Що таке APFS (файлова система Apple для macOS)?

APFS використовується на macOS, iOS, watchOS та tvOS

APFS (Apple File System) - це система організації та структурування даних в системі зберігання даних. APFS, спочатку випущений з macOS Sierra, замінює 30-річну HFS +.

HFS + і HFS (дещо більш рання версія ієрархічної файлової системи) спочатку були створені ще за часів дискети, які були основним носієм для зберігання Mac, коли спінінг жорстких дисків був дорогим варіантом, пропонованим третіми сторонами.

Раніше Apple загравала із заміною HFS +, але APFS, який уже входить до iOS, tvOS та watchOS, тепер є файловою системою за замовчуванням для macOS High Sierra та пізніших версій.

APFS оптимізовано для технології зберігання сьогодні та завтра

HFS + був реалізований, коли дискети 800 кілобайт були королем. Поточні Mac не можуть використовувати дискети, але спінінг жорстких дисків починає здаватися таким же архаїчним. Коли Apple наголошує на флеш-пам’яті у всіх своїх продуктах, файлова система, оптимізована для роботи з обертовими носіями, і притаманна їй затримка в очікуванні накручування диска просто не має великого сенсу.

APFS розроблений на основі SSD та інших флеш-систем. Навіть незважаючи на те, що APFS оптимізовано для того, як працює твердотільне зберігання, воно добре працює із сучасними жорсткими дисками.

Майбутнє доведення

APFS підтримує 64-бітове число введення. Inode - це унікальний ідентифікатор, який ідентифікує об'єкт файлової системи. Об'єктом файлової системи може бути що завгодно; файл, папка. Завдяки 64-бітовому іноду, APFS міг би містити приблизно 9 квінтиліонних об'єктів файлової системи, що вибухнули за старий ліміт в 2,1 мільярда.

Дев'ять квінтільйонів може здатися досить великою кількістю, і ви можете правильно запитати, на якому пристрої зберігання буде достатньо місця, щоб фактично вмістити стільки об’єктів. Відповідь вимагає зазирнути в тенденції зберігання. Враховуйте це: Apple вже почала переходити технологію зберігання на рівні підприємств на продукти споживчого рівня, такі як Mac та його здатність використовувати багаторівневе сховище. Це вперше було помічено на накопичувачах Fusion, які переміщують дані між високопродуктивним SSD та більш повільним, але значно більшим жорстким диском. Дані, які часто отримували доступ, зберігалися на швидкому SSD, тоді як файли, що використовуються рідше, зберігалися на жорсткому диску.

Завдяки macOS Apple розширила цю концепцію, додавши в суміш накопичувач на основі iCloud. Дозволяючи фільми та телепередачі, які ви вже дивилися, зберігатись у iCloud, звільняючи місцеві сховища. Хоча в цьому останньому прикладі не потрібна уніфікована система нумерації анодів на всіх дисках, які використовуються цією багаторівневою системою зберігання даних, він показує загальну спрямованість Apple, що рухається; щоб об'єднати кілька технологій зберігання, які найкраще відповідають потребам користувача, і ОС побачить їх як єдиний файловий простір.

Особливості APFS

APFS має ряд функцій, що відрізняють його від старих файлових систем.

  • Клони - Клони дозволяють отримати майже миттєві копії файлів без використання додаткового місця. Замість того, щоб копіювати файл по бітах з одного місця в інше, клони замість цього посилаються на оригінальний файл, поділяючи блоки даних, однакові між двома файлами. Внесіть зміни до одного файлу, і лише новий блок даних, який змінився, записується в новий клон, тоді як і оригінал, і клон продовжують ділитися незмінними блоками даних. Це не тільки робить копіювання та збереження файлів особливо швидким, але й економить потреби в місцях.
  • Знімки - APFS може створити об'ємний знімок, який представляє момент у часі. Знімки можна використовувати для полегшення ефективного резервного копіювання, а також для того, щоб повернутися до того, як все було в певний момент часу. Знімки - це лише вказівники на первинний обсяг та його дані. Новий знімок не займає реального простору, крім кількості місця, необхідного для зберігання вказівника на початковий об'єм. З плином часу і внесення змін до початкового обсягу знімок оновлюється лише змінами, які відбуваються.
  • Шифрування - APFS підтримує сильне повне шифрування диска, використовуючи режими AES-XTS або AES-CBC. І файли, і метадані будуть зашифровані. Підтримувані методи шифрування включають:
    • Очистити (без шифрування).
    • Одноклавішний.
    • Багатоклавішна, з файловими ключами як для даних, так і для метаданих.
  • Обмін простором - спільний доступ до простору припиняє задані розміри розділів; натомість усі томи ділять базовий вільний простір на диску. Обмін простором дозволить декільком томам на диску накопичуватися динамічно і зменшуватися за необхідності без необхідності перерозподілу.
  • Copy-On-Write - Ця схема захисту даних дозволяє ділитися структурами даних до тих пір, поки не буде внесено змін. Після запиту (запису) змін робиться нова унікальна копія, що забезпечує збереження оригіналу неушкодженим. Лише після завершення запису інформація про файл оновлюється, щоб вказувати на нові дані.
  • Atomic Safe-Save - це схоже на ідею копіювання під час запису, але стосується будь-якої операції з файлом, наприклад, перейменування чи переміщення файлу чи каталогу. Використовуючи перейменування як приклад, файл, який збирається перейменувати, копіюється з новими даними (ім'я файлу); поки процес копіювання не буде завершений, оновиться файлова система, яка вказує на нові дані. Це гарантує, що якщо з будь-якої причини, наприклад збою живлення або якогось типу процесора ікони, запис не завершено, оригінальний файл залишиться недоторканим.
  • Рідкі файли - Цей більш ефективний спосіб розподілу файлового простору дозволяє розширювати файловий простір лише за потреби. У файлах, що не мають розріджених файлів, простір файлів потрібно заздалегідь зарезервувати, навіть коли дані не готові до зберігання.