Sistema de Archivos APFS: Mejoras respecto a HFS+
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Autor:
Angel Villares
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Editor:
Raidel Arbelay Becerra
Lea sobre el sistema de archivos APFS. ¿Cuáles son sus características, ventajas y desventajas. ¿Por qué es mejor o peor que el sistema de archivos HFS+?
- 1. Introducción
- 2. Clonación y rarefacción instantáneas
- 3. Impresiones del sistema
- 4. Arquitectura de 64 bits
- 5. Cifrado de disco
- 6. Espacio Compartido
- 7. Nuevas marcas de tiempo
- 8. Operaciones de Registro
- Conclusión
- Preguntas y respuestas
- Comentarios
1. Introducción
El sistema HFS+ comenzó a usarse a principios de la década de 2000 y está muy desactualizado, porque solo era una versión mejorada de HFS. Hizo que las operaciones simples consumieran demasiado tiempo, utilizando de manera ineficiente una parte significativa de la memoria del dispositivo. Y para resolver estos y otros problemas, los creadores comenzaron a trabajar en un nuevo sistema APFS. Como resultado, lograron lograr mejoras significativas.
| Característica | HFS+ | APFS |
|---|---|---|
| Año de lanzamiento | 1998 | 2017 |
| Tipo de sistema de archivos | Basado en disco | Moderno, diseñado para SSD |
| Encriptación | Limitada | Integrada, soporta encriptación completa |
| Rendimiento | Bueno, pero más lento en SSD | Optimizado para velocidad en SSD |
| Clonación de archivos | No soportado | Soportado, uso eficiente del espacio |
| Escalabilidad | Limitada | Alta, soporta grandes volúmenes de datos |
| Reversión de cambios | No soportado | Soportado, capacidad de revertir a versiones anteriores |
| Estructura de datos | Basada en bloques | Orientada a objetos |
| Compatibilidad | macOS y versiones antiguas de iOS | macOS, iOS, tvOS, watchOS |
| Metadatos | Limitados | Extendidos, mejor gestión de datos |
2. Clonación y rarefacción instantáneas
Gracias a la nueva función de clonación (copia instantánea de un archivo o directorio, que no requiere espacio de almacenamiento adicional) y la función de rarefacción (esto es compresión de datos, que ahorra espacio en disco y aumenta la velocidad de escritura), los desarrolladores han logrado un aumento en la velocidad del sistema. Esto nos permitió abrir aplicaciones rápidamente y acelerar el tiempo de respuesta del sistema a las solicitudes de los usuarios.
Otra ventaja es la copia rápida que ahorra espacio en disco. Ahora bien, si se crean clones, no ocupan el doble de espacio en la memoria, sino solo uno. Si aparecen cambios en el clon, solo esos cambios se escriben en el disco y la base del archivo se toma de la versión original. Este simple algoritmo puede ahorrar memoria de manera significativa.
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3. Impresiones del sistema
Y debido al uso de “instantáneas” (estas son instantáneas del sistema que están abiertas solo para lectura), la copia de seguridad se ha acelerado. El sistema operativo ahora puede usar instantáneas para realizar copias de seguridad más eficientes. Esto permitirá que Time Machine funcione más rápido.
4. Arquitectura de 64 bits
A diferencia de HFS+ de 32 bits, APFS utiliza una estructura de 64 bits. En términos simples, APFS podrá almacenar muchos más archivos que su predecesor. Eso es más de 9 trillones de archivos en cada volumen, lo cual es más que suficiente para los próximos diez años.
5. Cifrado de disco
Además de un sistema operativo más rápido y estable, los usuarios tendrán acceso a herramientas confiables de cifrado de disco. Cualquier archivo puede protegerse con una o más claves.
6. Espacio Compartido
Con la función de espacio compartido, todos los volúmenes de disco podrán “compartir” el espacio libre. Ahora, si no hay suficiente espacio en una sección condicional para instalar un archivo, el espacio de la otra se utilizará automáticamente.
El sistema de archivos está diseñado de esta manera: el sistema crea un contenedor en el disco duro. Este contenedor contiene una o más particiones (volúmenes), cada una de las particiones tiene su propia estructura (su propio espacio de nombres, un conjunto de archivos y directorios), donde se almacena información, enlaces de ubicación de archivos y el directorio raíz con los datos.
