Τι είναι το APFS (το σύστημα αρχείων της Apple για macOS);

APFS (Apple File System) είναι ένα ιδιόκτητο σύστημα για την οργάνωση και τη δόμηση δεδομένων σε ένα σύστημα αποθήκευσης. APFS, με το οποίο κυκλοφόρησε αρχικά η Apple macOS Το High Sierra, αντικαθιστά το 30χρονο σύστημα HFS+ που χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως σε Mac.

Τα HFS+ και HFS (μια παλαιότερη έκδοση του Hierarchical File System) δημιουργήθηκαν την εποχή των δισκέτας. Το κύριο μέσο αποθήκευσης για το Mac όταν οι περιστρεφόμενοι σκληροί δίσκοι ήταν μια δαπανηρή επιλογή που προσέφερε η τρίτη κόμματα.

Η Apple φλέρταρε με την αντικατάσταση του HFS+ όλα αυτά τα χρόνια. Τελικά, το APFS, το οποίο περιλαμβάνεται ήδη σε iOS, tvOS και watchOS, έγιναν το προεπιλεγμένο σύστημα αρχείων για Mac που χρησιμοποιούν macOS High Sierra και μεταγενέστερα.

Βελτιστοποιημένο για σύγχρονη τεχνολογία αποθήκευσης

Το HFS+ εφαρμόστηκε όταν Δισκέτες 800 KB ήταν βασιλιάς. Οι τρέχοντες Mac δεν χρησιμοποιούν δισκέτες και περιστρεφόμενοι σκληροί δίσκοι αρχίζουν να φαίνονται το ίδιο αρχαϊκές. Με την Apple να δίνει έμφαση στην αποθήκευση που βασίζεται σε flash σε όλα τα προϊόντα της, ένα σύστημα αρχείων βελτιστοποιημένο για εργασία τα περιστροφικά μέσα και η εγγενής καθυστέρηση στην αναμονή για περιστροφή ενός δίσκου δεν κάνουν πλέον πολλά έννοια.

Σχεδιασμένο από την Apple APFS από την αρχή SSD και άλλα συστήματα αποθήκευσης που βασίζονται σε flash. Παρόλο που το APFS είναι βελτιστοποιημένο για αποθήκευση στερεάς κατάστασης, αποδίδει καλά με σύγχρονους σκληρούς δίσκους.

Μέλλον-Συντήρηση

Το APFS υποστηρίζει έναν αριθμό inode 64-bit. Το inode είναι ένα μοναδικό αναγνωριστικό που προσδιορίζει ένα αντικείμενο συστήματος αρχείων — ένα αρχείο ή έναν φάκελο. Με ένα inode 64-bit, το APFS μπορεί να φιλοξενήσει περίπου 9 εκατομμύρια αντικείμενα συστήματος αρχείων που ξεπερνούν το παλιό όριο των 2,1 δισεκατομμυρίων.

Τα εννέα πεντα είναι ένας μεγάλος αριθμός και μπορεί δικαίως να αναρωτιέστε ποια συσκευή αποθήκευσης θα έχει αρκετό χώρο για να χωρέσει τόσα πολλά αντικείμενα. Η απάντηση απαιτεί μια ματιά στις τάσεις αποθήκευσης. Σκεφτείτε το εξής: Η Apple έχει ήδη αρχίσει να μεταφέρει την τεχνολογία αποθήκευσης σε επίπεδο επιχείρησης σε προϊόντα καταναλωτικού επιπέδου, όπως το Mac και η ικανότητά της να χρησιμοποιεί αποθηκευτικό χώρο σε επίπεδα. Αυτό φάνηκε για πρώτη φορά σε δίσκους σύντηξης, που μετακινούν δεδομένα μεταξύ ενός SSD υψηλής απόδοσης και ενός πιο αργού, αλλά πολύ μεγαλύτερου, σκληρού δίσκου. Τα δεδομένα με συχνή πρόσβαση διατηρούνται στον γρήγορο SSD, ενώ τα αρχεία που χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά αποθηκεύονται στον σκληρό δίσκο.

Με το macOS, η Apple επέκτεινε αυτήν την ιδέα προσθέτοντας Αποθηκευτικός χώρος που βασίζεται στο iCloud στο μείγμα. Επιτρέποντας στους χρήστες να αποθηκεύουν ταινίες και τηλεοπτικές εκπομπές που έχουν ήδη παρακολουθήσει στο iCloud, ελευθερώνει τοπικό χώρο αποθήκευσης. Αν και αυτό το παράδειγμα δεν απαιτεί ένα ενοποιημένο σύστημα αρίθμησης inode σε όλους τους δίσκους που χρησιμοποιούνται από αυτό το σύστημα αποθήκευσης σε επίπεδα, δείχνει μια γενική κατεύθυνση που κινείται η Apple για να συγκεντρώσει πολλές τεχνολογίες αποθήκευσης που ταιριάζουν καλύτερα στις ανάγκες του χρήστη και να τις βλέπει το λειτουργικό σύστημα ως ένα ενιαίο αρχείο χώρος.

Χαρακτηριστικά APFS

Το APFS έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά που το ξεχωρίζουν από τα παλαιότερα συστήματα αρχείων.

