Windows to Go! - So starten Sie Windows vom USB-Stick

Windows zum Mitnehmen Standardmäßig lässt sich Windows nicht auf einem USB-Laufwerk installieren, obwohl das für ein portables Zweit- oder Notfallsystem nützlich wäre. Doch mit den folgenden Tools und unserem Workshop klappt das trotzdem.

Seit es den USB-Port gibt, versuchen Bastler, Windows auch von einem USB-Laufwerk zu booten. Obwohl Microsoft das offiziell nicht unterstützt – oder genau deswegen. Aus Sicht des Anwenders sind alle Laufwerke gleich. Dateien lassen sich auf internen wie externen Festplatten, SSDs oder USB-Sticks speichern. Windows macht jedoch einige kleine und feine Unterschiede, weshalb sich das Betriebssystem auf einem USB-Laufwerk nicht ohne Weiteres installieren lässt.

Es gibt jedoch mehrere Wege, die Einschränkung zu umgehen. Jeder davon hat seine Vor- und Nachteile und ist unterschiedlich aufwendig.

1. Microsofts Umgang mit USB-Systemlaufwerken

Dass sich Windows auch von einem USB-Stick booten lässt, beweist Microsoft selbst. Seit Windows 8 gibt es den Windows To Go Assistenten , mit dem sich aber nur die Enterprise- und Education-Editionen bootfähig auf ein USB-Laufwerk kopieren lassen. Zudem verrichtet der Assistent seinen Dienst nur bei der Verwendung einer kleinen Auswahl von USB-Sticks. Die sind kaum zu bekommen und relativ teuer. Das Tool können daher nur eine beschränkte Anzahl Firmenkunden nutzen, die über eine Volumenlizenz verfügen.

Warum Microsoft etwas gegen die Installation auf USB-Laufwerken für Jedermann hat, darüber kann man nur spekulieren. Es könnte dagegen sprechen, dass nicht alle PCs problemlos von USB-Laufwerken booten, vor allem, wenn diese nicht direkt, sondern über einen USB-Hub angeschlossen sind. USB-Geräte lassen sich einfach vom PC trennen, was bei laufendem Windows wahrscheinlich Datenverlust zur Folge hätte. Außerdem könnten Anwender erwarten, dass sich Windows auf beliebigen PCs vom gleichen Stick booten lässt. Das funktioniert zwar meist, aber nicht immer. Zudem ist die Windows-Aktivierung an den jeweiligen PC gebunden, beim Gerätewechsel muss Windows wegen der geänderten Hardware neu aktiviert werden. Um die Mehrfachnutzung des Systems beziehungsweise Produktschlüssels zu verhindern, ist das nicht beliebig oft möglich. Wird die Lizenz nicht akzeptiert, muss man Windows umständlich telefonisch aktivieren. Alles zusammen könnte zu zahlreichen Support-Anfragen führen, was Microsoft sicher verhindern möchte.

2. Interne Behandlung von SATA- und USB-Laufwerken 

Der Windows-Explorer zeigt auf den ersten Blick alle Laufwerke gleich an, interne und externe Festplatten, USB-Sticks sowie SD-Kartenleser erhalten einen Laufwerksbuchstaben. Es gibt jedoch Unterschiede. Klicken Sie ein Laufwerk im Windows-Explorer mit der rechten Maustaste an, sehen Sie bei USB-Sticks den Kontextmenüpunkt „Auswerfen“. Bei USB-Festplatten fehlt er. In den „Eigenschaften“ der Laufwerke steht auf der Registerkarte „Allgemein“ hinter „Typ“ bei allen Festplatten „Lokaler Datenträger“, bei einem USB-Stick jedoch – je nach Version – „USB-Laufwerk“ oder „Wechseldatenträger“. Wenn Windows ein USB-Gerät als Wechseldatenträger erkennt, ist im Controller des Laufwerks das Removable Media Bit (RMB) gesetzt. Bei den für Windows To Go zertifizierten USB-Sticks fehlt es und die Geräte werden als „Lokaler Datenträger“ eingeordnet.

