Розуміння APFS: нова файлова система від Apple

• 2019

Одним з найбільш орієнтованих на розробників анонсів, які не робили Keynote у WWDC цього року, було Apple, що представила нову файлову систему, яку називали Apple File System (APFS).

Поточні файлові системи, що використовуються компанією (HFS та HFS +), вже більше десяти років, і ніколи не були розроблені для пристроїв зберігання даних, які зберігаються в порядку гігабайт.

APFS був розроблений «з нуля» для рівномірного масштабування на всіх їхніх пристроях. Це означає, що від Apple Watch до Mac всі пристрої будуть використовувати APFS як свою файлову систему за промовчанням у найближчі роки.

Які функції ви можете очікувати в новій файловій системі, і як вони мають значення на рівні користувача? У нас є простий аналіз основних нових функцій APFS, про які повідомив технологічний гігант.

Деталізація наносекундної мітки:

Файлова система HFS +, що використовується в даний час, підтримує деталізацію мітки часу на 1 секунду. Це в основному означає, що часові мітки (прочитані "файл створений на", "останній змінений") на ваших файлах у системі HFS + з точністю до секунди. Це було добре і добре, коли HFS + був спочатку розроблений, майже 13 років тому, для пристроїв зберігання даних, які були повільними і тимчасовими мітками на 1 секунду, можна було легко керувати атомністю файлової системи.

Тим не менш, пристрої зберігання, що використовуються в пристроях нинішнього покоління, здатні виконувати операції вводу-виводу на наносекундному рівні, що робить наносекундною часовою міткою необхідність у сучасній файловій системі.

Шифрування:

Однією з ключових особливостей файлової системи Apple, і, мабуть, найбільш корисною, навіть для непрактичних користувачів, є шифрування. APFS пропонує користувачам три варіанти, як (якщо взагалі) шифрувати свої дані.

1. Незашифровані:

   Користувач може просто вибрати, щоб не зашифрувати свої дані взагалі. Це, мабуть, не найкращий спосіб використовувати файли, якщо на вашому ноутбуці є які-небудь конфіденційні дані; будь-який.

   Тим не менш, до кожного свої, так що ви можете зберегти ваші файли незашифрованими.

2. Шифрування одного ключа:

   Шифрування з одним ключем на вашому пристрої буде працювати так само, як FileVault працює на Mac зараз. Він шифруватиме ваші дані, вимагаючи доступу до нього.

3. Шифрування з декількома ключами:

   Простіше кажучи, багатоканальне шифрування є приголомшливим. Мультиклавішне шифрування на APFS дозволить користувачам створювати кілька ключів для різних файлів або навіть частин файлів. Таким чином, весь ваш диск буде зашифрований, але ви можете створити додаткові клавіші (скажімо, на вашому телефоні), щоб розкрити ще більше даних, коли телефон буде розблоковано, тим самим надаючи вам доступ до ключа. Це захоплююче нове доповнення до APFS, оскільки воно дозволить шифрування на основі файлу, тому різні файли можуть мати різні ключі шифрування.

Розріджені файли:

Розріджені файли дозволяють розподіляти пам'ять файлу тільки тоді, коли це необхідно. Підтримка розріджених файлів означає, що у великому файлі (наприклад, 1 Гб) буде виділено всього 1 Гб простору на пристрої зберігання даних, коли фактичні дані у файлі розміром 1 Гб. Наприклад, розглянемо випадок використання, де ви завантажуєте файл за допомогою торрента. Файл може бути великим файлом, наприклад 1 Гб. У файловій системі HFS +, з моменту завантаження файлу, файлова система виділяє 1 Гб простору файлу, навіть якщо фактичні дані, які могли бути завантажені (і, отже, збережені), можуть становити лише один кілобайт.

APFS, однак, не буде виділяти весь 1 ГБ прямо на початку. Натомість у файлі буде виділено дисковий простір.

