מהי APFS (מערכת הקבצים של אפל עבור macOS)?

APFS (מערכת הקבצים של אפל) היא מערכת קניינית לארגון ומבנה נתונים על מערכת אחסון. APFS, שאפל הוציאה איתו בתחילה macOS High Sierra, מחליף את מערכת HFS+ בת 30 שנה שהייתה בעבר בשימוש במחשבי Mac.

HFS+ ו-HFS (גרסה מוקדמת יותר של מערכת הקבצים ההיררכית) נוצרו בימי התקליטון, אמצעי אחסון עיקרי עבור ה-Mac כאשר מסתובבים כוננים קשיחים היו אפשרות יקרה שהציע השלישי מסיבות.

אפל פלירטטה עם החלפת HFS+ במהלך השנים. בסופו של דבר, APFS, שכבר נכלל ב iOS, tvOS ו-watchOS, הפכו למערכת הקבצים המוגדרת כברירת מחדל עבור מחשבי Mac עם macOS High Sierra ואילך.

מותאם לטכנולוגיית אחסון מודרנית

HFS+ יושם כאשר תקליטונים של 800 KB היו מלך. מחשבי Mac נוכחיים אינם משתמשים בתקליטון, ו מסתובבים כוננים קשיחים מתחילים להיראות ארכאיים לא פחות. כאשר אפל שמה דגש על אחסון מבוסס פלאש בכל מוצריה, מערכת קבצים מותאמת לעבודה מדיה סיבובית והשהייה המובנית בהמתנה לדיסק להסתובב כבר לא עושה הרבה לָחוּשׁ.

APFS בעיצוב אפל מההתחלה עבור SSD ומערכות אחסון אחרות מבוססות פלאש. למרות ש-APFS מותאם לאחסון במצב מוצק, הוא מתפקד היטב עם כוננים קשיחים מודרניים.

הוכחה לעתיד

APFS תומך במספר אינוודה של 64 סיביות. האינוד הוא מזהה ייחודי המזהה אובייקט של מערכת קבצים - קובץ או תיקיה. עם אינוד של 64 סיביות, ה-APFS יכול להכיל בערך 9 קווינטיליון אובייקטים של מערכת קבצים שחולפים על פני הגבול הישן של 2.1 מיליארד.

תשעה קווינטיליון הם מספר גדול, ואתם עשויים לתהות בצדק באיזה מכשיר אחסון יהיה מספיק מקום להחזיק כל כך הרבה חפצים. התשובה דורשת הצצה אל מגמות האחסון. קחו זאת בחשבון: אפל כבר החלה להעביר את טכנולוגיית האחסון ברמת הארגון למוצרים ברמת הצרכן, כמו ה-Mac והיכולת שלו להשתמש באחסון מדורג. זה נראה לראשונה ב כונני היתוך, שמעבירים נתונים בין SSD בעל ביצועים גבוהים לכונן קשיח איטי יותר, אך גדול בהרבה. הנתונים הנגישים תכופים נשמרים על ה-SSD המהיר, בעוד שקבצים שנמצאים בשימוש נמוך יותר מאוחסנים בכונן הקשיח.

עם macOS, אפל הרחיבה את הרעיון הזה על ידי הוספה אחסון מבוסס iCloud לתערובת. מתן אפשרות למשתמשים לאחסן סרטים ותוכניות טלוויזיה שהם כבר צפו ב-iCloud מפנה אחסון מקומי. אמנם דוגמה זו אינה מצריכה מערכת מספור אינוד מאוחדת על פני כל הדיסקים הנמצאים בשימוש על ידי מערכת אחסון מדורגת זו, אך היא מציגה מידע כללי כיוון שאפל מתכוונת לרכז מספר טכנולוגיות אחסון שמתאימות בצורה הטובה ביותר לצורכי המשתמש ושמערכת ההפעלה תראה אותם כקובץ אחד מֶרחָב.

תכונות APFS

ל-APFS יש מספר תכונות שמבדילות אותו ממערכות קבצים ישנות יותר.

• שיבוטים: שיבוטים לאפשר העתקות קבצים כמעט מיידי מבלי להשתמש בשטח נוסף. במקום להעתיק קובץ טיפין טיפין ממיקום אחד למשנהו, שיבוטים מתייחסים לקובץ המקורי, תוך שיתוף של גושי הנתונים זהים בין שני הקבצים. בצע שינויים בקובץ אחד, ורק בלוק הנתונים שהשתנה נכתב לשבט החדש, בעוד שגם המקור וגם השיבוט ממשיכים לשתף בלוקי נתונים ללא שינוי. זה לא רק הופך את ההעתקה והחיסכון של קבצים למהירים במיוחד, אלא גם חוסך בצרכי שטח האחסון.
• תצלומים: APFS יכול ליצור תמונת מצב המייצגת נקודת זמן. תמונות Snapshot מאפשרות גיבוי יעיל ומאפשרות לך לחזור לאיך שהדברים היו בנקודת זמן מסוימת. צילומי מצב הם מצביעים לקריאה בלבד לנפח המקורי ולנתונים שלו. תמונת מצב חדשה לא תופסת מקום אמיתי, מלבד כמות השטח הדרושה לאחסון מצביע לנפח המקורי. ככל שעובר הזמן ונעשים שינויים בכרך המקורי, תמונת המצב מתעדכנת רק בשינויים המתרחשים.
• הצפנה: APFS תומך בהצפנת דיסק מלאה חזקה באמצעות מצבי AES-XTS או AES-CBC. גם הקבצים וגם המטא נתונים מוצפנים. שיטות הצפנה נתמכות כוללות:
  נקה (ללא הצפנה)
• מפתח יחיד
• ריבוי מפתחות, עם מפתחות לכל קובץ עבור נתונים ומטא נתונים כאחד
• שיתוף שטח: שיתוף החלל שם קץ להגדרה מראש של גדלי מחיצות. במקום זאת, הכל כרכים לשתף את השטח הפנוי הבסיסי בכונן. שיתוף שטח מאפשר לנפחים מרובים בכונן לגדול ולהתכווץ באופן דינמי לפי הצורך, ללא כל צורך בחלוקה מחדש.
• העתק-על-כתיבה: ערכת הגנת נתונים זו מאפשרת שיתוף של מבני נתונים כל עוד לא נעשה שינוי. ברגע שמתבקש שינוי (כתיבה), נוצר עותק ייחודי חדש, המבטיח שהמקור נשאר ללא פגע. רק לאחר השלמת הכתיבה מתעדכן פרטי הקובץ כך שיצביעו על הנתונים העדכניים ביותר.
• Atomic Safe-Save: זה דומה לרעיון של העתקה על כתיבה אך חל על כל פעולת קובץ, כגון שינוי שם או העברה של קובץ או ספרייה. באמצעות שינוי שם כדוגמה, הקובץ שעומד לעבור שינוי שם מועתק עם הנתונים החדשים (שם הקובץ). רק לאחר השלמת תהליך ההעתקה, מערכת הקבצים מעודכנת כדי להצביע על הנתונים החדשים. זה מבטיח שאם מסיבה כלשהי - כגון הפסקת חשמל או מעבד hiccup - הכתיבה לא הושלמה, הקובץ המקורי נשאר שלם.
• קבצים דלילים: דרך יעילה יותר זו של הקצאת שטח קבצים מאפשרת לגדול שטח קובץ רק בעת הצורך. במערכות קבצים שאינן דלילות, יש לשמור את שטח הקבצים מראש, גם כאשר אין נתונים מוכנים לאחסון.