Zrozumienie APFS: nowy system plików od Apple

• 2019

Jednym z bardziej zorientowanych na programistów ogłoszeń, które nie stały się Keynote w tegorocznym WWDC, było wprowadzenie przez Apple nowego systemu plików nazwanego Apple File System (APFS).

Obecne systemy plików używane przez firmę (HFS i HFS +) mają ponad dekadę lat i nigdy nie były tak naprawdę zaprojektowane do przechowywania urządzeń przechowujących dane w kolejności Gigabajtów.

APFS został opracowany "od zera", aby skalować się równomiernie na wszystkich urządzeniach. Oznacza to, że z Apple Watch na Maca wszystkie urządzenia będą używać APFS jako domyślnego systemu plików w nadchodzących latach.

Jakie funkcje można oczekiwać w nowym systemie plików i jak mają one znaczenie na poziomie użytkownika? Mamy prostą analizę najważniejszych nowych funkcji w APFS, ogłoszonych przez giganta technologicznego.

Nanosecond Timestamp Granularity:

Aktualnie używany system plików HFS + obsługuje 1 sekundową szczegółowość sygnatury czasowej. Zasadniczo oznacza to, że znaczniki czasu (czytaj "plik utworzony na", "ostatnia modyfikacja") na plikach w systemie HFS + są dokładne do sekundy. Wszystko było dobrze i dobrze, gdy HFS + został pierwotnie zaprojektowany, prawie 13 lat temu, dla urządzeń pamięci, które były wolne, a 1-sekundowe znaczniki czasu mogły z łatwością zarządzać atomowością systemu plików.

Jednak urządzenia pamięci masowej używane w bieżącej generacji urządzeń mogą wykonywać operacje we / wy na poziomie nanosekundowym, co sprawia, że ​​nanosekundowa sygnatura czasowa jest niezbędna w nowoczesnym systemie plików.

Szyfrowanie:

Jedną z kluczowych funkcji systemu plików Apple i być może najbardziej użyteczną, nawet dla użytkowników niemających mocy, jest szyfrowanie. APFS oferuje użytkownikom trzy opcje szyfrowania danych (jeśli w ogóle).

1. Nieszyfrowane:

   Użytkownik może w ogóle nie zdecydować się na szyfrowanie swoich danych. Prawdopodobnie nie jest to najlepszy sposób sprawdzania plików, jeśli masz jakieś poufne dane na swoim laptopie; w ogóle.

   Jednak dla każdego z nich, dzięki czemu można zachować swoje pliki niezaszyfrowane.

2. Szyfrowanie z jednym kluczem:

   Szyfrowanie z jednym kluczem na urządzeniu działa w taki sam sposób, jak teraz FileVault działa na komputerze Mac. Zaszyfruje twoje dane, wymagając klucza, aby uzyskać do niego dostęp.

3. Szyfrowanie wieloprzyciskowe:

   Mówiąc najprościej, szyfrowanie wieloprzyciskowe jest niesamowite. Szyfrowanie wieloprzyciskowe w APFS umożliwia użytkownikom tworzenie wielu kluczy dla różnych plików, a nawet części plików. Cały Twój dysk zostanie zaszyfrowany, ale możesz utworzyć dodatkowe klucze (np. Na telefonie), aby ujawnić jeszcze więcej danych po odblokowaniu telefonu, dając w ten sposób dostęp do klucza. Jest to ekscytujący nowy dodatek do APFS, ponieważ umożliwia szyfrowanie według "pliku", więc różne pliki mogą mieć różne klucze szyfrowania.

Rzadkie pliki:

Rozproszone pliki umożliwiają przydzielanie pamięci do pliku tylko w razie potrzeby. Obsługa plików sparse oznacza, że ​​dużemu plikowi (powiedzmy 1 GB) zostanie przydzielona cała przestrzeń 1 GB na urządzeniu pamięci, gdy rzeczywiste dane w pliku mają rozmiar 1 GB. Weźmy na przykład przypadek użycia, w którym pobierasz plik za pomocą torrenta. Plik może być dużym plikiem, powiedzmy 1 GB. W systemie plików HFS +, w momencie rozpoczęcia pobierania pliku, system plików przydziela 1 GB miejsca na plik, nawet jeśli rzeczywiste dane, które mogły zostać pobrane (a tym samym zapisane), mogą wynosić zaledwie jeden kilobajt.

Jednak program APFS nie przydzieli całego prawa 1GB na samym początku. Zamiast tego plik zostanie przydzielony na dysku w miarę jego wzrostu.

