Обзор файловой системы APFS: почему она лучше HFS

Обзор файловой системы APFS: почему она лучше HFS+

Читайте о файловой системе APFS. Какие её характеристики, преимущества и недостатки. Чем она лучше или хуже файловой системы HFS+.

Вступление

Система HFS+ начала применяться еще в начале 2000-х и сильно устарела, потому как это была лишь усовершенствованная версия HFS. Она делала простые операции слишком длительными, неэффективно использовала значительную часть памяти устройств. И чтобы решить эти и другие проблемы, создатели начали работу над новой системой APFS. В результате им удалось добиться существенных улучшений.

Mac OS Extended (HFS+)Apple File System (ApFS)
Количество блоков распределения2 32 (4 billion)2 63 (9 quintillion)
Идентификаторы файлов32-bit64-bit
Максимальный размер файла2 63 байт2 63 байт
Частота меток времени1 секунд1 наносекунд
Copy-on-write+
Зашита от падения (Crash-protected)журналируемый+
Клонирование файлов и каталогов+
Snapshots+
Совместное использование пространства (Space sharing)+
Шифрование (Native encryption)+
Sparse files+
Быстрое изменение размера каталога (Fast directory sizing)+

Мгновенное клонирование и разрежение

Благодаря новой функции клонирования (мгновенного копирования файла или директории, при котором не требуется дополнительное место для хранения данных) и функции разрежения (это сжатие данных, при котором экономится дисковое пространство и увеличивается скорость записи) разработчики добились увеличения скорости работы системы. Что позволило быстро открывать приложения и ускорить время реагирования системы на запросы пользователя.

Еще одним преимуществом есть быстрое копирование с экономией пространства на диске. Теперь, если создаются клоны, они занимают не двойное место в памяти, а лишь одно. Если в клоне появляются изменения, на диск записываются лишь они, а основа файла берется из первоначальной версии. Этот простой алгоритм позволяет существенно экономить память.

Слепки системы

А за счет использования «снапшотов» (это слепки системы, которые открыты только для чтения) ускорилось резервное копирование. Теперь операционная система может использовать «снапшоты» для более эффективной процедуры резервного копирования. Это позволит Time Machine работать быстрее.

64 битная архитектура

В отличии от 32-х битной HFS+ в APFS используется 64-битная структура. Простыми словами APFS сможет хранить намного больше файлов в отличии от ее предшественницы. Это более 9 квинтиллионов файлов на каждом томе чего с излишком хватит на ближайший десяток лет.

Шифрование дисков

Помимо более быстрой и стабильной работы операционной системы, пользователи получат доступ к надежным инструментам шифрования данных на диске. Любые файлы могут быть защищены одним или несколькими ключами.

Space Sharing

Используя функцию Space Sharing, все тома диска смогут «делиться» свободным пространством. Теперь, если в одном условном разделе не хватает места для установки файла, автоматически будет использоваться пространство другого.

Файловая система устроена таким образом – на жестком диск система создает контейнер. Этот контейнер содержит один или несколько разделов (томов), каждый из разделов имеет свою структуру (свое собственное пространство имен, набор файлов и директорий), где храниться информация, ссылки расположения файлов и корневой каталог с данными.

В сравнении с предыдущей файловой системой HFS + если отформатировать диск на один или несколько томов, каждый том будет иметь заданный размер, определенный во время его создания. При определенных условиях объем может быть изменен без потери информации, но эти условия часто не распространяются на объем, который необходимо увеличить.

APFS устраняет большинство этих старых ограничений размера, позволяя томам приобретать любое неиспользуемое пространство, доступное на диске. Общее неиспользуемое пространство может быть назначено на любой из томов, где это необходимо. Есть лишь одно исключение. Объемы и любое свободное пространство должны находиться в одном контейнере.

Новые метки времени

А улучшенная работа с переносными накопителями позволяет передавать и считывать информацию гораздо быстрее, что сокращает ошибки при записи данных.

В APFS значительно увеличена точность меток времени (таймстампов). Эта файловая система поддерживает установку меток времени с точностью до наносекунды. Для сравнения, в HFS+ метки времени выставлялись с точностью до секунды.

Журналирование операций

Еще в APFS реализовали схему copy-on-write, которая гарантирует, что все изменения и записи в журнал будут постоянно синхронизированы, и если операционная система непредвиденно «упадет» или просто компьютер отключится от питания, то ничем страшным для данных на дисковом пространстве это не обернется.

Это касается как десктопной macOS, так и мобильной iOS — благодаря APFS iPhone больше не будут превращаться в «кирпичи» после неудачных обновлений.

Поскольку ApFS оптимизирован для SSD, скорость доступа к флеш-носителю будет выше, чем при использовании HFS +.