Auch in der Windows-Datenträgerverwaltung lassen sich interne und externe Festplatten nicht unterscheiden. Bei beiden wird als Typ „Basis“ angezeigt, bei USB-Sticks jedoch „Wechselmedium“.

Einen besonderen Sinn scheint diese Unterscheidung nicht zu haben. Schließlich lassen sich alle USB-Geräte bei Windows abmelden beziehungsweise „Auswerfen“. Dazu verwenden Sie das USB-Symbol „Hardware sicher entfernen und Medium auswerfen“ im Infobereich neben der Uhr. So lange keine Dateien mit ungespeicherten Änderungen geöffnet sind, können Sie ein USB-Laufwerk auch einfach vom PC trennen. Anders als bei internen Festplatten ist der Schreibcache standardmäßig nicht aktiviert und somit kein Datenverlust zu befürchten.

Das Removable Media Bit hatte jedoch bisher eine wichtige Auswirkung auf die Partitionierbarkeit eines Laufwerks. Ist es vorhanden, lässt sich in älteren Windows-Versionen über die Datenträgerverwaltung nur eine Partition auf dem USB-Stick erstellen. Ist mehr als eine Partition vorhanden, zeigt Windows nur die erste an. Mehrere Partitionen sind jedoch Voraussetzung, damit Windows 10 im Uefi-Modus starten kann. Microsoft hat das erst mit Windows 10 Version 1703 geändert und seitdem kann man auch auf USB-Sticks mehr als eine Partition erstellen. Für die Windows-Installation auf USB-Laufwerken hat das jedoch keine Auswirkung. Die ist mit den Standardwerkzeugen auch bei neueren Windows-10-Versionen weiterhin nicht vorgesehen.

3. Geeignete Laufwerke für die Windows-Installation

Der USB-Port wurde ursprünglich eher für Peripheriegeräte wie Maus, Tastatur oder Drucker entwickelt. USB-Flashspeicher und -Festplatten mit viel Speicherplatz haben dann die schnelleren Standards USB 3.0 und 3.1 erforderlich gemacht. Die erreichbaren Transferraten sind mit denen von SATA-Festplatten vergleichbar, weshalb der Installation eines Betriebssystems auf einem USB-Laufwerk nichts entgegensteht. Damit der PC zuverlässig bootet, sollten USB-Geräte direkt mit dem PC verbunden sein und nicht über einen USB-Hub.

Auch auf einem USB-Laufwerk am USB- 2.0-Port lässt sich Windows einrichten. Wir raten jedoch davon ab, weil die geringe Transferrate zu langen Bootzeiten führt und sich mit dem System kaum flüssig arbeiten lässt.

Sollten noch ausgemusterte Festplatten oder SSDs von der letzten Hardwareaufrüstung übriggeblieben sein, eignen sich diese optimal für den Betrieb an einem SATA/USB-Adapter oder USB-Dock. Geräte mit eigener Stromversorgung (ab etwa 20 Euro) unterstützen auch 3,5-Zoll-Festplatten. Einfache Adapter für 2,5-Zoll-Festplatten gibt es schon für um die vier Euro. Lesen Sie in jedem Fall die Kundenrezensionen, um schlechte Erfahrungen anderer Benutzer nicht wiederholen zu müssen. Geben Sie besser ein paar Euro mehr für ein qualitativ hochwertigeres Produkt aus. Achten Sie außerdem auf die maximal verwendbare Festplattengröße. Einige Modelle unterstützen nur 2 TB, andere funktionieren auch mit 8-TB-Laufwerken.

Für die Installation auf einem USB-Stick reichen zwar 16 GB Speicherplatz aus, der Platz wird nach einigen Updates aber schnell knapp. Besser sind Sticks mit 64 GB oder deutlich mehr.

