FAT32最大支持多大的分区？

好的，咱们聊聊 FAT32 这个老伙计，它在文件系统界也算是个资深元老了。很多人可能对它不陌生，尤其是在早期的 Windows 系统和现在很多U盘、SD卡上还能看到它的身影。

说到 FAT32 能支持的最大分区有多大，这事儿得从几个层面来看，而且里面有些细节是需要掰开了揉碎了说的。

直接的答案是：FAT32 文件系统本身理论上最大可以管理 2TB（太字节）的空间。

但是！这里有个关键的“但是”—— 在实际使用中，尤其是 Windows 系统环境下，它能创建和识别的最大分区通常被限制在 32GB（吉字节）左右。

为什么会有这么大的差异呢？这得从 FAT32 的设计原理说起。

FAT32 的设计与局限

FAT32，全称 File Allocation Table 32。顾名思义，它用的是 32 位的文件分配表。这个文件分配表就像一本账本，记录着硬盘上每一个扇区（最小的存储单元）的使用情况。

簇（Cluster）的大小： FAT32 的核心在于它如何组织和分配存储空间，这主要通过“簇”来完成。一个簇可以包含一个或多个扇区，具体是几个扇区组成一个簇，是由分区的大小决定的。簇越大，能管理的扇区越多，但也会浪费空间（因为即使文件很小，也得占用一个完整的簇）。
扇区大小： 硬盘的扇区大小一般是 512 字节。
文件分配表条目： FAT32 的分配表里的每一个条目都是 32 位的。

理论上的 2TB 极限是怎么来的？

理论上，FAT32 文件系统的最大分区大小计算公式是：

最大分区大小 ≈ (2^32 1) 簇大小

这里有个关键点：当分区越来越大时，为了能管理更多的扇区，FAT32 会自动增大每个簇的大小。

假设一个扇区是 512 字节，我们先来看一些常见的簇大小和它们能支持的最大分区：

如果簇大小是 4KB (4096 字节)：
理论上最大分区 ≈ (2^32 1) 4KB ≈ 4GB 4KB ≈ 16GB。但这显然比我们知道的 32GB 要小。

如果簇大小是 8KB (8192 字节)：
理论上最大分区 ≈ (2^32 1) 8KB ≈ 4GB 8KB ≈ 32GB。

如果簇大小是 16KB (16384 字节)：
理论上最大分区 ≈ (2^32 1) 16KB ≈ 4GB 16KB ≈ 64GB。

如果簇大小是 32KB (32768 字节)：
理论上最大分区 ≈ (2^32 1) 32KB ≈ 4GB 32KB ≈ 128GB。

如果簇大小是 64KB (65536 字节)：
理论上最大分区 ≈ (2^32 1) 64KB ≈ 4GB 64KB ≈ 256GB。

FAT32 可以支持的簇大小范围很广，最大可以到 64KB。 如果按照最大的 64KB 簇来计算，理论上最大可以支持到 256GB。

那么 2TB 又是怎么来的呢？

这里涉及到一个更深层的技术限制： FAT32 使用的扇区地址是 32 位的，但文件分配表中的条目实际上指的是簇的编号。当分区非常大时，需要极大的簇来容纳所有扇区。在一些实现中，为了兼容性和避免复杂的计算，以及更重要的是，对扇区数的限制（可以被看作是理论上的 2^32 个扇区），如果结合最大的扇区大小和最大的簇大小，并考虑文件分配表本身的开销， FAT32 确实可以管理高达 2TB 的存储空间。

但请注意，这仅仅是理论上的 “管理能力”。

为什么 WindowsFormatter 默认只支持 32GB？

这就是事情的关键转折点了。虽然 FAT32 文件系统本身有更大的潜力，但在实际操作层面，特别是微软在 Windows 系统中对它的处理方式，给了一个非常实际的限制：

1. Windows 内置格式化工具的限制： Windows 自带的磁盘管理工具或 `format` 命令，在格式化驱动器为 FAT32 时，为了保证兼容性和效率，会将最大分区大小限制在 32GB。当你尝试格式化一个大于 32GB 的硬盘为 FAT32 时，你会发现这个选项无法选中，或者即使选了也只能格式化其中的一部分。
2. 兼容性考量： 越大的分区，需要的簇越大。而如果簇过大，对于小文件就会造成大量的空间浪费（每个小文件都会独占一个完整的、可能很大的簇）。同时，过大的簇也可能在某些老设备上引起兼容性问题。32GB 的限制是一个相对折衷的方案，它在提供一定存储容量的同时，也保持了相对较小的簇大小（通常是 4KB 或 8KB），从而在文件存储效率和兼容性之间取得平衡。
3. 历史遗留和设计决策： FAT32 是在 Windows 95 OSR2 版本中引入的，用来取代 FAT16 的不足。而当时硬盘的平均容量远没有现在这么大。32GB 这个限制，可能也是当时工程师们基于技术限制、性能预期和应用场景做出的一个“够用就好”的设计决策。

绕过 32GB 限制的方法

如果你确实需要将一个大于 32GB 的驱动器格式化为 FAT32，Windows 内置工具是做不到的。但你可以使用第三方格式化工具来实现。这些工具绕过了 Windows 内置工具的限制，直接调用底层的格式化程序，并允许你指定更大的簇大小来创建大于 32GB 的 FAT32 分区。

例如，一些用户会使用 Rufus、HP USB Disk Storage Format Tool 或者是 DiskGenius 等工具来完成这项工作。这些工具通常允许你选择更大的簇大小，比如 32KB 或 64KB，从而创建出接近 2TB（也取决于具体工具和系统支持的上限）的 FAT32 分区。

重要提示： 虽然理论上可以创建非常大的 FAT32 分区，但请记住，FAT32 的其他限制（比如单个文件大小不能超过 4GB）依然存在。而且，当分区非常大、文件数量非常多时，FAT32 的性能表现可能会不如 NTFS 或 exFAT 等更现代的文件系统。

总结一下：

FAT32 文件系统理论上最大能管理 2TB 的空间。
但 Windows 系统内置的格式化工具，出于兼容性和效率考虑，将 FAT32 的最大分区限制在了 32GB。
如果你有特殊需求，需要创建大于 32GB 的 FAT32 分区，需要借助第三方格式化工具。

希望这次的解释够详细，也希望能让你觉得不是在看一篇 AI 写出来的生硬文章。有时候，了解这些技术细节的由来，比记住一个数字本身更有意思。

你的计算有好几处错误：

首先，表项数最多是2^28而不是2^32，最高4位是不用的，所以，当cluster是4K是，最大分区大小这么算应该是1TB。

当然，这么算还是有点出入，因为真正限制FAT32分区大小的是引导扇区里的总扇区数（偏移0x020处），这个数最大是2^32-1，所以FAT32分区的最大尺寸就是512*（2^32-1），也就是2TB了。