APFS (Apple File System) to system do porządkowania i strukturyzacji danych w systemie pamięci masowej. Wydanie APFS pierwotnie wydane z macOS Sierra zastępuje 30-letni HFS +.
HFS + i HFS (nieco wcześniejsza wersja Hierarchicznego Systemu Plików) zostały pierwotnie utworzone w czasach dyskietek, które były podstawowym nośnikiem pamięci masowej dla komputerów Mac, gdy kręcenie dyskami twardymi było drogim rozwiązaniem oferowanym przez strony trzecie.
W przeszłości Apple flirtowało z wymianą HFS +, ale APFS, który jest już zawarty w iOS, tvOS i watchOS, jest teraz domyślnym systemem plików dla macOS High Sierra i późniejszych.
APFS to zoptymalizowana na dziś i jutra technologia pamięci masowej
HFS + zostało zaimplementowane, gdy królowały dyskietki 800 kb. Obecne komputery Mac mogą nie używać dyskietek, ale wirowanie dysków twardych zaczyna wydawać się równie archaiczne. Ponieważ Apple kładzie nacisk na przechowywanie pamięci flash we wszystkich swoich produktach, system plików zoptymalizowany pod kątem współpracy z nośnikami rotacyjnymi i nieodłączne opóźnienia w oczekiwaniu na obrót dysku po prostu nie mają większego sensu.
APFS został zaprojektowany z myślą o dyskach SSD i innych systemach pamięci masowej opartych na pamięci flash. Mimo że APFS jest zoptymalizowany pod kątem działania pamięci masowej, działa dobrze na nowoczesnych dyskach twardych.
Przyszłe sprawdzanie
APFS obsługuje 64-bitowy numer i-węzła. Węzeł jest unikalnym identyfikatorem, który identyfikuje obiekt systemu plików. Obiekt systemu plików może być dowolnym; plik, folder. W przypadku 64-bitowego i-węzła APFS może pomieścić około 9 kwintillionowych obiektów systemu plików, które przepływają przez stary limit wynoszący 2,1 miliarda.
Dziewięć kwintillionów może wydawać się całkiem dużą liczbą i możesz słusznie zapytać, jakie urządzenie magazynujące ma wystarczająco dużo miejsca, aby pomieścić tak wiele obiektów. Odpowiedź wymaga zapoznania się z trendami przechowywania. Rozważmy to: Apple już zaczęło przenosić technologię pamięci masowej na poziomie przedsiębiorstwa do produktów na poziomie konsumenckim, takich jak komputery Mac i możliwość korzystania z wielopoziomowego magazynu. Po raz pierwszy zaobserwowano to w dyskach Fusion, które przesuwały dane pomiędzy dyskiem SSD o wysokiej wydajności a wolniejszym, ale znacznie większym dyskiem twardym. Często pobierane dane były przechowywane na szybkim dysku SSD, podczas gdy pliki używane rzadziej były przechowywane na dysku twardym.
W systemie MacOS firma Apple rozszerzyła tę koncepcję, dodając do niej pamięć masową opartą na technologii iCloud. Zezwalanie na filmy i programy telewizyjne, które już oglądałeś, są przechowywane w iCloud, zwalniając pamięć lokalną. Podczas gdy ten ostatni przykład nie wymaga zunifikowanego systemu numerowania i-węzłów na wszystkich dyskach używanych przez ten warstwowy system pamięci masowej, pokazuje ogólny kierunek, w którym może się przemieszczać Apple; połączyć wiele technologii pamięci masowej, które najlepiej pasują do potrzeb użytkownika, a system operacyjny widzi je jako pojedynczą przestrzeń plików.
Funkcje APFS
APFS ma wiele funkcji, które odróżniają go od starszych systemów plików.
- Klony - Klony pozwalają na niemal natychmiastowe kopiowanie plików bez dodatkowego miejsca. Zamiast kopiować plik krok po kroku z jednej lokalizacji do drugiej, klony zamiast tego odwołują się do oryginalnego pliku, dzieląc bloki danych, które są identyczne między dwoma plikami. Wprowadź zmiany w jednym pliku, a tylko zmieniony blok danych zostanie zapisany w nowym klonie, podczas gdy zarówno oryginał, jak i klon będą nadal udostępniać niezmienione bloki danych. Pozwala to nie tylko szybko kopiować i zapisywać pliki, ale także oszczędzać na potrzebach związanych z przestrzenią dyskową.
- Migawki - APFS może utworzyć migawkę woluminu reprezentującą punkt w czasie. Migawek można używać w celu ułatwienia tworzenia wydajnych kopii zapasowych, a także w celu powrotu do konkretnych sytuacji w określonym momencie. Migawki są wskaźnikami tylko do odczytu do pierwotnego woluminu i jego danych. Nowa migawka nie zajmuje żadnej rzeczywistej przestrzeni, poza ilością miejsca potrzebnego do zapisania wskaźnika do początkowego woluminu. W miarę upływu czasu i zmiany w oryginalnym woluminie, migawka jest aktualizowana tylko z powodu zmian, które występują.
- Szyfrowanie - APFS obsługuje silne szyfrowanie pełnych dysków przy użyciu trybów AES-XTS lub AES-CBC. Zarówno pliki, jak i metadane będą szyfrowane. Obsługiwane metody szyfrowania obejmują:
- Wyczyść (bez szyfrowania).
- Jeden klucz.
- Multi-key, z kluczami dla poszczególnych plików dla danych i metadanych.
- Współdzielenie przestrzeni - udostępnianie przestrzeni powoduje zakończenie wstępnego definiowania rozmiarów partycji; zamiast tego wszystkie woluminy współużytkują wolną przestrzeń na dysku. Współdzielenie przestrzeni pozwoli zwiększyć liczbę woluminów na dysku i w razie potrzeby zmniejszyć się dynamicznie, bez konieczności ponownego dzielenia na partycje.
- Kopiuj przy zapisie - ten schemat ochrony danych pozwala na udostępnianie struktur danych, o ile nie wprowadzono żadnych zmian. Po zażądaniu zmiany (zapis) tworzona jest nowa unikatowa kopia, dzięki której oryginał pozostaje nienaruszony. Dopiero po zakończeniu zapisu zaktualizowane zostaną informacje o pliku w celu wskazania nowych danych.
- Atomic Safe-Save - Jest to podobne do idei kopiowania przy zapisie, ale dotyczy dowolnej operacji na plikach, takiej jak zmiana nazwy lub przenoszenie pliku lub katalogu. Używając zmiany nazwy jako przykładu, plik, który ma zostać zmieniony, jest kopiowany z nowymi danymi (nazwa pliku); Dopóki proces kopiowania nie zostanie zakończony, system plików jest aktualizowany, aby wskazywać nowe dane. Gwarantuje to, że jeśli z jakiegoś powodu, na przykład z powodu awarii zasilania lub jakiegoś rodzaju nieszczelności procesora, zapis nie zostanie ukończony, oryginalny plik pozostanie nienaruszony.
- Rzadkie pliki - ten bardziej wydajny sposób przydzielania przestrzeni plików pozwala zwiększyć przestrzeń plików tylko wtedy, gdy jest to rzeczywiście potrzebne. W nieskomplikowanych systemach plików przestrzeń plików musi być wcześniej zarezerwowana, nawet jeśli żadne dane nie są gotowe do zapisania.
