Το APFS (Apple File System) είναι ένα σύστημα για την οργάνωση και τη δομή δεδομένων σε ένα σύστημα αποθήκευσης. Το APFS που κυκλοφόρησε αρχικά με MacOS Sierra αντικαθιστά το 30-year-old HFS +.
Το HFS + και το HFS (μια ελαφρώς παλαιότερη έκδοση του συστήματος ιεραρχικών αρχείων) δημιουργήθηκαν αρχικά στις ημέρες των δισκέτρων, τα οποία ήταν το κύριο μέσο αποθήκευσης για το Mac όταν οι περιστρεφόμενοι σκληροί δίσκοι ήταν μια ακριβή επιλογή που προσφέρονται από τρίτους.
Στο παρελθόν, η Apple έχει φλερτάρει με την αντικατάσταση του HFS +, αλλά το APFS, το οποίο περιλαμβάνεται ήδη στα iOS, tvOS και watchOS, είναι τώρα το προεπιλεγμένο σύστημα αρχείων για το MacOS High Sierra και αργότερα.
Το APFS είναι βελτιστοποιημένο για τη σημερινή και την τεχνολογία αποθήκευσης του αύριο
Το HFS + τέθηκε σε εφαρμογή όταν οι δισκέτες των 800 kb ήταν βασιλιάδες. Οι τρέχοντες Mac ίσως να μην χρησιμοποιούν δισκέτες, αλλά οι περιστρεφόμενοι σκληροί δίσκοι αρχίζουν να φαίνονται εξίσου αρχαϊκοί. Με την Apple να δίνει έμφαση στην αποθήκευση που βασίζεται σε φλας σε όλα τα προϊόντα της, ένα σύστημα αρχείων βελτιστοποιημένο για να λειτουργεί με περιστροφικά μέσα και η εγγενής καθυστέρηση στην περιστροφή του δίσκου, δεν έχει πολύ νόημα.
Το APFS έχει σχεδιαστεί από το get-go για SSD και άλλα συστήματα αποθήκευσης με φλας. Παρόλο που το APFS είναι βελτιστοποιημένο για το πώς λειτουργεί η αποθήκευση σε στερεά κατάσταση, λειτουργεί καλά με τους σύγχρονους σκληρούς δίσκους.
Μελλοντική αποτύπωση
Το APFS υποστηρίζει έναν αριθμό inode 64 bit. Το inode είναι ένα μοναδικό αναγνωριστικό που αναγνωρίζει ένα αντικείμενο συστήματος αρχείων. Ένα αντικείμενο συστήματος αρχείων μπορεί να είναι οτιδήποτε. ένα αρχείο, ένα φάκελο. Με ένα inode 64 bit, το APFS θα μπορούσε να συγκρατήσει περίπου 9 αντικείμενα συστήματος αρχείων quintillion που ανατίναξαν το παλιό όριο των 2,1 δισ. Ευρώ.
Εννέα quintillion μπορεί να φαίνεται σαν ένα αρκετά μεγάλο αριθμό, και ίσως να ρωτήσετε σωστά ποια συσκευή αποθήκευσης θα έχει αρκετό χώρο για να κρατήσει πραγματικά ότι πολλά αντικείμενα. Η απάντηση απαιτεί μια ματιά στις τάσεις αποθήκευσης. Εξετάστε αυτό το θέμα: Η Apple έχει ήδη αρχίσει να μετακινεί την τεχνολογία αποθήκευσης σε επίπεδο επιχείρησης σε προϊόντα σε επίπεδο καταναλωτών, όπως το Mac και την ικανότητά του να χρησιμοποιεί κλιμακωτή αποθήκευση. Αυτό παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στους δίσκους Fusion που μετέφεραν δεδομένα μεταξύ ενός SSD υψηλής απόδοσης και ενός πιο αργού αλλά πολύ μεγαλύτερου σκληρού δίσκου. Συχνά προσπελάσιμα δεδομένα διατηρήθηκαν στο γρήγορο SSD, ενώ τα αρχεία που χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά αποθηκεύονταν στο σκληρό δίσκο.
Με MacOS, η Apple επέκτεινε αυτή την έννοια προσθέτοντας αποθήκευση με βάση το iCloud στο μίγμα. Επιτρέποντας την προβολή ταινιών και τηλεοπτικών εκπομπών που έχετε ήδη παρακολουθήσει να αποθηκευτούν στο iCloud για την απελευθέρωση του τοπικού χώρου αποθήκευσης. Ενώ αυτό το τελευταίο παράδειγμα δεν απαιτεί ένα ενοποιημένο σύστημα αρίθμησης inode σε όλους τους δίσκους που χρησιμοποιούνται από αυτό το κλιμακωτό σύστημα αποθήκευσης, δείχνει μια γενική κατεύθυνση που η Apple μπορεί να κινείται. για να φέρει σε επαφή τις πολλαπλές τεχνολογίες αποθήκευσης που ταιριάζουν καλύτερα στις ανάγκες του χρήστη και το OS να τους δει ως ένα ενιαίο χώρο αρχείων.
Χαρακτηριστικά APFS
Το APFS διαθέτει μια σειρά από λειτουργίες που το ξεχωρίζουν από τα παλαιότερα συστήματα αρχείων.