Systeme für die Installation herunterladen

Rufus benötigt für Windows To Go zwingend eine ISO-Datei, die eine „Install.wim“ enthält. Bei Win NT Setup kann es eine „Install.wim“ oder „Install.esd“ sein. Je nach Downloadquelle enthalten die Windows-Installationsmedien unterschiedliche Dateien. Das Installationsabbild „install.esd“ ist bei Downloads über das Tool zur Medienerstellung für Windows 10 enthalten. Die Windows-10-Downloads über Rufus oder Windows ISO Downloader bringen dagegen die Datei „Install.wim“ mit. Die ESD-Datei hat den gleichen Inhalt, ist aber für den schnelleren Download stärker komprimiert. Der Inhalt lässt sich jedoch nicht ohne vorherige Umwandlung auf ein USB-Laufwerk übertragen, was Rufus bisher nicht unterstützt. 

4. Laufwerks-Partitionierung beim Uefi- und Bios-Modus

Windows 10 mit 64 Bit wird auf PCs standardmäßig im Uefi-Modus und aktiviertem Secure Boot installiert. Das soll dafür sorgen, dass sich Schadsoftware nicht schon vor dem Windows-Start einnisten kann. Die Bootdateien sind digital signiert, wodurch sich Manipulationen erkennen lassen und der Start verhindert wird.

Bei einem Uefi-Windows ist die Festplatte im GPT-Partitionsstil eingerichtet (GUID Partition Table). Es gibt eine FAT32-Efi-Partition mit 100 MB, danach folgen die kleine MSR-Partition mit 16 MB (Microsoft System Reserved) und die große NTFS-Systempartition („C:“). Dazu kommen meist noch eine oder mehrere Wiederherstellungspartitionen und manchmal auch eine eigene Datenpartition.

Damit Windows im Uefi-Modus von einem USB-Stick starten kann, müsste dieser genauso partitioniert sein – was seit Windows 10 Version 1703 möglich ist.

Es geht aber auch mit nur einer Partition, die im MBR-Partitionsstil (Master Boot Record) eingerichtet und mit dem Dateisystem NTFS formatiert ist. Das System lässt sich dann aber nur auf einem Bios-PC booten, bei neueren Computern muss die Bios-Emulation CSM (Compatibility Support Module) aktiviert sein.

Gemäß Vorgabe von Microsoft soll jeweils nur eine Methode funktionieren, entweder Bios/CSM oder Uefi. Die Praxis zeigt jedoch, dass man auch von einem MBR-Laufwerk im Uefi-Modus booten kann. Dafür ist entweder eine FAT32-Partition für den Efi/ Windows-Bootloader nötig oder die Firmware des PCs muss den Bootloader auch von einer NTFS-Partition lesen können. Die meisten PCs können das nicht, der nötige Uefi-Treiber lässt sich jedoch aus einer eigenen FAT-Partition auf dem USB-Stick laden (Punkt 5).

Für größtmögliche Flexibilität ist ein hybrider Bios/Uefi-Stick wünschenswert. Es kommt letztlich darauf an, wie und wo Sie den Stick einsetzen wollen. Bei Ihren eigenen PCs können Sie problemlos CSM in der Firmware aktivieren und Secure Boot abschalten. Sie booten dann den Stick immer im Bios-Modus von einer MBR-Partition, was die einfachste Variante ist. Auf anderen PCs haben Sie unter Umständen keinen Zugriff auf die Firmware-Einstellungen. Einen Stick, den Sie gemäß Punkt 5 erstellt haben, startet im Uefi-Modus jedoch nur, wenn Sie Secure Boot deaktivieren. Sollte das nicht möglich sein, verwenden Sie eine alternative Methode (Punkt 8).

Wenn Windows von einem USB-Laufwerk startet, lässt sich kein Funktionsupdate durchführen. Das ist jedoch in einer virtuellen Maschine möglich (Punkt 9).

5. Windows-To-Go-Stick mit Rufus erstellen

Mit Rufus kopieren Sie Systemabbilder aus ISO-Dateien für die Installation schnell und bequem auf einen USB-Stick. Das Tool unterstützt die meisten Linux-Systeme sowie Windows 7 bis 10.

Rufus bietet außerdem die Windows-To-Go-Installation an, bei der sich Windows direkt von einem USB-Laufwerk starten lässt. Die Installation kann unter auch unter Windows 8.1 und älteren Versionen von Windows 10 erfolgen.

