Κατανόηση του APFS: Το νέο σύστημα αρχείων από την Apple

• 2019

Μία από τις πιο ανακοινωμένες προσανατολισμένες στις προγραμματιστές που δεν έκαναν την Keynote στην WWDC του τρέχοντος έτους ήταν η Apple που εισήγαγε ένα νέο σύστημα αρχείων με το βιβλίο Apple File System (APFS).

Τα τρέχοντα συστήματα αρχείων που χρησιμοποιεί η εταιρεία (HFS και HFS +) είναι παλιά και δεν έχουν σχεδιαστεί ποτέ για συσκευές αποθήκευσης που αποθηκεύουν δεδομένα της τάξης των Gigabytes.

Το APFS έχει αναπτυχθεί "από το μηδέν" για την ομοιόμορφη κλιμάκωση σε όλες τις συσκευές του. Αυτό σημαίνει ότι από το Apple Watch στο Mac, όλες οι συσκευές θα χρησιμοποιούν το APFS ως το προεπιλεγμένο σύστημα αρχείων τους τα επόμενα χρόνια.

Τι χαρακτηριστικά μπορείτε να περιμένετε στο νέο σύστημα αρχείων και πώς έχουν σημασία σε επίπεδο χρήστη; Έχουμε μια απλή ανάλυση των σημαντικών νέων χαρακτηριστικών του APFS όπως ανακοινώθηκε από τον giant τεχνολογίας.

Χρονική σήμανση Nanosecond Timestamp:

Το σύστημα αρχείων HFS + που χρησιμοποιείται επί του παρόντος έχει υποστήριξη για γραφήματα χρονικής σήμανσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό σημαίνει ουσιαστικά ότι τα timestamps (διαβάστε το "αρχείο που δημιουργήθηκε στο", "last modified on") στα αρχεία σας σε ένα σύστημα HFS + είναι ακριβή σε ένα δευτερόλεπτο. Όλα αυτά ήταν καλά και καλά όταν το HFS + σχεδιάστηκε αρχικά, σχεδόν 13 χρόνια πίσω, για συσκευές αποθήκευσης που ήταν αργές και χρονικά σήματα 1 δευτερολέπτου μπορούσαν εύκολα να διαχειριστούν την ατομικότητα του συστήματος αρχείων.

Εντούτοις, οι συσκευές αποθήκευσης που χρησιμοποιούνται στην τρέχουσα γενιά συσκευών είναι ικανές για λειτουργίες I / O σε επίπεδο νανοδευτερόλεπτων, καθιστώντας την κοκκοποίηση των χρονικών σημείων nanosecond μια αναγκαιότητα σε ένα σύγχρονο σύστημα αρχείων.

Κρυπτογράφηση:

Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του συστήματος αρχείων της Apple και ίσως το πιο χρήσιμο, ακόμη και για τους χρήστες που δεν χρησιμοποιούν ενέργεια, είναι η κρυπτογράφηση. Το APFS προσφέρει στους χρήστες τρεις επιλογές για το πώς (εάν υπάρχει) κρυπτογραφούν τα δεδομένα τους.

1. Μη κρυπτογραφημένο:

   Ένας χρήστης μπορεί απλώς να επιλέξει να μην κρυπτογραφήσει τα δεδομένα του καθόλου. Αυτό πιθανότατα δεν είναι ο καλύτερος τρόπος για να μεταβείτε στα αρχεία σας εάν έχετε ευαίσθητα δεδομένα στον φορητό υπολογιστή σας. καθόλου.

   Ωστόσο, σε καθεμία από τις δικές τους, ώστε να μπορείτε να κρατήσετε τα αρχεία σας κρυπτογραφημένα.

2. Κλειδί κρυπτογράφησης:

   Η κρυπτογράφηση ενός κλειδιού στη συσκευή σας θα λειτουργήσει με τον ίδιο τρόπο που λειτουργεί το FileVault σε Mac αυτή τη στιγμή. Θα κρυπτογραφήσει τα δεδομένα σας, απαιτώντας ένα κλειδί για την πρόσβαση σε αυτό.