Migawki:

"Migawki", jak sama nazwa wskazuje, pozwala w zasadzie zrobić migawkę pliku w określonym momencie, dlatego też zapisuje stan pliku i pozwala kontynuować jego edycję. Zmiany są śledzone przez system plików, a tylko nowe dane zajmują dodatkowe miejsce. Migawki są szybsze niż typowe zapisy plików. Typowy zapis pliku, który zapisuje wszystkie dane pliku za każdym razem, gdy użytkownik "zapisuje" plik, zajmuje czas proporcjonalny do wielkości pliku.

Z drugiej strony, migawka zapisuje zmiany tylko za każdym razem, gdy użytkownik "zapisuje" plik. Dzięki temu kopie zapasowe mogą zużywać mniej miejsca na dysku niż na nieobsługujących migawek systemach plików. Oznacza to, że kopie zapasowe TimeMachine staną się szybsze, bardziej wydajne i zajmują również mniej miejsca.

Udostępnianie przestrzeni:

Współdzielenie przestrzeni to nowa funkcja w APFS, która pozwala logicznie współużytkować wiele woluminów pamięci masowej na urządzeniu pamięci masowej. Oznacza to, że jeśli masz dysk SSD 256 GB na Macu, APFS pozwoli Ci go podzielić w taki sposób, że każda z partycji pokaże całe 256 GB (lub wybrany przez ciebie rozmiar), jak to będzie możliwe do użycia i będzie rozwiń lub zmniejsz rozmiar fizyczny, gdy pliki są dodawane lub usuwane z partycji.

Wydajność kosmiczna:

Wydajne przechowywanie plików na urządzeniu pamięci ma ogromne znaczenie dla lepszej wydajności, jak również wydajniejszego korzystania z systemu plików.

APFS radzi sobie z efektywnością wykorzystania przestrzeni, używając tzw. "Klonów". Zasadniczo, jeśli kopiujesz plik w tym samym systemie plików, zamiast tworzyć duplikat danych, APFS po prostu dzieli te same dane na dysku z nowym plikiem. Oznacza to, że wiele kopii tego samego pliku nie będzie już używać dodatkowego miejsca "na plik".

Wydajność:

Apple wprowadził pewne ulepszenia do APF-a, aby zapewnić lepszą wydajność na swoich urządzeniach.

APFS jest zoptymalizowany pod kątem pamięci Flash. Jest to pamięć masowa wykorzystywana na każdym nowym urządzeniu Apple sprzedawanym użytkownikom i ma sens, aby ich system plików był zoptymalizowany zgodnie z używaną technologią przechowywania.

Ponadto w APFS wykorzystywany jest tak zwany "TRIM". TRIM to polecenie używane przez system operacyjny do informowania SSD, które bloki danych nie są już używane i mogą być wyczyszczone. TRIM pozwoli SSD "oznaczyć" bloki pamięci, które nie zawierają już poprawnych danych, więc gdy potrzebne są nowe dane, SSD może korzystać z zaznaczonych bloków. Powoduje to większą szybkość zapisu.

Chociaż ta funkcja była dostępna w systemie plików HFS +, protokół APFS zezwala na wydawanie komend TRIM asynchronicznie po usunięciu plików lub odzyskaniu wolnego miejsca. Zapewnia to zapisywanie zmian w metadanych w pamięci, zanim zostaną wykonane operacje usuwania lub odzyskiwania.

Jeśli korzystasz z komputera Mac, istnieje szansa, że ​​napotkasz wirującą piłkę plażową, bardziej znaną jako "wirująca piłka plażowa śmierci". Zwykle ma to miejsce, gdy system operacyjny wykonuje wiele operacji zapisu na dysku SSD. Dzięki APFS Apple sprawi, że system plików nadadzą priorytet operacjom, które są natychmiast widoczne dla użytkowników, w porównaniu do zadań w tle, które nie są widoczne.

Kontrast między HFS + i Apple APFS

Podekscytowany APFS?

Wysiłek Apple'a zmierzający do opracowania zupełnie nowego systemu plików od podstaw brzmi jak dobry pomysł; zwłaszcza biorąc pod uwagę, że rozwijają się one wyłącznie na sprzęcie Apple, co oznacza, że ​​APFS prawdopodobnie spróbuje wykorzystać sprzęt w najlepszy możliwy sposób, w szczególności niesamowicie szybką pamięć flash na urządzeniach Apple. To powinno przyzwoicie poprawić wiele niuansów HFS +, gdy Apple w końcu wypuści system plików APFS pod koniec 2016 lub na początku 2017 roku.

Jesteśmy bardzo podekscytowani systemem plików APFS i jego ulepszeniem sposobu, w jaki nasze urządzenia Apple obsługują pliki i katalogi.

Co sądzisz o APFS? Daj nam znać w komentarzach poniżej.