Pochopení APFS: Nový souborový systém od společnosti Apple

• 2019

Jedním z více vývojově orientovaných oznámení, která neudělala Keynote v letošním WWDC, byl Apple, který představil nový souborový systém pokřtěný Apple File System (APFS).

Současné systémy souborů, které společnost používá (HFS a HFS +), jsou více než deset let staré a nikdy nebyly skutečně určeny pro úložná zařízení, která ukládají data v řádu gigabajtů.

APFS byl vyvinut „od nuly“, aby se rovnoměrně zvětšoval ve všech zařízeních. To znamená, že od Apple Watch až po Mac budou všechna zařízení používat APFS jako svůj výchozí souborový systém v následujících letech.

Jaké funkce můžete očekávat v novém systému souborů a jak na nich záleží na uživatelské úrovni? Máme jednoduchou analýzu hlavních nových funkcí v APFS, jak to oznámil technický gigant.

Granulita časových razítek Nanosecond:

Aktuálně používaný souborový systém HFS + má podporu pro 1 sekundu časové razítko granularity. To v podstatě znamená, že časová razítka (přečtená „soubor vytvořen“, „poslední změna zapnuta“) na vašich souborech v systému HFS + jsou přesná na sekundu. To bylo dobře a dobře, když byl HFS + původně navržen, téměř 13 let zpět, pro paměťová zařízení, která byla pomalá a jedna sekundová časová razítka mohla snadno spravovat atomicitu souborového systému.

Nicméně, paměťová zařízení používaná v současné generaci zařízení jsou schopna I / O operací na úrovni nanosekund, což činí nanosekundovou časovou razítko granularity nutností v moderním souborovém systému.

Šifrování:

Jedním z klíčových rysů Apple File System, a možná i nejužitečnější, i pro jiné uživatele, je šifrování. APFS nabízí uživatelům tři možnosti, jak (pokud vůbec) šifrovat svá data.

1. Nezašifrované:

   Uživatel se může jednoduše rozhodnout, že data nebude šifrovat vůbec. To pravděpodobně není nejlepší způsob, jak jít o soubory, pokud máte na svém notebooku nějaká citlivá data; vůbec.

   Nicméně, aby každý jejich vlastní, takže si můžete udržet vaše soubory nezašifrované.

2. Šifrování jedním klíčem:

   Šifrování jednoho klíče na vašem zařízení bude fungovat stejně jako soubor FileVault pracuje na počítači Mac právě teď. Bude šifrovat vaše data, což vyžaduje klíč pro přístup k němu.

3. Šifrování s více klíči:

   Jednoduše řečeno, víceklíčové šifrování je úžasné. Šifrování více klíčů na APFS umožní uživatelům vytvářet více klíčů pro různé soubory nebo dokonce části souborů. Takže celý váš disk bude zašifrován, ale můžete vytvořit další klíče (například v telefonu), abyste odhalili ještě více dat, když se váš telefon odemkne, čímž získáte přístup ke klíči. Jedná se o zajímavý nový přírůstek do APFS, který umožní šifrování na základě „na soubor“, takže různé soubory mohou mít různé šifrovací klíče.

Řídké soubory:

Řídké soubory umožňují přidělení paměti souboru pouze v případě potřeby. Podpora řídkých souborů znamená, že velký soubor (řekněme 1 GB) bude přidělen pouze celý 1 GB prostor na paměťovém zařízení, když skutečná data v souboru mají velikost 1 GB. Zvažte například případ použití, ve kterém stahujete soubor pomocí torrentu. Soubor může být velký soubor, řekněme 1 GB. V systému souborů HFS +, v okamžiku, kdy soubor začne stahovat, systém souborů přiděluje souboru 1 GB místa, i když skutečná data, která mohla být stažena (a tudíž uložena), mohou být jen jeden kilobyte.

APFS však na začátku nepřidělí celý 1GB vpravo. Místo toho bude soubor přidělené místo na disku, jak roste.