3. Κλειδί πολλαπλών κλειδιών:

   Με απλά λόγια, η κρυπτογράφηση πολλαπλών κλειδιών είναι εκπληκτική. Η κρυπτογράφηση πολλαπλών κλειδιών στο APFS θα επιτρέπει στους χρήστες να δημιουργούν πολλαπλά κλειδιά για διαφορετικά αρχεία ή ακόμα και τμήματα αρχείων. Έτσι, ολόκληρος ο δίσκος σας θα κρυπτογραφηθεί, αλλά μπορείτε να δημιουργήσετε επιπλέον κλειδιά (για παράδειγμα, στο τηλέφωνό σας), για να αποκαλύψετε ακόμη περισσότερα δεδομένα όταν το τηλέφωνό σας ξεκλειδωθεί, δίνοντάς σας έτσι πρόσβαση στο κλειδί. Αυτή είναι μια συναρπαστική νέα προσθήκη στο APFS, καθώς θα επιτρέψει την κρυπτογράφηση σε βάση "ανά αρχείο", έτσι ώστε τα διαφορετικά αρχεία να έχουν διαφορετικά κλειδιά κρυπτογράφησης.

Αραιά Αρχεία:

Τα αραιά αρχεία επιτρέπουν τη μνήμη να διατίθεται σε ένα αρχείο μόνο όταν χρειάζεται. Υποστηρίζοντας αραιά αρχεία σημαίνει ότι ένα μεγάλο αρχείο (για παράδειγμα 1GB) θα διατεθεί μόνο σε ολόκληρο το διάστημα 1GB στη συσκευή αποθήκευσης όταν τα πραγματικά δεδομένα στο αρχείο έχουν μέγεθος 1GB. Για παράδειγμα, σκεφτείτε τη χρήση όπου κατεβάζετε ένα αρχείο χρησιμοποιώντας torrent. Το αρχείο μπορεί να είναι ένα μεγάλο αρχείο, για παράδειγμα 1 GB. Στο σύστημα αρχείων HFS +, τη στιγμή που ξεκινά η λήψη του αρχείου, το σύστημα αρχείων κατανέμει 1GB χώρο στο αρχείο, ακόμα κι αν τα πραγματικά δεδομένα που ενδεχομένως έχουν ληφθεί (και ως εκ τούτου αποθηκευτούν) μπορεί να είναι τόσο μικρό όσο ένα κιλοβάτο.

Το APFS, ωστόσο, δεν θα κατανείμει ολόκληρο το δικαίωμα 1GB στην αρχή. Αντ 'αυτού, το αρχείο θα διατεθεί χώρος στο δίσκο όσο μεγαλώνει.

Στιγμιότυπα:

Τα "στιγμιότυπα", όπως υποδηλώνει το όνομα, βασικά σας επιτρέπουν να τραβήξετε ένα στιγμιότυπο ενός αρχείου σε μια συγκεκριμένη στιγμή, με αποτέλεσμα να αποθηκεύσετε την κατάσταση του αρχείου και να συνεχίσετε να το επεξεργάζεστε. Οι αλλαγές παρακολουθούνται από το σύστημα αρχείων και μόνο τα νέα δεδομένα καταλαμβάνουν επιπλέον χώρο. Τα στιγμιότυπα είναι ταχύτερα από τα τυπικά αποθηκευμένα αρχεία. Μια τυπική αποθήκευση αρχείων, η οποία αποθηκεύει ολόκληρα τα δεδομένα του αρχείου κάθε φορά που ο χρήστης "αποθηκεύει" το αρχείο, παίρνει χρόνο ανάλογο με το μέγεθος του αρχείου.

Ένα στιγμιότυπο, από την άλλη πλευρά, αποθηκεύει μόνο τις αλλαγές κάθε φορά που ο χρήστης "αποθηκεύει" το αρχείο. Αυτό επιτρέπει στα αντίγραφα ασφαλείας να χρησιμοποιούν λιγότερο χώρο στο δίσκο από ό, τι σε συστήματα αρχείων που δεν υποστηρίζουν στιγμιότυπα. Αυτό σημαίνει ότι τα αντίγραφα ασφαλείας του TimeMachine γίνονται ταχύτερα, πιο αποτελεσματικά και καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο.

Κοινή χρήση χώρου:

Η κοινή χρήση χώρου είναι μια νέα δυνατότητα στο APFS που θα επιτρέψει σε πολλούς τόμους να μοιράζονται λογικά χώρο μνήμης σε μια συσκευή αποθήκευσης. Αυτό σημαίνει ότι εάν διαθέτετε SSD 256 GB στο Mac σας, το APFS θα σας επιτρέψει να το χωρίσετε με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε διαμέρισμα να εμφανίζει ολόκληρο το 256 GB (ή το μέγεθος που θα επιλέξετε) ως διαθέσιμο για χρήση και θα να επεκτείνει ή να συρρικνωθεί σε φυσικό μέγεθος όταν προστίθενται ή αφαιρούνται αρχεία από τα διαμερίσματα.

