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Übersicht über das Dateisystem APFS: Warum ist es besser als HFS +?

Lesen Sie mehr über das Dateisystem APFS. Was sind seine Eigenschaften, Vor- und Nachteile? Warum ist es besser oder schlechter als das Dateisystem HFS+?

Übersicht über das Dateisystem APFS: Warum ist es besser als HFS +?

Inhalt:

Eingang

Das System HFS + wurde Anfang der 2000er Jahre eingesetzt und ist sehr veraltet, da es sich nur um eine verbesserte Version von HFS handelt. Es machte einfache Operationen zu zeitaufwändig und verbrauchte ineffizient einen erheblichen Teil des Gerätespeichers. Um diese und andere Probleme zu lösen, begannen die Entwickler mit der Arbeit an einem neuen APFS-System. Infolgedessen konnten sie signifikante Verbesserungen erzielen.

APFS
 Mac OS Extended (HFS+)Apple File System (ApFS)
Anzahl der Verteilungsblöcke2 32 (4 billion)2 63 (9 quintillion)
Dateianzeiger32-bit64-bit
maximale Dateigröße2 63 Bytes2 63 Bytes
Zeitstempelfrequenz1 Sekunde1 Nanosekunde
Copy-on-write +
Fallschutz (Crash-protected)angemeldet+
Klonen von Dateien und Verzeichnissen +
Snapshots +
Raum teilen (Space sharing) +
Native Verschlüsselung (Native encryption) +
Sparse files +
Schnelle Größenänderung des Verzeichnisses (Fast directory sizing) +

Sofortiges Klonen und Verdünnung

Dank der neuen Klonfunktion (sofortiges Kopieren einer Datei oder eines Inhaltsverzeichnisses, für die kein zusätzlicher Speicherplatz erforderlich ist) und der Verdünnungsfunktion (dies ist die Datenkomprimierung, die Speicherplatz spart und die Schreibgeschwindigkeit erhöht) haben die Entwickler eine Erhöhung der Systemgeschwindigkeit erreicht. Dies ermöglichte es, Anwendungen schnell zu öffnen und die Antwortzeit des Systems auf Benutzeranforderungen zu beschleunigen.

Ein weiterer Vorteil ist das schnelle Kopieren, das Speicherplatz spart. Wenn Klone erstellt werden, belegen sie nicht den doppelten Speicherplatz, sondern nur einen. Wenn Änderungen im Klon angezeigt werden, werden nur diese Änderungen auf die Festplatte geschrieben, und die Basis der Datei wird der Originalversion entnommen. Dieser einfache Algorithmus kann erheblich Speicherplatz sparen.

Snapshots

Aufgrund der Verwendung von “Snapshots” (dies sind System-Snapshots, die nur zum Lesen geöffnet sind) wurde die Sicherung beschleunigt. Das Betriebssystem kann jetzt Snapshots für effizientere Sicherungen verwenden. Dadurch wird Time Machine schneller ausgeführt.

64-Bit-Architektur

Im Gegensatz zu 32-Bit-HFS + verwendet APFS eine 64-Bit-Struktur. In einfachen Worten, APFS kann viel mehr Dateien speichern als sein Vorgänger. Dies sind mehr als 9 Billionen Dateien auf jedem Volume, was für die nächsten zehn Jahre mehr als ausreichend sein wird.

Festplattenverschlüsselung

Neben einem schnelleren und stabileren Betriebssystem haben Benutzer Zugriff auf zuverlässige Tools zur Festplattenverschlüsselung. Alle Dateien können mit einem oder mehreren Schlüsseln geschützt werden.

Space Sharing

Mit der Funktion Space-Sharing können alle Datenträger freien Speicherplatz „gemeinsam nutzen“. Wenn in einem bedingten Abschnitt nicht genügend Speicherplatz zum Installieren einer Datei vorhanden ist, wird der Speicherplatz des anderen automatisch verwendet.

Das Dateisystem ist so angeordnet – das System erstellt einen Container auf der Festplatte. Dieser Container enthält eine oder mehrere Partitionen (Volumes). Jede der Partitionen hat eine eigene Struktur (einen eigenen Namespace, eine Reihe von Dateien und Verzeichnissen), in der Informationen, Dateispeicherortverknüpfungen und das Stammverzeichnis mit Daten gespeichert sind.

Wenn Sie die Festplatte im Vergleich zum vorherigen Dateisystem HFS + in ein oder mehrere Volumes formatieren, wird für jedes Volume zum Zeitpunkt der Erstellung eine bestimmte Größe festgelegt. Unter bestimmten Bedingungen kann die Lautstärke ohne Informationsverlust geändert werden.Diese Bedingungen gelten jedoch häufig nicht für die Lautstärke, die erhöht werden muss.

APFS beseitigt die meisten dieser alten Größenbeschränkungen, indem es den Volumes ermöglicht, nicht genutzten Speicherplatz auf der Festplatte zu erwerben. Der gesamte nicht verwendete Speicherplatz kann nach Bedarf jedem Volume zugewiesen werden. Es gibt nur eine Ausnahme. Volumen und freier Speicherplatz müssen sich im selben Container befinden.

Neue Zeitstempel

Dank der verbesserten Arbeit mit tragbarem Speicher können Sie Informationen viel schneller übertragen und lesen, wodurch Fehler beim Schreiben von Daten reduziert werden.

APFS hat die Genauigkeit von Zeitstempeln erheblich verbessert. Dieses Dateisystem unterstützt Zeitstempel mit Nanosekundengenauigkeit. Zum Vergleich wurden in HFS + Zeitstempel sekundengenau gesetzt.

Betriebsprotokoll

Zuvor hatte APFS ein copy-on-write-Schema implementiert, das sicherstellt, dass alle Änderungen und Protokolleinträge ständig synchronisiert werden. Wenn das Betriebssystem unerwartet “abstürzt” oder der Computer einfach vom Stromnetz getrennt wird, geschieht nichts mit den Daten auf dem Speicherplatz.

Dies gilt sowohl für Desktop-MacOS als auch für mobiles iOS. Dank APFS stürzt das iPhone nach fehlgeschlagenen Updates nicht mehr ab.

Da ApFS für SSDs optimiert ist, ist der Zugriff auf Flash-Medien schneller als bei Verwendung von HFS +.

Auf Festplatten ist der Leistungsgewinn minimal. Testergebnisse mit einer herkömmlichen Festplatte:

FSAblesungDatensatzAblesung (IOPS)Datensatz (IOPS)
HFS85.1585.3781.281.4
ApFS85.2985.9881.382

Fazit

Im Allgemeinen können wir sagen, dass die Implementierung des APFS-Dateisystems viel besser ist als seine Vorgänger. Dieses System ist für SSD-Laufwerke optimiert und funktioniert hervorragend auf neueren Apple-Geräten. Infolgedessen bietet das System dank der integrierten Verschlüsselungstechnologie und Zuverlässigkeit eine höhere Geschwindigkeit des Systems und eine verbesserte Sicherheit, die einen neuen Informationsschutz bei Ausfällen und ein vereinfachtes Datensicherungsschema bietet.

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