雖然硬盤存儲技術的進步越來越慢，但容量的增大是攔不住的。IDC最近預測稱，2015年的時候單塊硬盤的容量將達到8TB(單碟容量怎麼也得2TB)，是目前的兩倍還多。
因為硬件、軟件設計上的缺陷，大容量硬盤曾在歷史上多次造成麻煩，最近一次硬盤容量問題出現在2.2TB身上，因此在開發Windows 8的時候，微軟就充分考慮了大容量硬盤的完整支持問題，以及新的4KB扇區格式。
硬盤尋址方法
硬盤最初使用的尋址方法是柱面/磁頭/扇區(CHS)，通過分別指定柱面、磁頭、扇區來確定某個數據塊的確切位置，但這種方法在137GB以上容量硬盤面前就失效了。
取而代之的是邏輯區塊尋址(LBA)，不再使用離散幾何來指定扇區，而改用扇區編號來代表特定的數據塊。每個扇區都有預定義的尺寸(之前是512字節)，從0開始順序編號，最大就是總容量除以扇區尺寸。
磁盤分區機制
LBA尋址方法理論上支持超大硬盤容量，但實際上扇區的數量還受制於磁盤分區機制。
磁盤分區的概念可以追溯到二十世紀八十年代初，是系統管理員們為了方便使用不同文件系統存儲數據而發明的。主引導記錄(MBR)分區表支持最多32-bit信息，換算成字節數就是2的32次方，也就是大約2.2TB。
你也許會蔑視他們的“短視”，但在三十年前的人們看來，2.2TB幾乎就是個遙不可及的天文數字，要知道當時最大的民用硬盤也不過5MB，而價格超過1500美元。
其實剛剛進入九十年代的時候，人們就已經意識到了2.2TB容量限制問題，為此多家公司聯合制定了一種彈性的分區機制，這就是GUID分區表，簡稱GPT，並將其做為UEFI(統一可擴展固件界面)規范的一部分。GPT支持最多64-bit信息，理論最大容量為9.4ZB，相當於9400000000TB。又是一個“天文數字”，不過說不定哪天就會成為第二個“2.2TB”。
Windows Vista 64位開始，微軟就支持從GPT分區硬盤啟動系統，但要求主板固件必須是UEFI，而不能是傳統BIOS。
PC裡的固件：BIOS、UEFI
BIOS的意思就代表了其用途：基本輸入輸出系統。三十年前PC發明的時候它就出現了，但時至今日基本都還是老樣子。UEFI就是用來取代BIOS的，但長時間都未能投入實用，直到最新的Intel、AMD平台上才開始普及。
UEFI從設計之初就考慮了對GUID分區表合超大容量硬盤的支持，比之那些通過BIOS繞道而行的方法可靠得多。Windows 8開始，微軟將會全面完善對UEFI的支持，借助UEFI固件、GTP分區表、LBA尋址方法共同管理超大硬盤。
下邊就是在一塊3TB硬盤上通過上述方法安裝、啟動操作系統的樣子。
4KB扇區格式
所有硬盤都內建了某種形式的錯誤糾正信息和邏輯，以便在讀取磁盤碟片的時候自動處理信噪比(SNR)。隨著硬盤容量的增大，數據存儲位越靠越近，SNR隨之降低，硬盤的每個扇區就都不得不存儲更多的ECC(錯誤校驗碼)，以彌補讀取錯誤，512字節的狹窄扇區空間慢慢就不夠用了。
於是，硬盤廠商將扇區容量擴大到了4KB，稱之為“高級格式”(AF)，並使用了新的ECC編碼機制，可以更高效地糾正錯誤，所占存儲空間也更少，等同於擴大了可用容量。目前，西數、希捷等硬盤廠商都逐漸普及了4KB扇區格式。
扇區容量增大到4KB，數據的更新也必須按照這個尺寸來，所以為了實現更小數據塊的邏輯尋址，硬盤必須做一些額外的工作。
如上圖，一個4KB物理扇區仍然可以劃分成512字節邏輯扇區進行邏輯尋址。為了寫入單獨一個512字節的邏輯扇區，硬盤不能簡單地把磁頭挪到 4KB物理扇區上就寫入，而是需要先把整個物理扇區中的數據讀取到緩存中，在那裡修改相應的512字節邏輯扇區，然後再整體寫回去，覆蓋舊扇區。這叫做“讀取-修改-寫入”(Read-Modify-Write)。
有這種中間轉換層的硬盤叫做“4K with 512-byte emulation”，縮寫為512e，而沒有的叫做“4K Native”，即一個是模擬的，一個是原生的。
讀取-修改-寫入可能會在面臨大容量非一致性數據的時候影響實際性能，因為Windows必須確保應用程序能夠提取整個4KB物理扇區，應用程序則需要確保I/O的一致性以報告物理扇區尺寸。
吸取了之前版本在高級格式上的經驗教訓之後，Windows 8將其做為了關鍵的設計點，將成為第一個完整支持512e、4K Native兩種格式的操作系統，主要包括：
- 增強現有API、引入新的API，方便應用程序更好地查詢硬盤的物理扇區尺寸;
- 增強NTFS文件系統的大容量扇區識別，包括在執行擴展寫入的時候確保合適的後續扇區(寫入文件末尾的時候);
- Hyper-V虛擬化技術的新文件格式VHDx同樣可以識別大容量扇區，完整支持兩種格式;
- 增強Windows啟動代碼，保證在4K Native原生硬盤上正確啟動。
還有更多工作將在Windows 8裡默默進行。