Beim ersten Start fragt Sie das portable Tool „Wollen Sie, dass Rufus auf neue Versionen prüft?“. Klicken Sie auf „Ja“, weil Rufus nur dann den Download der Windows- ISO-Dateien anbietet. Sie benötigen diese Funktion aber nur, wenn Sie keine ISO-Datei besitzen oder diese lieber auf anderem Weg herunterladen wollen (siehe Kasten).

Schritt 1 : Unter „Laufwerk“ wählen Sie den USB-Stick aus. USB-Festplatten zeigt Rufus erst an, wenn Sie auf „Erweiterte Laufwerkseigenschaften einblenden“ klicken und dann ein Häkchen vor „USB-Festplatten anzeigen“ setzen. Prüfen Sie die Laufwerksangabe genau, damit Sie nicht versehentlich Daten auf einem anderen Laufwerk löschen. Dateien, die sich auf dem USB-Laufwerk befinden, sichern Sie vorher, weil diese sonst verloren gehen.

Schritt 2: Klicken Sie auf die Schaltfläche „Auswahl“ und geben Sie die gewünschte ISO-Datei für die Installation an. Oder Sie klicken auf den Pfeil rechts daneben, wählen „Download“ und klicken dann auf „Download“. Folgen Sie den Anweisungen des Assistenten. Wir haben darüber die bei Redaktionsschluss aktuelle Windows-Version „19H1 (Build 18362.30 – 2019.05)“ heruntergeladen und später mit Erfolg vom USB-Stick gestartet.

Schritt 3: Unter „Abbildeigenschaft“ wählen Sie „Windows To Go“. Unter Partitionsschema stellen Sie „MBR“ ein, und unter „Zielsystem“ wählen Sie „BIOS oder UEFI“. Mit diesen Einstellungen lasst sich vom Laufwerk im Bios/CSM- oder Uefi-Modus booten. Eine Alternative wäre „GPT“ und „UEFI (ohne CSM)“ für ein reines Uefi-System. Das funktioniert aber nur mit Laufwerken, bei denen das RMB (Removable Media Bit) nicht gesetzt ist (Punkt 2). Bei USB-Sticks ist das nur sehr selten der Fall.

Schritt 4: Prüfen Sie alle Einstellungen noch einmal, insbesondere das Ziellaufwerk, und klicken Sie auf „Start“. Sollten in der ISO-Datei mehrere Abbilder enthalten sein, wählen Sie die gewünschte Windows-Edition, beispielsweise „Windows 10 Pro“. Klicken Sie auf „OK“ und bestätigen Sie mit „OK“. Rufus erstellt das USB-Laufwerk mit dem MBR-Partitionsschema und einer großen NTFS-Partition. Danach folgt eine kleine FAT32-Partition mit einer Größe von etwa 500 KB, in der Rufus den Uefi-NTFS-Treiber unterbringt.

6. Windows-To-Go vom USB-Laufwerk starten 

Damit der PC Windows vom mit Rufus erstellten USB-Stick starten kann, deaktivieren Sie zumindest vorübergehend die Funktion Secure Boot. Rufen Sie dazu das Bios/Firmware-Setup kurz nach dem Einschalten des Rechners über Tasten wie Esc, Entf (beziehungsweise Del) oder F2 auf.

Unter Windows 10 gelangen Sie in das Bios-Setup, indem Sie im Windows-Anmeldebildschirm rechts unten auf die „Ein/Aus“- Schaltfläche klicken, die Shift-Taste gedrückt halten und auf „Neu starten“ klicken.

Gehen Sie dann auf „Problembehandlung –› Erweiterte Optionen –› UEFI-Firmwareeinstellungen“ und klicken Sie auf „Neu starten“. Die Einstellungen für Secure Boot finden Sie meist unter einem Menü wie „Bios Features“, „Boot“, „Security“ oder ähnlich. Setzen Sie die Option auf „Disabled“.

