APFS vs. HFS+: Perché APFS è il file system superiore
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Autore:
Anton Kryvoruchko
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Editore:
Mykhailo Miroshnichenko
In questo articolo esploriamo il mondo dei file system, confrontando APFS (Apple File System) con il suo predecessore, HFS+ (Hierarchical File System Plus). Esamineremo i vari vantaggi che APFS offre rispetto a HFS+, inclusi prestazioni migliorate, maggiore affidabilità e funzionalità avanzate come snapshot e clonazione. Che tu sia un utente Mac o semplicemente interessato alle tecnologie di storage, questo video fornirà approfondimenti utili sul motivo per cui APFS è la scelta superiore per l’informatica moderna.
- 1. Introduzione
- 2. Clonazione e compressione
- 3. Snapshot
- 4. Architettura a 64 bit
- 5. Crittografia del disco
- 6. Condivisione dello spazio
- 7. Nuovi timestamp
- 8. Operazioni journaled
- Conclusione
- Domande e risposte
- Commenti
1. Introduzione
HFS+ è entrato in uso nei primi anni 2000 ed è presto diventato obsoleto, essendo sostanzialmente una versione migliorata di HFS. Rendeva semplici operazioni troppo lunghe e non sfruttava efficacemente la memoria dei dispositivi. Per risolvere questi e altri problemi è stato progettato il nuovo sistema APFS, che ha introdotto cambiamenti significativi rispetto al predecessore.
| Caratteristica | HFS+ | APFS |
|---|---|---|
| Anno di rilascio | 1998 | 2017 |
| Tipo di file system | Disco | Moderno, progettato per SSD |
| Crittografia | Limitata | Integrata, supporto completo alla crittografia |
| Prestazioni | Buone, ma più lente su SSD | Ottimizzato per la velocità su SSD |
| Clonazione file | No | Supportata, utilizzo efficiente dello spazio |
| Scalabilità | Limitata | Elevata, supporta grandi volumi di dati |
| Annullamento modifiche | No | Supportato, possibilità di ripristinare versioni precedenti |
| Struttura dati | Basata su blocchi | Orientata agli oggetti |
| Compatibilità | macOS e versioni più datate di iOS | macOS, iOS, tvOS, watchOS |
| Metadati | Limitati | Migliorati, gestione dei dati potenziata |
2. Clonazione e compressione
Grazie a nuove funzionalità come la clonazione (copia istantanea di un file o directory che non richiede spazio disco aggiuntivo per memorizzare i dati) e la compressione (che contribuisce a risparmiare spazio su disco e aumentare la velocità di scrittura), le prestazioni complessive del sistema sono migliorate. Ora le applicazioni si aprono più rapidamente e il tempo di risposta del sistema è stato ridotto.
Un ulteriore vantaggio è la copia rapida con risparmio di spazio su disco. I cloni vengono creati ma occupano lo spazio necessario per un solo file anziché per due. Se vengono apportate modifiche al clone, solo i dati modificati vengono scritti su disco, mentre il resto del file continua a fare riferimento alla versione originale. Questo semplice algoritmo consente un consistente risparmio di spazio su disco.
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3. Snapshot
Grazie all’uso degli snapshot (istantanee del file system in un determinato istante, in sola lettura) le operazioni di backup richiedono molto meno tempo. Il sistema operativo può utilizzare gli snapshot per rendere i backup più efficienti, permettendo a Time Machine di funzionare più velocemente.
4. Architettura a 64 bit
A differenza di HFS+ basato su architettura a 32 bit, APFS utilizza una struttura a 64 bit. In termini semplici, APFS può memorizzare molti più file rispetto al suo predecessore: circa 9 quintilioni di file per volume, un numero più che sufficiente per decine di anni.
5. Crittografia del disco
Oltre a un funzionamento in generale più rapido e stabile, gli utenti avranno accesso a strumenti di crittografia del disco sicuri. Qualsiasi file può essere protetto con una o più chiavi.
6. Condivisione dello spazio
Con la funzionalità Space Sharing, tutti i volumi di un disco possono condividere lo spazio libero. Ad esempio, se un volume non ha spazio sufficiente per ospitare un file, utilizzerà automaticamente parte dello spazio disponibile in un altro volume.
Ecco come è progettato il file system: il sistema operativo crea un container sul disco rigido. Questo container contiene una o più partizioni (volumi), ognuna delle quali ha una propria struttura (lo spazio dei nomi e un insieme di file e directory) per l’archiviazione dei dati, i riferimenti alle posizioni di file e cartelle e la directory root contenente i dati.
Rispetto al suo predecessore, HFS+, se si formatta il disco con uno o più volumi, il vecchio file system assegnava una dimensione fissa a ogni volume, determinata al momento della creazione. In determinate condizioni questa dimensione poteva essere modificata senza perdere dati, ma spesso tali condizioni non coincidevano con la necessità di aumentare la dimensione desiderata.
APFS rimuove la maggior parte di queste limitazioni di dimensione e consente ai volumi di utilizzare qualsiasi spazio libero disponibile sul disco. In questo modo, lo spazio inutilizzato può essere assegnato a qualsiasi volume che ne abbia bisogno. C’è una sola eccezione: i volumi devono trovarsi all’interno dello stesso container.
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7. Nuovi timestamp
Le funzionalità potenziate per la gestione dei dispositivi rimovibili consentono agli utenti di trasferire e leggere informazioni molto più velocemente, riducendo il numero di possibili errori di scrittura.
In APFS la precisione dei timestamp è stata notevolmente migliorata: ora è supportata la marcatura temporale con accuratezza al nanosecondo, mentre HFS+ era limitato a una risoluzione di un secondo.
8. Operazioni journaled
Un altro miglioramento è l’utilizzo del principio “copy-on-write” per garantire che tutte le modifiche e le voci nel journal siano costantemente sincronizzate; in caso di crash del sistema operativo o di interruzione di corrente, i dati sui dischi non verranno compromessi.
Questo vale sia per la piattaforma desktop macOS sia per quella mobile iOS: grazie ad APFS, un iPhone non verrà più reso inutilizzabile se qualcosa va storto durante un aggiornamento.
Poiché APFS è ottimizzato per gli SSD, la velocità di accesso alle unità flash sarà considerevolmente superiore rispetto a HFS+.
Per i dischi rigidi convenzionali, tuttavia, l’aumento delle prestazioni sarà insignificante. Risultati dei test per un HDD ordinario:
| FS | Lettura | Scrittura | Lettura (IOPS) | Scrittura (IOPS) |
|---|---|---|---|---|
| HFS | 85.15 | 85.37 | 81.2 | 81.4 |
| APFS | 85.29 | 85.98 | 81.3 | 82 |
Conclusione
In sintesi, si può affermare che APFS risulta notevolmente superiore rispetto ai file system precedenti, poiché è stato progettato pensando agli SSD e offre prestazioni eccellenti sui nuovi dispositivi Apple. In definitiva, il nuovo file system garantisce prestazioni migliorate, maggiore sicurezza grazie alla tecnologia di crittografia integrata e affidabilità potenziata grazie al nuovo meccanismo di protezione da crash e al processo di backup semplificato.