En comparación con el sistema de archivos HFS+ anterior, si formatea el disco en uno o más volúmenes, cada volumen tendrá un tamaño específico determinado en el momento de su creación. Bajo ciertas condiciones, el volumen se puede cambiar sin pérdida de información, pero estas condiciones a menudo no se aplican al volumen que debe aumentarse.
APFS elimina la mayoría de estas restricciones de tamaño antiguas al permitir que los volúmenes adquieran cualquier espacio no utilizado disponible en el disco. El espacio total no utilizado se puede asignar a cualquiera de los volúmenes según sea necesario. Solo hay una excepción. Los volúmenes y cualquier espacio libre deben estar en el mismo contenedor.
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7. Nuevas marcas de tiempo
Y el trabajo mejorado con almacenamiento portátil le permite transferir y leer información mucho más rápido, lo que reduce los errores al escribir datos.
APFS ha mejorado significativamente la precisión de las marcas de tiempo (marcas de tiempo). Este sistema de archivos admite marcas de tiempo con precisión de nanosegundos. A modo de comparación, en HFS+, las marcas de tiempo se establecieron en el segundo más cercano.
8. Operaciones de Registro
De vuelta en APFS, implementaron un esquema de copia en escritura, que asegura que todos los cambios y entradas en el registro se sincronizarán constantemente, y si el sistema operativo “falla” inesperadamente o simplemente la computadora se desconecta de la fuente de alimentación, entonces no hay nada terrible para los datos en el espacio del disco.
Esto se aplica tanto a macOS de escritorio como a iOS móvil: gracias a APFS, los iPhones ya no se convertirán en “ladrillos” después de actualizaciones fallidas.
Dado que ApFS está optimizado para SSD, la velocidad de acceso a los medios flash será más rápida que con HFS+.
En discos duros, la ganancia de rendimiento será mínima. Resultados de la prueba con un disco duro convencional:
| FS | lectura | Grabación | Lectura (IOPS) | Grabación (IOPS) |
|---|---|---|---|---|
| HFS | 85.15 | 85.37 | 81.2 | 81.4 |
| ApFS | 85.29 | 85.98 | 81.3 | 82 |
Conclusión
En general, podemos decir que la implementación del sistema de archivos APFS es mucho mejor que sus predecesores. Este sistema está optimizado para unidades SSD y funcionará muy bien en los dispositivos Apple más nuevos. Como resultado, el sistema proporcionará un rendimiento del sistema más rápido, seguridad mejorada gracias a la tecnología de encriptación incorporada y confiabilidad, que será proporcionada por nueva protección de información en caso de fallas y un esquema de respaldo de datos simplificado.
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La fragmentación en la recuperación de datos de un sistema de archivos APFS puede abordarse a través de la utilización de herramientas de recuperación de datos especializadas. Estas herramientas permiten a los usuarios recuperar los archivos fragmentados de un sistema de archivos APFS. Las mejores prácticas para abordar la fragmentación en la recuperación de datos incluyen:
APFS ofrece una mejora significativa en el rendimiento, seguridad y confiabilidad de los datos. Esto se logra mediante la optimización del uso del almacenamiento, la mejora de la seguridad y el uso de la redundancia para prevenir la pérdida de datos.
En términos de rendimiento, APFS ofrece una mejora en el tiempo de acceso a los archivos, ya que los archivos se almacenan en unidades lógicas más pequeñas. Esto permite que los archivos se accedan más rápido. Además, APFS ofrece una mejora en el tiempo de escritura, ya que los datos se escriben en varias ubicaciones al mismo tiempo, lo que reduce el tiempo necesario para completar la escritura.
En términos de seguridad, APFS ofrece una mejora significativa mediante el uso de cifrado. Esto significa que los datos almacenados en el sistema no pueden ser leídos a menos que se conozca la contraseña correcta. Esto ayuda a proteger los datos contra el acceso no autorizado.
En términos de confiabilidad, APFS ofrece una mejora significativa mediante el uso de la redundancia. Esto significa que los datos se almacenan en varias ubicaciones al mismo tiempo, lo que reduce el riesgo de pérdida de datos debido a fallas del sistema o fallas del hardware. Además, APFS ofrece herramientas para verificar y reparar errores en los datos, lo que ayuda a mantener la integridad de los datos.