Kontrollieren Sie, welche Bootoptionen eingestellt sind. In der Regel ist unter „Boot“ oder „Boot Priority“ als Option beispielsweise „Uefi“, „Uefi only“ oder „Uefi Boot“ eingestellt. „Uefi and Legacy“, „Legacy Boot“ oder „CSM“ sorgen dafür, dass der PC sowohl im Uefi als auch im Bios-Modus booten kann.

Prüfen Sie im Bios-Setup auch die Bootreihenfolge und setzen Sie das USB-Laufwerk an die erste Stelle. Bei einem Uefi-PC verwenden Sie den Eintrag mit einem vorangestellten „UEFI“. Viele PCs bieten auch ein Bootmenü, das Sie kurz nach dem Start des Rechners über Tasten wie Esc, F8 oder F11 aufrufen. Darüber lässt sich das Bootlaufwerk schnell auswählen.

Nach dem ersten Start beginnt die zweite Phase der Windows-Installation mit der Vorbereitung der Hardware, und es erfolgt ein Neustart. In der dritten Phase fragt Sie das Setup beispielsweise nach der verwendeten Tastatur, und Sie legen ein Benutzerkonto an. Abschließend gelangen Sie zum Windows-Desktop.

Tipp: Die Windows-Ersteinrichtung lässt sich auch bei der Rufus-Installation mit einer Antwortdatei automatisieren (–› Kasten auf der nächsten Seite).

7. Windows auf dem USB-Laufwerk optimieren 

Auf USB-Sticks mit 16 oder 32 GB bleibt nach der Windows-Installation nicht viel Speicherplatz übrig. Der Platzbedarf lässt sich reduzieren, indem Sie die Auslagerungsdatei deaktivieren, die auf einem PC mit 8 GB RAM oder mehr nicht zwingend erforderlich ist. Außerdem sollten Sie den Ruhezustand abschalten, der abhängig von der RAM-Größe auch einige Gigabyte Speicherplatz belegt. Beides zusammen erledigen Sie im Win-To-Go-System in einer Eingabeaufforderung, die Sie mit administrativen Rechten über diese drei Befehlszeilen starten: 

wmic computersystem where name="%computername%" set AutomaticManagedPagefile=False 

wmic pagefileset delete 

Powercfg /hibernate off

Sie können auch die Batchdatei „Disable_Hibernate_Pagefile.bat“ verwenden, die Sie im Ordner „Tools“ im PC-WELT-Windows-Rebuilder finden. Starten Sie die Datei im Win-To-Go-System per Klick mit der rechten Maustaste und den Eintrag „Als Administrator ausführen“.

8. Windows To Go mit Win NT Setup erstellen

Mit Win NT Setup entpacken Sie das Windows-Installationsabbild auf ein USB-Laufwerk und machen es bootfähig. Im Vergleich zu Rufus bietet das Tool zusätzliche Einstellungen, was die Installation erleichtert. Da für den Uefi-Modus kein zusätzlicher Treiber erforderlich ist, lässt sich Windows außerdem auch bei aktiviertem Secure Boot starten. Allerdings müssen Sie die Partitionen auf dem USB-Stick selbst erstellen.

Schritt 1: Da die Windows-Datenträgerverwaltung nur eingeschränkte Funktionen bietet, benötigen Sie ein besseres Tool. Installieren Sie das kostenlose Minitool Partition Wizard Free und starten Sie das Programm. Klicken Sie im Startbildschirm auf „Anwendung ausführen“. Klicken Sie das USB-Laufwerk, auf dem Sie Windows installieren möchten, mit der rechten Maustaste an, und wählen Sie „Alle Partitionen löschen“. Der Datenträger muss den Partitionsstil „MBR“ aufweisen. Andernfalls gehen Sie im Kontextmenü auf „Zu MBR-Datenträger initialisieren“.