Snímky:

„Snapshots“, jak již název napovídá, v podstatě umožňuje pořídit snímek souboru v určitém okamžiku, a tím uložit stav souboru a nechat ho pokračovat v úpravě. Změny jsou sledovány systémem souborů a pouze nová data zabírají další místo. Snímky jsou rychlejší než běžné soubory. Typické uložení souboru, které ukládá celá data souboru pokaždé, když uživatel „uloží“ soubor, trvá časově úměrně velikosti souboru.

Snímek na druhé straně pouze ukládá změny pokaždé, když uživatel „uloží“ soubor. To umožňuje zálohování používat méně místa na disku než v souborových systémech nepodporujících snímky. To znamená, že zálohy TimeMachine budou rychlejší, efektivnější a zabírají méně místa.

Sdílení prostoru:

Sdílení prostoru je nová funkce v APFS, která umožní více svazkům logicky sdílet paměťový prostor na paměťovém zařízení. To znamená, že pokud máte v počítači Mac disk SSD s kapacitou 256 GB, APFS vám umožní rozdělení disku tak, aby každý z diskových oddílů zobrazoval celou 256 GB (nebo velikost, kterou si zvolíte), která bude k dispozici a bude Rozbalit nebo zmenšit fyzickou velikost, když jsou soubory přidány nebo odstraněny z diskových oddílů.

Prostorová efektivita:

Efektivní ukládání souborů na paměťovém zařízení má zásadní význam pro lepší výkon a efektivnější využití systému souborů.

APFS zpracovává efektivitu vesmíru pomocí tzv. Klonů. Pokud zkopírujete soubor ve stejném souborovém systému, místo vytvoření duplicitní kopie dat, APFS jednoduše sdílí stejná data na disku s novým souborem. To znamená, že více kopií stejného souboru již nebude používat další mezeru „per-file“.

Výkon:

Společnost Apple učinila několik „vylepšení“ systému APFS, aby se zlepšila výkonnost jejich zařízení.

APFS je optimalizován pro ukládání Flash. Jedná se o úložiště používané na každém novém zařízení Apple, které je prodáváno uživatelům, a má smysl, aby jejich souborový systém byl optimalizován podle používané technologie ukládání dat.

APFS také používá to, co se nazývá „TRIM“. TRIM je příkaz používaný operačním systémem k informování SSD, které bloky dat se již nepoužívají a které mohou být vymazány. TRIM umožní SSD „označit“ bloky paměti, které již neobsahují platná data, takže když je třeba zapsat nová data, může SSD použít označené bloky. To má za následek vyšší rychlost zápisu.

Zatímco tato funkce byla dostupná v HFS +, APFS umožňuje, aby byly příkazy TRIM vydávány asynchronně, když jsou soubory vymazány nebo je uvolněno volné místo. To zajišťuje, že změny metadat jsou zapsány do úložiště před provedením operací vymazání nebo zpětného odběru.

Pokud jste použili počítač Mac, je pravděpodobné, že jste narazili na točící se plážový míč, běžněji známý jako „spinning beachball smrti“. K tomu obvykle dochází, když OS provádí více operací zápisu na SSD. S APFS, Apple učiní souborový systém prioritizovat operace, které jsou okamžitě viditelné pro uživatele, ve srovnání s úlohami na pozadí, které nejsou viditelné.

Funkce Kontrast mezi HFS + a Apple APFS

Nadšený z APFS?

Snaha společnosti Apple o vytvoření zcela nového systému souborů od základů zní jako dobrý nápad; zejména s ohledem na to, že se vyvíjejí pouze na hardwaru společnosti Apple, což znamená, že APFS se bude pravděpodobně snažit použít hardware nejlepším možným způsobem, zejména bleskově rychlým flashovým úložištěm na zařízeních Apple. To by mělo být slušné zlepšení oproti mnoha nuansám HFS +, když Apple konečně vydá souborový systém APFS koncem roku 2016 nebo začátkem roku 2017.

Jsme opravdu nadšeni z APFS a jak to zlepší způsob, jakým naše zařízení Apple zpracovávají soubory a adresáře.

Co si myslíte o APFS? Dejte nám vědět v komentářích níže.