На жестких дисках прирост производительности будет минимальным. Результаты тестов с обычным жестким диском:

FSЧтениеЗаписьЧтение (IOPS)Запись (IOPS)
HFS85.1585.3781.281.4
ApFS85.2985.9881.382

Заключение

В целом можно сказать что реализация файловой системы APFS является намного лучшей ее предшественников. Эта система оптимизирована по SSD-диски и будет отлично работать на новых устройствах от Apple. В итоге система даст большую скорость работы системы, усиленную безопасность, благодаря встроенной технологии шифрования и надежность, которую обеспечит новая защита информации в случае сбоев и упрощенная схема резервного копирования данных.

LiNX – решения от профессионалов

Как отформатировать флешку в Mac OS X. Файловые системы и работа с Дисковой утилитой (Часть 1)

  • Почему невозможно записать файлы на внешний жесткий диск?
  • Почему большой файл не копируется на флешку или диск?
  • Как стереть все данные с флешки на Mac OS?

На эти и многие другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье. Расмотрим разницу файловых систем, их преимущества и недостатки, а также научимся разбивать диск на разделы, да и много других полезных моментов, которые смогут вам помочь при работе с накопителями.

Во второй части мы расмотрели как форматировать диски, разбивать носители на разделы и делать и назначать разные файловые системы и файловые структуры.

В третей части мы расмотрели работу с образами дисков, как создавать образ диска из папки/носителя, пустой образ диска, шифрованный образ диска.

Под понятием «накопитель» подразумевается реальный аппаратный компонент. К примеру флешка, жесткий диск или CD/DVD диски. Один и тот же накопитель может нормально работать под Windows, и некорректно работать под Mac OS, или наоборот. Как правило, такая несовместимость с несколькими операционными системами одновременно обусловлена файловой системой диска. Поэтому сначала разберем понятие файловой системы.

Файловая система

Файловая система — это некие правила, которые использует ваша операционная система для хранения, упорядочивания и именования файлов на жестком диске. Если совсем упростить файловая система — это правила, по которым ваша OS записывает файлы, раскладывает их по папкам, и быстро находит нужный вам файл. А в широком смысле это совокупность всех файлов на диске.

Разные OS используют разные файловые системы. К примеру Windows (новые версии после XP) устанавливается на жесткий диск только с файловой системой NTFS, а Mac OS – на диски с файловой системой Mac OS Extended (журнальная).

Также разные OS по разному поддерживают файловые системы. К примеру известная проблема – Mac OS не может записать файлы на диск с файловой системой NTFS, а Windows вообще не распознает Mac OS Extended.

Для начала, давайте расмотрим, какие бывают файловые системы и чем они отличаются.

MS-DOS (FAT) — В этом формате работают 99% всех флешек. Этот формат использовался в операционной системы Windows до внедрения NTFS. Из его основных преимуществ — с ним работают все операционные системы начиная от Mac OS и Windows заканчивая Linux. А также прошивки фотоаппаратов, мобильных телефонов, электронных книг и другие устройства. Но из-за универсальности и (главным образом) возраста этой файловой системы у нее есть и серьезные недостатки: максимальный размер раздела — 32 ГБ т.е. если у вас жесткий диск на 500 ГБ то отформатировать его в FAT одним разделом нельзя, прийдется делить на разделы по 32ГБ. Второе существенное ограничение – максимальный размер одного файла не может перевышать 4 ГБ.

Как вывод можем отметить – MS-DOS (FAT) универсальный очень распространённый формат, но большие файлы, к примеру фильм в хорошем качестве, в него записать нельзя, а из-за ограниченого размера на раздел он не совсем подходит для внешних жестких дисков.

Mac OS Extended (Journaled) – Формат, который использует операционная система Mac OS в качестве основного. Т.е. ваш жесткий диск, который стоит в вашем компьютере отформатирован в Mac OS Extended (Journaled). Это файловая система взаимодействует с Apple устройствами лучше чем какая либо другая. У нее нет ограничений на размер файла, а размер диска может достигать 16ТБ, что значительно больше чем любой из ныне выпущенных жестких дисков. Этот формат может быть полезен при переносе больших файлов между компьютерами Apple, Создание загрузочного диска, или использование диска в качестве жесткого диска для резервной копии Mac OS. Но у этого формата есть и свой недостаток – Winodws практически не поддерживает эту файловую систему. Так что если вам надо передавать данные между компьютерами Mac и Windows – лучше воспользуйтесь форматом MS-DOS (FAT).

Mac OS Extended, Journaled, Case-Sensitive – Формат аналогичен предыдущему с дополнением чувствительности к регистру символов. На таком разделе в одной и той же папке могут находиться файлы с именами мойФайл и мойфайл – это будут разные файлы и разные имена. Этот формат практически не ипользуется из-за возможных проблем при копировании данных с формата Mac OS Extended, Journaled, Case-Sensitive на жесткий диск компьютера с форматом Mac OS Extended (Journaled). Мы не рекомендуем использовать этот формат.