Schritt 2: Klicken Sie den freien Bereich („Nicht zugeordnet“) mit der rechten Maustaste an und gehen Sie auf „Erstellen“. Legen Sie eine FAT32-Partition mit 100 MB an. Klicken Sie diese mit der rechten Maustaste an und wählen Sie „Als aktiv markieren“. Entsprechend erstellen Sie im verbleibenden Platz eine NTFS-Partition. Sie erhalten die Warnung, dass Windows nur die erste Partition erkennen wird. Das gilt seit Windows 10, Version 1703, aber nicht mehr, und Sie bestätigen daher mit „Ja“. Klicken Sie auf „Übernehmen“, um die Änderungen zu speichern, und dann auf „Ja“. Auf dem USB-Laufwerk befindet sich jetzt eine bootfähige FAT32-Partition, die NTFS-Partition kann das Windows-System aufnehmen.

Schritt 3: Win NT Setup benötigt die Datei „install.wim“ oder „install.esd“ aus der ISO-Datei des Windows-Installationsmediums (Kasten). Entpacken Sie die ISO-Datei mit 7-Zip . 

Schritt 4: Starten Sie Win NT Setup 4.0 Beta . Bei unseren Tests haben wir damit keine Probleme festgestellt. Sollte das bei Ihnen anders sein, verwenden Sie die ältere Version (3.9.4). Unter „Select location of Windows installation files“ wählen Sie über „Search“ die „install.wim“ oder „install.esd“ aus Schritt 3. Unter „Select location of the Boot device“ geben Sie die in Schritt 2 erstellte FAT- 32-Partition an und unter „Select location of the installation drive“ die NTFS-Partition.

Schritt 5: Nach einem Klick auf „Tweaks>>>“ können Sie einige Einstellungen für das neue System vorab festlegen. Aktivieren Sie beispielsweise „Show all file extensions“ wenn der Windows-Explorer alle Dateinamenserweiterungen anzeigen soll. Setzen Sie Häkchen vor „Disable Hibernate“ und „Disable Page file“. Sie ersparen sich damit die beschriebenen Maßnahmen in Punkt 7. Schließen Sie das Fenster.

Schritt 6: Unter „Options“ wählen Sie die gewünschte Windows-Edition, danach klicken Sie auf „Setup“. Klicken Sie auf „OK“, um die Installation zu starten. 

Booten Sie vom USB-Laufwerk entsprechend wie für Rufus in Punkt 6 beschrieben. Secure Boot müssen Sie nicht deaktivieren, Windows startet im Bios/CSM- oder Uefi-Modus.

9. Feature-Update für Windows To Go durchführen 

Wenn eine neue Windows-10-Version als Funktionsupdate bereitsteht, lässt sich diese nicht auf einem USB-Laufwerk installieren. Statt einer Neuinstallation bietet es sich an, das System vom USB-Laufwerk in einer virtuellen Maschine unter Virtualbox zu starten. Da Virtualbox ein SATA-Laufwerk für das USB-Gerät emuliert, merkt Windows nichts von der USB-Installation und führt das Upgrade durch.

Wir gehen nachfolgend davon aus, dass Sie Virtualbox und das Erweiterungspaket bereits installiert haben. In Virtualbox muss eine virtuelle Maschine für Windows 10 konfiguriert sein, die Windows-Installation darin ist nicht nötig.

Um in Virtualbox von einem USB-Laufwerk zu booten, verwenden Sie das Tool Virtual Machine USB Boot . Starten Sie das Tool, gehen Sie auf „Options“ und die Registerkarte „VirtualBox“. Hinter „Exe path:“ geben Sie für Virtualbox 6.x den Pfad zu „VirtualBoxVM.exe“ an. Bei einer Standardinstallation liegt das Programm unter „C:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VirtualBoxVM.exe“. Klicken Sie auf „OK“.

Klicken Sie auf „Add“, wählen Sie hinter „VM name“ den Namen der gewünschten virtuellen Maschine und unter „Drive to add and Boot“ geben Sie das USB-Laufwerk an. Klicken Sie auf „OK“ und danach auf „Start“.

Windows startet jetzt in der virtuellen Maschine. Öffnen Sie die „Einstellungen“ (Win-I), gehen Sie auf „Update und Sicherheit“ und klicken Sie auf „Nach Updates suchen“. Das Feature-Update sollte sich jetzt wie gewohnt installieren lassen.