Por que o FAT32 é limitado a pouco menos de 2 ^ 28 clusters?

Com o FAT16, o tamanho máximo da partição é de 2 GB quando o tamanho máximo do cluster é de 32K.

Isso é calculado multiplicando o número de unidades endereçáveis ​​pelo tamanho do cluster.

(2 ¹⁶ unidades de alocação) * (2 ¹⁵ bytes / cluster) = 2 GiB

No entanto, com o FAT32, quando faço o mesmo cálculo, recebo um número muito maior que o máximo de 8 TiB ao usar 2 ³² clusters.

(2 ³² unidades de alocação) * (tamanho do cluster)

Se eu usar um tamanho de cluster de 512 bytes, já cheguei a 2 TiB.

Em um artigo do XP TechNet, a Microsoft diz

O número máximo possível de clusters em um volume FAT32 é 268.435.445 e há um máximo de 32 KB por cluster, juntamente com o espaço necessário para a tabela de alocação de arquivos (FAT).

Isso coloca o tamanho máximo do cluster em 2 ²⁸ - 11.

Por que o número máximo de clusters no FAT32 2 ²⁸ -11 e não no 2 ³² , considerando que era 2 ¹⁶ no FAT16?

FAT32 usa apenas 28 bits e não 32. Quatro bits são "reservados para uso futuro".

Portanto, uma FAT32partição tem uma contagem máxima de cluster de 268.435.455 (2 ²⁸ -1)

Referência

Embora o VFAT fosse um sistema inteligente, ele não abordou as limitações do FAT16. Como resultado, um novo sistema de arquivos (e não apenas um melhor gerenciamento de FAT como foi o caso do VFAT) apareceu no Windows 95 OSR2. Este sistema de arquivos, chamado FAT32, usa valores de 32 bits para as entradas do FAT. De fato, apenas 28 bits são usados, pois 4 bits são reservados para uso futuro.

Com a aparência do sistema de arquivos FAT32, o número máximo de clusters por partição aumentou de 65535 para 268.435.455 (2 ²⁸ -1). Assim, o FAT32 permite partições muito maiores (até 8 terabytes). Embora o tamanho teórico máximo de uma partição FAT32 seja de 8 TB, a Microsoft voluntariamente a limitou a 32 GB nos sistemas Windows 9x para promover NTFS