Απόδοση διαστήματος:

Η αποτελεσματική αποθήκευση αρχείων σε μια συσκευή αποθήκευσης είναι εξαιρετικά σημαντική για την καλύτερη απόδοση καθώς και για την αποδοτικότερη χρήση του συστήματος αρχείων.

Το APFS διαχειρίζεται την απόδοση του χώρου χρησιμοποιώντας τα λεγόμενα "Κλώνους". Βασικά, αν αντιγράψετε ένα αρχείο μέσα στο ίδιο σύστημα αρχείων, αντί να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο των δεδομένων, το APFS απλά μοιράζεται τα ίδια δεδομένα στο δίσκο με το νέο αρχείο. Αυτό σημαίνει ότι πολλαπλά αντίγραφα του ίδιου αρχείου δεν θα χρησιμοποιούν πλέον επιπλέον χώρο "ανά αρχείο".

Εκτέλεση:

Η Apple έχει κάνει κάποιες βελτιώσεις στο APFS για να την αποδώσει καλύτερα στις συσκευές της.

Το APFS έχει βελτιστοποιηθεί για αποθήκευση Flash. Αυτή είναι η αποθήκευση που χρησιμοποιείται σε κάθε νέα συσκευή Apple που πωλείται στους χρήστες και έχει νόημα το σύστημα αρχείων να βελτιστοποιείται σύμφωνα με την τεχνολογία αποθήκευσης που χρησιμοποιούν.

Επίσης, το APFS χρησιμοποιεί αυτό που ονομάζεται "TRIM". Το TRIM είναι μια εντολή που χρησιμοποιείται από το λειτουργικό σύστημα για να ενημερώσει το SSD ποια τμήματα δεδομένων δεν χρησιμοποιούνται πλέον και μπορούν να διαγραφούν. Το TRIM θα επιτρέψει στο SSD να "επισημάνει" τα μπλοκ μνήμης που δεν περιέχουν πλέον έγκυρα δεδομένα, οπότε όταν χρειάζεται να γραφούν νέα δεδομένα, το SSD μπορεί να χρησιμοποιήσει τα σημειωμένα μπλοκ. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη ταχύτητα εγγραφής.

Ενώ αυτή η δυνατότητα ήταν διαθέσιμη στο HFS +, το APFS επιτρέπει τις εντολές TRIM να εκδίδονται ασύγχρονα όταν διαγράφονται αρχεία ή να ανακτηθεί ελεύθερος χώρος. Αυτό εξασφαλίζει ότι οι αλλαγές στα μεταδεδομένα εγγράφονται στην αποθήκευση πριν από τη διεξαγωγή των εργασιών διαγραφής ή ανάκτησης.

Εάν έχετε χρησιμοποιήσει ένα Mac, είναι πιθανό ότι έχετε συναντήσει την περιστρεφόμενη μπάλα της παραλίας, πιο γνωστή ως "spinning beachball του θανάτου". Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν το λειτουργικό σύστημα κάνει πολλαπλές λειτουργίες εγγραφής στο SSD. Με το APFS, η Apple θα κάνει το σύστημα αρχείων να δώσει προτεραιότητα στις λειτουργίες που είναι άμεσα ορατές στους χρήστες, σε σύγκριση με τις εργασίες φόντου που δεν είναι ορατές.

Αντιπροσωπευτικό χαρακτηριστικό μεταξύ HFS + και Apple APFS

Ενθουσιασμένος για το APFS;

Η προσπάθεια της Apple για την ανάπτυξη ενός εντελώς νέου συστήματος αρχείων από το έδαφος ακούγεται σαν μια καλή ιδέα. δεδομένου ότι το APFS θα προσπαθήσει πιθανώς να χρησιμοποιήσει το υλικό με τον καλύτερο δυνατό τρόπο, ειδικά το flash που είναι απίστευτα γρήγορο για τις συσκευές Apple. Αυτό θα πρέπει να είναι αξιοπρεπής βελτίωση από τις πολλές αποχρώσεις του HFS + όταν η Apple τελικά θα κυκλοφορήσει το σύστημα αρχείων APFS στα τέλη του 2016 ή στις αρχές του 2017.

Είμαστε πραγματικά ενθουσιασμένοι με το APFS και πώς θα βελτιώσει τον τρόπο με τον οποίο οι συσκευές της Apple χειρίζονται αρχεία και καταλόγους.

Τι πιστεύετε για το APFS; Ενημερώστε μας στα σχόλια παρακάτω.