Содержание
APFS (Apple File System) — это система для организации и структурирования данных в системе хранения. APFS, первоначально выпущенная с macOS Sierra, заменяет 30-летнюю HFS +.
HFS + и HFS (немного более ранняя версия иерархической файловой системы) были изначально созданы еще во времена гибких дисков, которые были основным носителем для Mac, когда вращающиеся жесткие диски были дорогим вариантом, предлагаемым третьими сторонами.
В прошлом Apple заигрывала с заменой HFS +, но APFS, которая уже включена в iOS, tvOS и watchOS, теперь является файловой системой по умолчанию для macOS High Sierra и более поздних версий.
APFS оптимизирована для технологий хранения данных сегодня и завтра
HFS + был реализован, когда 800 кБ дискеты были королем. Современные Mac могут не использовать дискеты, но вращающиеся жесткие диски начинают казаться архаичными. Apple подчеркивает необходимость использования флэш-памяти во всех своих продуктах, а файловая система, оптимизированная для работы с ротационными носителями, и внутренняя задержка в ожидании вращения диска просто не имеют особого смысла.
APFS разработана с самого начала для SSD и других флеш-систем хранения. Несмотря на то, что APFS оптимизирована для работы твердотельного хранилища, она хорошо работает с современными жесткими дисками.
Будущая проверка
APFS поддерживает 64-битный номер индекса. Индод — это уникальный идентификатор, который идентифицирует объект файловой системы. Объект файловой системы может быть чем угодно; файл, папка. С 64-битным индексом APFS может содержать примерно 9 квинтиллионных объектов файловой системы, превышающих старый предел в 2,1 миллиарда.
Девять квинтиллионов может показаться довольно большим числом, и вы можете справедливо спросить, на каком устройстве хранения будет достаточно места, чтобы вместить столько объектов. Ответ требует взглянуть на тенденции хранения. Подумайте об этом: Apple уже начала переносить технологию хранения уровня предприятия на продукты уровня потребителя, такие как Mac, и возможность использовать многоуровневое хранилище. Впервые это было замечено в дисках Fusion, которые перемещают данные между высокопроизводительным твердотельным накопителем и более медленным, но гораздо большим жестким диском. Часто используемые данные хранятся на быстром SSD, а файлы, которые используются реже, хранятся на жестком диске.
С помощью macOS Apple расширила эту концепцию, добавив хранилище на основе iCloud. Разрешение фильмов и телепередач, которые вы уже смотрели, хранится в iCloud, освобождая локальное хранилище. Хотя этот последний пример не требует единой системы нумерации инодов на всех дисках, используемых этой многоуровневой системой хранения, он показывает общее направление, в котором Apple может двигаться; объединить несколько технологий хранения, которые наилучшим образом соответствуют потребностям пользователя, и заставить ОС рассматривать их как единое файловое пространство.
APFS Особенности
APFS имеет ряд функций, которые отличают его от старых файловых систем.
- Клоны — клоны позволяют почти мгновенно копировать файлы без использования дополнительного пространства. Вместо того, чтобы копировать файл постепенно из одного места в другое, клоны вместо этого ссылаются на исходный файл, разделяя блоки данных, которые идентичны между этими двумя файлами. Внесите изменения в один файл, и только новый блок данных, который был изменен, будет записан в новый клон, в то время как и оригинал, и клон будут совместно использовать неизмененные блоки данных. Это не только делает копирование и сохранение файлов особенно быстрым, но и экономит место на диске.
- Снимки — APFS может создать моментальный снимок тома, представляющий момент времени. Снимки можно использовать для обеспечения эффективного резервного копирования, а также для возврата к тому, как все было в определенный момент времени. Снимки — это указатели только для чтения на исходный том и его данные. Новый снимок не занимает реального места, кроме объема, необходимого для хранения указателя на исходный том. По прошествии времени и внесения изменений в исходный том снимок обновляется только с учетом происходящих изменений.
- Шифрование — APFS поддерживает надежное полное шифрование диска с использованием режимов AES-XTS или AES-CBC. Оба файла и метаданные будут зашифрованы. Поддерживаемые методы шифрования включают в себя:
- Очистить (без шифрования).
- Single-ключ.
- Многоключевой, с файловыми ключами для данных и метаданных.
- Совместное использование пространства — Совместное использование пространства положило конец заранее заданным размерам разделов; вместо этого все тома совместно используют базовое свободное пространство на диске. Совместное использование пространства позволит динамически увеличивать и сокращать несколько томов на диске без необходимости перераспределения.
- Копирование при записи — эта схема защиты данных позволяет совместно использовать структуры данных, если не вносятся изменения. Как только изменение запрошено (запись), создается новая уникальная копия, гарантируя, что оригинал останется неповрежденным. Только после завершения записи информация о файле обновляется, чтобы указывать на новые данные.
- Атомное безопасное сохранение — это похоже на идею копирования при записи, но применяется к любой файловой операции, такой как переименование или перемещение файла или каталога. Используя переименование в качестве примера, файл, который собирается переименовать, копируется с новыми данными (именем файла); файловая система не обновляется, пока не завершится процесс копирования, чтобы указывать на новые данные. Это гарантирует, что если по какой-либо причине, например, сбоя питания или какого-либо сбоя ЦП, запись не будет завершена, исходный файл останется без изменений.
- Разреженные файлы. Этот более эффективный способ выделения файлового пространства позволяет увеличивать файловое пространство только тогда, когда это действительно необходимо. В не разреженных файловых системах файловое пространство должно быть зарезервировано заранее, даже если данные не готовы для хранения.
