在你新买了一个U盘并接着插入电脑后,再复制一个大文件(例如ISO镜像文件、电影视频或压缩包等)超过4GB时,它会有一个类似下图的提示:
在这个提示能看出,它直接是阻止你往U盘里面复制过大文件的操作。这时若你上网查找后就能知道是一个叫“FAT32”文件系统导致的,并知道将U盘格式化为“NTFS”后即可解决大文件复制限制的问题。
但为什么U盘里会有这样的单个文件不超过4GB的设定,一旦超过就会出现报错呢?虽然换一个文件系统就能解决,但其中的具体原因就不了解了。下面将聊一聊,是因为什么才会出现的。
U盘会有单个文件不超过4GB的设定原因分析因
关于现在的FAT32文件系统,它的前身是FAT16。FAT32 文件系统于 1996 年推出,并往后替代了FAT16 ,它设计时存储设备容量较小(如软盘),4GB 被视为足够大的上限。随着 Windows XP 系统的普及,FAT32 成为默认文件系统,并被广泛用于 U 盘,因此这一限制延续至今。
当然要说到详细一点,就不得不提到它的背景:FAT 文件系统由微软员工 Marc B. McDonald 于 1977 年开发,从 FAT8 逐步升级到 FAT32。在 Windows XP 时代,FAT32 成为主流,因为其兼容性强且免费。尽管微软后来推出了 NTFS 和 exFAT 以解决大文件问题,但 NTFS 在企业环境外普及率低,而 exFAT 的专利费问题导致厂商不愿采用,也就默认使用起了FAT32。
到后面有人“误传”FAT32 的 4GB U 盘是本身自带的限制不允许修改,但实际确实源于文件系统的历史惯性原因才这样的。因此这4GB限制并非源于 U 盘本身的硬件特性的设定,而是主要与文件系统的设计有关而已。
它还跟什么有关?
除了上面提到是因为文件系统历史原因外,还有与其它因素有关,毕竟能用到至今还是有一定道理的。下面将分4点来进行介绍:
(1)文件系统设计上的限制
U 盘默认使用的是 FAT32 文件系统,其技术架构限制了单个文件大小不能超过 4GB。这是因为 FAT32 使用 4 字节(32 位)来表示文件大小,最大值为2^32 - 1 = 4,294,967,295 字节(约 4GB 减去 1 字节),这与计算机的二进制存储机制相关,类似于 32 位系统的内存限制。
如果文件超过此大小,系统会报错“文件过大”或“目标文件系统不支持”,是无法处理更大的文件的。当然若U 盘格式化为 NTFS 或 exFAT,就能支持单个文件高达 2TB 或更大的大小,只是就要看你当前U盘的容量大小了。
(2)出于兼容性的考虑
FAT32 具有广泛的跨平台兼容性,支持 Windows、Mac、Linux、电视、相机等多种设备和旧操作系统(如 Windows 98/XP)。但其中NTFS 在手机、平板或相机上可能不被支持,而 exFAT 在旧系统如 Windows XP 上需额外补丁。
因此,综合不同设备上兼容性方面,通过限制文件大小可确保文件在不同设备上可读,避免因大文件导致出现不兼容问题。但这也意味着,当尝试复制大型文件(如高清视频或游戏安装包)时,会遇到文件系统格式的限制而无法进行复制。
(3)厂商们的默认设置
U 盘出厂时通常被格式化为 FAT32,因为它是免费、稳定且兼容性高的文件系统。相比之下,支持大文件的 exFAT 就额外需要支付专利授权费,而 NTFS 在非 Windows 设备上兼容性较差,可能还会出现不被识别的情况。因此厂商优先选择 FAT32 以降低成本并确保通用性。
因此厂商选择 FAT32 可确保 U 盘“即插即用”于任何设备,这样下来不仅成本得到有效控制,还能避免因为兼容问题被退货。
(4)数据传输和存储的便利性
较小的文件大小有助于提高复制、传输和备份速度,并减少文件损坏时的数据丢失风险。4GB设定的限制在早期被视为合理,因为大多数文件(如文档、图片)远远小于此设置的阈值,复制起来快速且高效。
另外,4GB 限制能加速小文件传输之余,也能简化错误恢复。即是当你U盘出现一些错误问题时,这个限制能修复途中减少恢复过程的时间。
总结
说起来,U 盘它单个文件不能超过 4GB 的设定,本质上是 FAT32 文件系统的技术限制所致,而非 U 盘硬件的缺陷问题。在现在日常使用来看,虽然 NTFS 和 exFAT 可支持更大文件复制,但 FAT32 的普及度和兼容性优势使其仍是 U 盘出厂默认格式。
当然,这个限制其实也并非是坏事,而且也有它的重要意义。只是就需要结合U盘的实际容量和使用需求来取舍:平常没什么太大的单个文件,单纯通过容量来存放更多文件的话,FAT32是个不错的选择;而有很多单个大文件需要存放的话,则NTFS和ExFAT更合适。而且,若你有别的需要或不同的场景,也可以自行将U盘格式化为 FAT32、NTFS 和 exFAT 之间来切换使用,前提先备份当前数据。