Otrzymaj zniżkę

Przegląd systemu plików APFS: dlaczego jest lepszy niż HFS+

Czytajcie o systemie plików APFS. Jakie jego cechy, zalety i wady. Czym on lepszy lub gorszy jest od systemu plików HFS+.

Przegląd systemu plików APFS: dlaczego jest lepszy niż HFS+

Treść:

Wstęp

System HFS+ był już używany na początku lat 2000 i jest bardzo stary, ponieważ był tylko ulepszoną wersją HFS. Zbyt długie wykonywanie prostych operacji, nieefektywne wykorzystanie dużej ilości pamięci urządzenia. Aby rozwiązać te i inne problemy, twórcy rozpoczęli pracę nad nowym systemem APFS. W wyniku tego udało im się wprowadzić znaczące ulepszenia.

APFS
 Mac OS Extended (HFS+)Apple File System (ApFS)
Liczba bloków dystrybucyjnych2 32 (4 billion)2 63 (9 quintillion)
Identyfikatory plików32-bit64-bit
Maksymalny rozmiar pliku2 63 bajt2 63 bajt
Częstotliwość znaczników czasu1 sekunda1 nanosekund
Copy-on-write +
Ochrona przed upadkiem (Crash-protected)raportowalny+
Klonowanie plików i katalogów +
Snapshots +
Współdzielenie przestrzeni (Space sharing) +
Szyfrowanie (Native encryption) +
Sparse files +
Szybka zmiana rozmiaru katalogu (Fast directory sizing) +

Natychmiastowe klonowanie i przerzedzanie

Dzięki nowej funkcji klonowania (natychmiastowa replikacja pliku lub katalogu, który nie wymaga dodatkowego miejsca na dysku) oraz funkcji kompresji (czyli kompresji danych, która oszczędza miejsce na dysku i zwiększa szybkość nagrywania), programiści osiągnęli większą szybkość systemu. Pozwoliło to na szybkie otwieranie aplikacji i przyspieszenie czasu reakcji systemu na żądania użytkowników.

Kolejną zaletą jest szybkie kopiowanie i oszczędność miejsca na dysku. Teraz, jeśli klony są tworzone, nie zajmują podwójnej przestrzeni w pamięci, tylko jedną. W przypadku wprowadzenia zmian w klonie, tylko te zmiany są zapisywane na dysku, a baza plików jest pobierana z wersji oryginalnej. Ten prosty algorytm oszczędza dużo pamięci.

System rzutów

A dzięki zastosowaniu “snapshotów” (są to wrażenia systemowe, które są tylko do odczytu) backup został przyspieszony. Teraz system operacyjny może korzystać z ” snapshotów” dla bardziej efektywnej procedury tworzenia kopii zapasowych. Dzięki temu Time Machine będzie mógł pracować szybciej.

64 architektura bitowa

W przeciwieństwie do 32-bitowej HFS+, 64-bitowa struktura jest używana w APFS. Za pomocą prostych słów APFS może przechowywać znacznie więcej plików, w przeciwieństwie do swojego poprzednika. Ponad 9 kwartyli plików na każdym woluminie wystarczy na najbliższą dekadę.

Szyfrowanie dysków

Oprócz szybszej i bardziej stabilnej pracy systemu operacyjnego, użytkownicy będą mieli dostęp do niezawodnych narzędzi do szyfrowania danych na dysku. Wszelkie pliki mogą być chronione za pomocą jednego lub więcej kluczy.

Space Sharing

Korzystając z funkcji Space Sharing, wszystkie objętości dysku będą mogły “dzielić” się wolną przestrzenią. Teraz, jeśli jedna z partycji warunkowych nie ma wystarczająco dużo miejsca na zainstalowanie pliku, automatycznie zostanie wykorzystane miejsce innej.

System plików jest ułożony w ten sposób – system tworzy kontener na dysku twardym. Kontener ten zawiera jedną lub więcej partycji (tomów), każda z nich ma swoją własną strukturę (własną przestrzeń nazw, zbiór plików i katalogów), gdzie przechowywane są informacje, lokalizacje plików i katalog główny z danymi.

W porównaniu do poprzedniego systemu plików HFS +, jeśli sformatujecie dysk do jednego lub więcej woluminów, każdy wolumin będzie miał określony rozmiar zdefiniowany w momencie jego tworzenia. Pod pewnymi warunkami objętość może być zmniejszona bez utraty jakichkolwiek informacji, ale te warunki często nie dotyczą objętości, która ma być zwiększona.

APFS usuwa większość z tych starych ograniczeń wielkości, pozwalając wolumenom na zakup dowolnego, niewykorzystanego miejsca na dysku. Całkowite niewykorzystane miejsce może zostać przydzielone w razie potrzeby do każdej z objętości. Jest tylko jeden wyjątek. Objętości i każda wolna przestrzeń muszą znajdować się w tym samym pojemniku.

Nowe znaczniki czasu

A usprawniona obsługa dysków przenośnych pozwala na znacznie szybsze przesyłanie i odczytywanie informacji, co zmniejsza liczbę błędów podczas zapisu danych.

APFS znacznie zwiększył dokładność znaczników czasu (stempli czasowych). Ten system plików umożliwia ustawienie znaczników czasowych z dokładnością do nanosekund. Dla porównania, w HFS+ znaczniki czasu zostały ustawione na najbliższą sekundę.

Logowanie transakcji

APFS zaimplementował również schemat kopiowania i zapisywania, który zapewnia, że wszystkie zmiany i logi są stale synchronizowane, a jeśli system operacyjny niespodziewanie “spadnie” lub komputer po prostu wyłączy się z zasilania, nie zmieni się to w nic strasznego dla danych na dysku.

Dotyczy to zarówno stacjonarnego MacOS jak i mobilnego iOS – dzięki APFS, iPhone’y nie zamienią się już w “cegły” po nieudanych aktualizacjach.

Ponieważ ApFS jest zoptymalizowany dla dysków SSD, prędkość dostępu do nośników flash będzie większa niż w przypadku HFS +.

W przypadku dysków twardych wzrost wydajności będzie minimalny. Wyniki testów na zwykłym dysku twardym:

FSCzytanieZapisCzytanie (IOPS)Zapis (IOPS)
HFS85.1585.3781.281.4
ApFS85.2985.9881.382

Podsumowanie

Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że implementacja systemu plików APFS jest znacznie lepsza niż jego poprzedników. System ten jest zoptymalizowany pod kątem dysków SSD i będzie działał poprawnie na nowych urządzeniach Apple. W rezultacie system zapewni większą szybkość działania, większe bezpieczeństwo, z wbudowaną technologią szyfrowania i niezawodność, co zapewni nową ochronę informacji w przypadku awarii oraz uproszczony schemat tworzenia kopii zapasowych danych.

Rekomendujemy