- Κλώνες - Οι κλώνοι επιτρέπουν σχεδόν στιγμιαία αντίγραφα αρχείων χωρίς χρήση πρόσθετου χώρου. Αντί να αντιγράφετε ένα αρχείο ανά δυαδικό ψηφίο από τη μια θέση στην άλλη, οι κλώνοι αναφέρουν το αρχικό αρχείο, μοιράζοντας τα μπλοκ δεδομένων που είναι πανομοιότυπα μεταξύ των δύο αρχείων. Κάνετε αλλαγές σε ένα αρχείο και μόνο το μπλοκ δεδομένων που έχει αλλάξει γράφεται στον νέο κλώνο, ενώ τόσο το πρωτότυπο όσο και ο κλώνος συνεχίζουν να μοιράζονται αμετάβλητα μπλοκ δεδομένων. Αυτό όχι μόνο κάνει την αντιγραφή αρχείων και την εξοικονόμηση ιδιαίτερα γρήγορα, αλλά και αποθηκεύει τις ανάγκες χώρο αποθήκευσης.
- Στιγμιότυπα - Το APFS μπορεί να δημιουργήσει ένα στιγμιότυπο όγκου που αντιπροσωπεύει ένα χρονικό σημείο. Τα στιγμιότυπα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διευκόλυνση των αποδοτικών αντιγράφων ασφαλείας καθώς και για να σας επιτρέψουν να επιστρέψετε στο πώς τα πράγματα ήταν σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο. Τα στιγμιότυπα είναι δείκτες μόνο για ανάγνωση στον αρχικό τόμο και τα δεδομένα του. Ένα νέο στιγμιότυπο δεν καταλαμβάνει πραγματικό χώρο, εκτός από τον χώρο που απαιτείται για την αποθήκευση ενός δείκτη στον αρχικό τόμο. Με την πάροδο του χρόνου και αλλαγές στον αρχικό τόμο, το στιγμιότυπο ενημερώνεται μόνο με τις αλλαγές που συμβαίνουν.
- Κρυπτογράφηση - Το APFS υποστηρίζει ισχυρή κρυπτογράφηση πλήρους δίσκου χρησιμοποιώντας λειτουργίες AES-XTS ή AES-CBC. Και τα δύο αρχεία και τα μεταδεδομένα θα κρυπτογραφηθούν. Οι υποστηριζόμενες μέθοδοι κρυπτογράφησης περιλαμβάνουν:
- Σαφής (χωρίς κρυπτογράφηση).
- Μονοπλήκτρο.
- Πολλαπλών κλειδιών, με κλειδιά ανά αρχείο για δεδομένα και μεταδεδομένα.
- Κοινή χρήση χώρου - Η κοινή χρήση χώρου θέτει τέλος στα προκαθορισμένα μεγέθη διαμερισμάτων. Αντίθετα, όλοι οι τόμοι μοιράζονται τον υποκείμενο ελεύθερο χώρο σε μια μονάδα δίσκου. Η διαμεσολάβηση χώρου θα επιτρέψει σε πολλαπλούς τόμους σε μια μονάδα να αναπτυχθούν και να συρρικνωθούν δυναμικά ανάλογα με τις ανάγκες, χωρίς να απαιτείται ανακατανομή.
- Copy-On-Write - Αυτό το σχήμα προστασίας δεδομένων επιτρέπει την κοινή χρήση δομών δεδομένων, εφόσον δεν πραγματοποιείται καμία αλλαγή. Μόλις ζητηθεί μια αλλαγή (γράψτε), δημιουργείται ένα νέο μοναδικό αντίγραφο, διασφαλίζοντας ότι το πρωτότυπο παραμένει άθικτο. Μόνο μετά την ολοκλήρωση της εγγραφής, ενημερώνονται οι πληροφορίες αρχείου για να εμφανιστούν τα νέα δεδομένα.
- Atomic Safe-Save - Αυτό είναι παρόμοιο με την ιδέα της copy-on-write, αλλά ισχύει για οποιαδήποτε λειτουργία αρχείου, όπως μια μετονομασία ή μετακίνηση ενός αρχείου ή ενός καταλόγου. Χρησιμοποιώντας τη μετονομασία ως παράδειγμα, το αρχείο που πρόκειται να μετονομαστεί αντιγράφεται με τα νέα δεδομένα (το όνομα του αρχείου). όχι μέχρι να ολοκληρωθεί η διαδικασία αντιγραφής είναι το σύστημα των αρχείων ενημερωμένο ώστε να δείχνει τα νέα δεδομένα. Αυτό εξασφαλίζει ότι εάν για οποιονδήποτε λόγο, όπως διακοπή ρεύματος ή κάποιος τύπος hiccup CPU, η εγγραφή δεν ολοκληρωθεί, το αρχικό αρχείο παραμένει άθικτο.
- Sparse Files - Αυτός ο αποτελεσματικότερος τρόπος κατανομής χώρου αρχείων επιτρέπει στον χώρο του αρχείου να αναπτυχθεί μόνο όταν χρειάζεται. Σε μη αραιά συστήματα αρχείων, ο χώρος του αρχείου πρέπει να δεσμεύεται εκ των προτέρων, ακόμη και όταν δεν είναι έτοιμα για αποθήκευση δεδομένα.