• Κλώνοι: Κλώνοι επιτρέπουν σχεδόν στιγμιαία αντίγραφα αρχείων χωρίς χρήση πρόσθετου χώρου. Αντί να αντιγράφουν ένα αρχείο σπιθαμή προς σπιθαμή από τη μια τοποθεσία στην άλλη, οι κλώνοι αναφέρονται στο αρχικό αρχείο, μοιράζοντας τα μπλοκ δεδομένων που είναι πανομοιότυπα μεταξύ των δύο αρχείων. Πραγματοποιήστε αλλαγές σε ένα αρχείο και μόνο το μπλοκ δεδομένων που έχει αλλάξει εγγράφεται στον νέο κλώνο, ενώ τόσο το αρχικό όσο και ο κλώνος συνεχίζουν να μοιράζονται αμετάβλητα μπλοκ δεδομένων. Αυτό όχι μόνο κάνει την αντιγραφή και την αποθήκευση αρχείων εξαιρετικά γρήγορη, αλλά εξοικονομεί και τις ανάγκες αποθήκευσης.
• Στιγμιότυπα: Το APFS μπορεί να δημιουργήσει ένα στιγμιότυπο τόμου που αντιπροσωπεύει ένα χρονικό σημείο. Τα στιγμιότυπα διευκολύνουν την αποτελεσματική δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και σας επιτρέπουν να επιστρέψετε στο πώς ήταν τα πράγματα σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Τα στιγμιότυπα είναι δείκτες μόνο για ανάγνωση στον αρχικό τόμο και τα δεδομένα του. Ένα νέο στιγμιότυπο δεν καταλαμβάνει πραγματικό χώρο, εκτός από το χώρο που απαιτείται για την αποθήκευση ενός δείκτη στον αρχικό τόμο. Καθώς περνά ο καιρός και γίνονται αλλαγές στον αρχικό τόμο, το στιγμιότυπο ενημερώνεται μόνο με τις αλλαγές που συμβαίνουν.
• Κρυπτογράφηση: Το APFS υποστηρίζει ισχυρή πλήρη κρυπτογράφηση δίσκου χρησιμοποιώντας λειτουργίες AES-XTS ή AES-CBC. Τόσο τα αρχεία όσο και τα μεταδεδομένα είναι κρυπτογραφημένα. Οι υποστηριζόμενες μέθοδοι κρυπτογράφησης περιλαμβάνουν:
  Διαγραφή (χωρίς κρυπτογράφηση)
• Μονοκλειδί
• Πολλαπλών κλειδιών, με κλειδιά ανά αρχείο τόσο για δεδομένα όσο και για μεταδεδομένα
• Κοινή χρήση χώρου: Η κοινή χρήση χώρου θέτει τέλος στον προκαθορισμό μεγεθών διαμερισμάτων. Αντίθετα, όλα τόμους μοιραστείτε τον υποκείμενο ελεύθερο χώρο σε μια μονάδα δίσκου. Η κοινή χρήση χώρου επιτρέπει σε πολλούς τόμους σε μια μονάδα δίσκου να μεγαλώνουν και να συρρικνώνονται δυναμικά όπως απαιτείται, χωρίς να χρειάζεται να γίνει εκ νέου διαχωρισμός.
• Αντιγραφή σε εγγραφή: Αυτό το σύστημα προστασίας δεδομένων επιτρέπει την κοινή χρήση δομών δεδομένων, εφόσον δεν πραγματοποιηθεί καμία αλλαγή. Μόλις ζητηθεί μια αλλαγή (εγγραφή), δημιουργείται ένα νέο μοναδικό αντίγραφο, διασφαλίζοντας ότι το πρωτότυπο παραμένει ανέπαφο. Μόνο μετά την ολοκλήρωση της εγγραφής ενημερώνονται οι πληροφορίες του αρχείου ώστε να παραπέμπουν στα πιο πρόσφατα δεδομένα.
• Atomic Safe-Save: Αυτό είναι παρόμοιο με την ιδέα της αντιγραφής σε εγγραφή, αλλά ισχύει για οποιαδήποτε λειτουργία αρχείου, όπως η μετονομασία ή η μετακίνηση ενός αρχείου ή καταλόγου. Χρησιμοποιώντας τη μετονομασία ως παράδειγμα, το αρχείο που πρόκειται να μετονομαστεί αντιγράφεται με τα νέα δεδομένα (το όνομα του αρχείου). Μόλις ολοκληρωθεί η διαδικασία αντιγραφής, το σύστημα αρχείων ενημερώνεται για να οδηγεί στα νέα δεδομένα. Αυτό διασφαλίζει ότι εάν για οποιονδήποτε λόγο — όπως διακοπή ρεύματος ή ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ λόξυγπας — η εγγραφή δεν ολοκληρώθηκε, το αρχικό αρχείο παραμένει άθικτο.
• Αραιά Αρχεία: Αυτός ο πιο αποτελεσματικός τρόπος εκχώρησης χώρου αρχείων επιτρέπει την αύξηση του χώρου αρχείων μόνο όταν χρειάζεται. Σε μη αραιά συστήματα αρχείων, ο χώρος αρχείων πρέπει να δεσμεύεται εκ των προτέρων, ακόμη και όταν δεν υπάρχουν δεδομένα έτοιμα για αποθήκευση.