也可打包为 WIM,然后启动。XP 直接是不行的啦,可能好像要 GRLDR。

点评

PE当然是要打包成WIM启动的,否则就不是加载到RAM运行啦。 另外你该不会说的是怎么把PE的X盘的文件系统改成exFAT吧?  详情 回复 发表于 2017-6-13 18:16
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发表于 2017-6-13 09:12:56 | 显示全部楼层
我做U盘都是EXFAT分区,用BOOTICE添加MBR和PBR,WIN7、8PE都行。

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PE.WIM并不受分区文件系统的影响,只要引导文件能够读取该文件系统就可以。  详情 回复 发表于 2017-6-13 18:19
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发表于 2017-6-13 10:29:45 | 显示全部楼层
这个原理和fat32上安装类似吧,直接把GHO文件恢复后修复下引导就有可能使用,但以前用Fat32时文件系统经常出错,NTFS后已经很少了。

点评

差不多,只要绕过微软的Setup安装。 FAT32没试过,我的测试分区大小太大了,无法格式化为FAT32。 另外FAT32也不支持大于4G单文件,系统尝试放大于4G单文件是肯定会报错。  详情 回复 发表于 2017-6-13 18:27
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发表于 2017-6-13 13:23:50 | 显示全部楼层
朱玛12345678 发表于 2017-6-12 23:08
只能看个人喜好和需求了。
要么选择系统安全放弃权限自由,要么选择权限自由放弃系统安全。
这个也没有 ...

个人还是特别不推荐非主流文件系统,exFAT在XP上可能还要安装补丁,如果优盘采用,插个优盘还得安装补丁岂不是很坑,所以,我在任何场合都不采用exFAT

点评

在硬盘上用exFAT的确实很少,不过U盘上用exFAT的远比NTFS多得多(当然默认FAT32的最多)。 话说现在除了一些单位,个人用XP的已经很少了吧,也基本都是用WIN7和WIN10了,就算真遇到没打补丁的XP,打个小补丁不算很难  详情 回复 发表于 2017-6-13 18:45
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 楼主| 发表于 2017-6-13 18:10:17 | 显示全部楼层
chshrm 发表于 2017-6-12 23:54
感谢分享,试了一下win7x64不成功

今天我也测试过了,Windows启动管理器直接报SYSTEM注册表错误,目测要改注册表和系统文件才可以。
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 楼主| 发表于 2017-6-13 18:12:58 | 显示全部楼层
wdtx 发表于 2017-6-13 00:34
敢于尝试才能有新发现

哈哈,只要能想到就能去尝试
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 楼主| 发表于 2017-6-13 18:16:46 | 显示全部楼层
BestMiniPE 发表于 2017-6-13 00:44
Win7 和 XP 的 PE,也可打包为 WIM,然后启动。XP 直接是不行的啦,可能好像要 GRLDR。

PE当然是要打包成WIM启动的,否则就不是加载到RAM运行啦。
另外你该不会说的是怎么把PE的X盘的文件系统改成exFAT吧?
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 楼主| 发表于 2017-6-13 18:19:23 | 显示全部楼层
yunzhang 发表于 2017-6-13 09:12
我做U盘都是EXFAT分区,用BOOTICE添加MBR和PBR,WIN7、8PE都行。

PE.WIM并不受分区文件系统的影响,只要引导文件能够读取该文件系统就可以。
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 楼主| 发表于 2017-6-13 18:27:01 | 显示全部楼层
9zhmke 发表于 2017-6-13 10:29
这个原理和fat32上安装类似吧,直接把GHO文件恢复后修复下引导就有可能使用,但以前用Fat32时文件系统经常 ...

差不多,只要绕过微软的Setup安装。
FAT32没试过,我的测试分区大小太大了,无法格式化为FAT32。
另外FAT32也不支持大于4G单文件,系统尝试放大于4G单文件是肯定会报错。
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 楼主| 发表于 2017-6-13 18:45:15 | 显示全部楼层
nttwqz 发表于 2017-6-13 13:23
个人还是特别不推荐非主流文件系统,exFAT在XP上可能还要安装补丁,如果优盘采用,插个优盘还得安装补丁 ...

在硬盘上用exFAT的确实很少,不过U盘上用exFAT的远比NTFS多得多(当然默认FAT32的最多)。
话说现在除了一些单位,个人用XP的已经很少了吧,也基本都是用WIN7和WIN10了,就算真遇到没打补丁的XP,打个小补丁不算很难吧。
其实没有必要这么绝对,毕竟时代在进步,也应该合理地去接受新的东西。
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发表于 2017-6-13 23:50:03 | 显示全部楼层
测试,win10 14393 LTSB X64 启动完美失败

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我后来试了Windows 10 64位专业版 15063,倒是没有卡在开机动画不动,直接报exfat.sys数字签名错误,目测要破解系统文件。 至于这个问题我会继续再研究的  详情 回复 发表于 2017-6-14 19:41
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发表于 2017-6-14 06:46:39 来自手机 | 显示全部楼层
当然要用第三方引导,避开bootmgr

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这个倒可以测试一下,虽然我测试的时候用的是Bootmgr引导WIN8 RP可以成功启动。  详情 回复 发表于 2017-6-14 19:43
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发表于 2017-6-14 10:17:10 | 显示全部楼层
读写性能上有没有区别呢?

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读写速度肯定比FAT32快,和NTFS几乎没有什么区别。(这个你可以百度:文件系统是否对固态硬盘性能有影响,网上有相关评测。) 我用exFAT主要是因为它没有NTFS的权限管理机制,也没有NTFS的分区日志。 另外我不用FA  详情 回复 发表于 2017-6-14 19:49
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发表于 2017-6-14 10:23:04 | 显示全部楼层
chshrm 发表于 2017-6-12 23:54
感谢分享,试了一下win7x64不成功

win8,8.1,10开始原生支持,早期的系统不支持
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发表于 2017-6-14 11:04:38 | 显示全部楼层
作为技术探讨,很不错!
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 楼主| 发表于 2017-6-14 19:41:52 | 显示全部楼层
419788808 发表于 2017-6-13 23:50
测试,win10 14393 LTSB X64 启动完美失败

我后来试了Windows 10 64位专业版 15063,倒是没有卡在开机动画不动,直接报exfat.sys数字签名错误,目测要破解系统文件。
至于这个问题我会继续再研究的
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 楼主| 发表于 2017-6-14 19:43:18 | 显示全部楼层
窄口牛 发表于 2017-6-14 06:46
当然要用第三方引导,避开bootmgr

这个倒可以测试一下,虽然我测试的时候用的是Bootmgr引导WIN8 RP可以成功启动。
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