Знімки:

"Знімки", як випливає з назви, в основному дозволяє робити знімок файлу в певний момент, таким чином зберігаючи стан файлу, і дозволяючи продовжувати редагувати його. Зміни відслідковуються файловою системою, і тільки нові дані займають додатковий простір. Знімки швидше, ніж звичайні збереження файлів. Типове збереження файлу, яке зберігає всі дані файлу кожен раз, коли користувач «зберігає» файл, займає час, пропорційний розміру файлу.

З іншого боку, знімок зберігає зміни кожного разу, коли користувач "зберігає" файл. Це дозволяє використовувати резервні копії менше дискового простору, ніж файлові системи, що не підтримують знімки. Це означає, що резервні копії TimeMachine стануть швидшими, ефективнішими, а також займають менше місця.

Космічне спільне використання:

Спільне використання простору - це нова функція в APFS, яка дозволить декільком томам логічно розділяти простір пам'яті на пристрої зберігання даних. Це означає, що якщо у вас є 256-гігабайтовий SSD на вашому Mac, APFS дозволить вам розділити його таким чином, що кожен з розділів покаже весь 256 Гб (або розмір, який ви вибрали), як доступний для використання, і розширювати або зменшувати фізичний розмір, коли файли додаються або видаляються з розділів.

Ефективність простору:

Ефективне зберігання файлів на запам'ятовуючому пристрої є надзвичайно важливим для підвищення продуктивності та ефективності використання файлової системи.

APFS обробляє ефективність простору, використовуючи так звані «клони». В основному, якщо ви копіюєте файл у межах однієї файлової системи, замість створення дублікатів даних, APFS просто розділяє ті ж дані на диску з новим файлом. Це означає, що кілька копій одного файлу більше не будуть використовувати додатковий простір «за файл».

Продуктивність:

Компанія Apple зробила деякі вдосконалення APFS, щоб зробити її кращою на своїх пристроях.

APFS оптимізовано для зберігання Flash. Це сховище, яке використовується на кожному новому пристрої Apple, що продається користувачам, і має сенс оптимізувати їхню файлову систему відповідно до використовуваної технології зберігання.

Крім того, APFS використовує те, що називається «TRIM». TRIM - це команда, яка використовується операційною системою для інформування SSD, які блоки даних більше не використовуються і можуть бути очищені. TRIM дозволить SSD "позначити" блоки пам'яті, які більше не містять достовірних даних, тому, коли потрібно записати нові дані, SSD може використовувати позначені блоки. Це призводить до більш високої швидкості запису.

Хоча ця функція була доступна в HFS +, APFS дозволяє виконувати команди TRIM асинхронно, коли файли видаляються або вільний простір відновлюється. Це гарантує, що зміни до метаданих записуються в сховище до виконання операцій видалення або відновлення.

Якщо ви використовували Mac, є ймовірність, що ви зіткнулися з обертовим пляжним м'ячем, більш відомим як "спінінг пляжний м'яч смерті". Це зазвичай відбувається, коли операційна система здійснює кілька операцій запису на SSD. З APFS, Apple змусить файлову систему визначити пріоритети операцій, які відразу з'являються користувачам, у порівнянні з фоновими завданнями, які не видно.

Функція Контраст між HFS + і Apple APFS

Збуджений про APFS?

Зусилля Apple щодо розробки абсолютно нової файлової системи з нуля звучить як хороша ідея; особливо якщо врахувати, що вони розробляють програму, орієнтовану виключно на апаратні засоби Apple, тобто APFS, ймовірно, спробує використати апаратне забезпечення найкращим чином, особливо блискуче швидке зберігання на пристроях Apple. Це має бути гідне поліпшення від багатьох нюансів HFS +, коли Apple нарешті випустила файлову систему APFS наприкінці 2016 року або на початку 2017 року.

Ми дуже раді APFS і як це покращить спосіб, у який наші пристрої Apple обробляють файли і каталоги.

Що ви думаєте про APFS? Дайте нам знати в коментарях нижче.