Mac OS Extended Журнальный зашифрованный – Формат аналогичен Mac OS Extended (Journaled), его главное преимущество – весь диск шифруется паролем. При монтировании диска или флеш-накопителя с такой файловой системой у пользователя будет запрашиватся пароль. Используется в большинстве своем на флеш накопителях с конфиденциальными данными. Рекомендуем прочитать более полную статью как создать зашифрованную флешку.

ExFAT – расширенная FAT. ExFAT это производная от MS-DOS (FAT), в которой устранили основные недостатки. Но как и прежде, она предназначенная главным образом для флеш-накопителей, поскольку операционные системы не могут бысть установленны на диск с такой файловой системой.

Размер раздела с файловой системой ExFAT практически неограничен, а размер файла теоретически ограничен до 16 эксабайт (16 миллиардов ГБ). Из недостатков – не все операционные системы поддерживают ее. С ExFAT работают компьютеры под управлением Windows XP SP2 или новее и Mac OS X 10.6.5 или новее.

NTFS – файловая система которая используется в операционных системах Windows которая как exFAT пришла на смену системе FAT. Актуальная версия – 3.1 которая используется в операционных системах начиная с Windows XP и по сегодняшний день. Максимальный размер диска – 16 эксабайт, а размер одного файла не может превышать 16 эксабайт. т.е. фактического ограничения на размер файла нет.

С форматом NTFS Mac OS X по умолчанию работает в режиме чтения. Но после выхода Mac OS X 10.6 была найдена возможность активации функции записи с помощью стандартного драйвера, который предустановлен в операционной системе. Об этом мы напишем в отдельной статье.

А пока, если вам нужно добавить функцию полноценной работы Mac OS X с NTFS, рекомендуем воспользоваться одной из программ:

  • MacFUSE 2.0
  • Paragon NTFS для Mac OS X
  • NTFS-3G для Mac OS X
  • или обратиться к нашим специалистам.

Схема разделов

Кроме файловой системы, которая отвечает за хранение файлов, существует и схема разделов. Это правила по которым диск делится на разделы, а также код и данные, необходимые для последующей загрузки операционной системы. Эта данные располагаются в первых физических секторах на жёстком диске или другом устройстве хранения информации.

Обращать внимание, в большинстве случаев, вам надо на файловую систему, а не на схему разделов. Схема разделов используется во время загрузки с жесткого диска или носителя.

Схема разделов GUID (Globally Unique Identifier) – Схема разделов, которую используют все компьютеры Mac на процессорах Intel. И также единственная схема разделов, с которой Intel-Мак может загружаться.

GUID опирается на расширенные возможности EFI для осуществления загрузки операцинной системы Mac OS или любой другой, которая усановленна на вашем компьютере. Но в разделе GUID есть и данные схемы разделов MBR (описана ниже), которые присутствуют в самом начале диска как для защиты, так и в целях совместимости.

Поэтому, если вы хотите сделать загрузочный диск и у вас Mac на процессоре Intel, значит жесткий диск или любой другой носитель у вас должен быть в схеме разделов GUID с форматом Mac OS Extended (Journaled)

Схема разделов APM (Apple Partition Map) – Эта схема разделов использовалась по умолчанию в компьютерах Мак на основе архитектуры PowerPC с процессором PowerPC G3, G4, G5, от знаменитой компании IBM (не Intel). Это также единственная схема разделов, с которой PowerPC-Мак может загружаться.

Apple отказалась от этой схемы разделов c 2006 года поскольку из-за 32-битных счётчиков максимальный размер диска при размере блока 512 байт может быть лишь 2 TB.

Поэтому, если вы хотите сделать загрузочный диск, и у вас Mac на процессоре IBM значит жесткий диск или любой другой носитель у вас должен быть в схеме разделов APM с форматом Mac OS Extended (Journaled). Но такие копьютеры не поддерживают загрузку с USB томов, а только с FireWire. Так что для этих целей флешка не подойдет, а только внешний жесткий диск с FireWire накопителем.

MBR (Master Boot Record) – Схема разделов, которая по умолчанию используется в большинстве PC компьютеров(80%), включая Windows- совместимые РС. Эту схему разделов вы найдете на большинстве форматированных перед продажей накопителей и флешек. Ни один из Мак компьютеров не поддерживает загрузку с этой схемы разделов, но могут с ней работать.

Эта схема разделов с техникой Apple, в качестве загрузочной не работает, но она нам может очень пригодиться при форматировании обычной флешки. Windows компьютеры не понимают схему разделов GUID, поэтому если вам нужна обычная флешка, нужно проверить, что у нее схема разделов MBR, а формат FAT или exFAT.

Во второй части мы рассмотрели на примерах как форматировать диски, менять схему разделов, разбивать диски на части и многое другое.

http://hetmanrecovery.com/ru/recovery_news/apfs-overview-why-it-is-better-than-hfs-file-system.htm
http://linx.net.ua/format-flash-disk-utilit/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *