Förstå APFS: Det nya filsystemet från Apple

• 2019

En av de mer utvecklingsorienterade meddelanden som inte gjorde Keynote i årets WWDC var att Apple introducerade ett nytt filsystem döpt Apple File System (APFS).

De nuvarande filsystemen som används av företaget, (HFS och HFS +), är mer än ett decennium gammalt, och de var aldrig riktigt designade för lagringsenheter som lagrade data i Gigabytes ordning.

APFS har utvecklats "från-scratch" för att skala jämnt över alla sina enheter. Det betyder att från Apple Watch till Mac kommer alla enheter att använda APFS som standardfilsystem under de närmaste åren.

Vilka funktioner kan du förvänta dig i det nya filsystemet, och hur mäter de på användarnivå? Vi har en enkel analys av de stora nya funktionerna i APFS som meddelades av tech giant.

Nanosekund Timestamp Granularity:

Det för närvarande använda HFS + filsystemet har stöd för 1 sekund timestampgranularitet. Detta betyder i grunden att tidsstämplarna (läs "filen skapad på", "senast modifierad") på dina filer i ett HFS + -system är korrekta till en sekund. Det här var bra och bra när HFS + ursprungligen konstruerades, nästan 13 år tillbaka, för lagringsenheter som var långsamma och 1 sekunders tidsstämplar kunde enkelt hantera filsystemets atomkraft.

Lagringsenheterna som används i den nuvarande generationen av enheter kan dock I / O-operationer vid nanosekundsnivån vilket gör nanosekunder tidstempelgranularitet en nödvändighet i ett modernt filsystem.

kryptering:

En av nyckelfunktionerna i Apple File System, och kanske den mest användbara, även för icke-strömanvändare, är kryptering. APFS erbjuder användarna tre alternativ för hur (om alls) krypterar deras data.

1. Okrypterad:

   En användare kan helt enkelt välja att inte kryptera deras data alls. Det här är nog inte det bästa sättet att gå om dina filer om du har några känsliga data på din bärbara dator. något alls.

   Men till var och en av dem, så kan du hålla dina filer okrypterade.

2. Enkelt nyckelkryptering:

   Enstaka nyckelkryptering på din enhet fungerar på samma sätt som FileVault fungerar på en Mac just nu. Det kommer att kryptera dina data, vilket kräver en nyckel för åtkomst till den.

3. Multi-Key Encryption:

   Enkelt uttryckt är multi-key kryptering fantastisk. Multi-nyckel kryptering på APFS tillåter användare att skapa flera nycklar för olika filer, eller till och med delar av filer. Så hela skivan kommer att krypteras, men du kan skapa ytterligare nycklar (säg på din telefon), för att avslöja ännu mer data när telefonen blir olåst, vilket ger dig tillgång till nyckeln. Detta är ett spännande nytt tillägg till APFS eftersom det tillåter kryptering på en "per-fil" -basis, så olika filer kan ha olika krypteringsnycklar.

Sparsamma filer:

Sparsamma filer tillåter att minnet bara tilldelas en fil när det behövs. Att stödja glesa filer innebär att en stor fil (t.ex. 1GB) endast kommer att tilldelas hela 1GB-utrymmet på lagringsenheten när den faktiska data i filen är 1GB i storlek. Tänk till exempel användningsfallet där du hämtar en fil med en torrent. Filen kan vara en stor fil, säg 1 GB. I HFS + -filsystemet, när filen börjar hämtas, tilldelas filsystemet 1 GB utrymme till filen, även om den faktiska data som kan ha hämtats (och därmed sparas) kan vara så liten som en enda kilobyte.

APFS kommer emellertid inte att fördela hela 1GB direkt i början. Istället kommer filen att tilldelas diskutrymme när den växer.

still~~POS=TRUNC bilder~~POS=HEADCOMP:

"Snapshots", som namnet antyder, låter dig i princip ta en ögonblicksbild av en fil vid ett visst tillfälle och sparar då tillståndet för filen och låter dig fortsätta redigera den. Ändringar spåras av filsystemet, och endast ny data tar upp extra utrymme. Snapshots är snabbare än typiska filer sparar. En typisk filsparning, som sparar hela data i filen varje gång användaren "sparar" filen, tar tid proportionell mot filens storlek.

En ögonblicksbild, å andra sidan, sparar endast ändringarna varje gång användaren "sparar" filen. Detta gör det möjligt för säkerhetskopior att använda mindre diskutrymme än på icke-ögonblicksstödjande filsystem. Det innebär att TimeMachine-säkerhetskopior blir snabbare, effektivare och upptar mindre utrymme också.

Rymddelning:

Rymddelning är en ny funktion i APFS som tillåter flera volymer att logiskt dela minnesutrymme på en lagringsenhet. Vad det här betyder är om du har en 256 GB SSD på din Mac, så kan APFS låta dig partitionera det på så sätt att var och en av partitionerna visar hela 256 GB (eller den storlek du väljer) som tillgänglig för användning och kommer expandera eller krympa i fysisk storlek när filer läggs till eller tas bort från partitionerna.

Utrymmeeffektivitet:

Effektiv lagring av filer på en lagringsenhet är av yttersta vikt för bättre prestanda och effektivare användning av filsystemet.

APFS hanterar utrymmeffektivitet med hjälp av vad som kallas "kloner". I grund och botten, om du kopierar en fil inom samma filsystem, istället för att skapa en kopia av data, delar APFS helt enkelt samma data på disken med den nya filen. Det betyder att flera kopior av samma fil inte längre kommer att använda ytterligare utrymme "per-fil".

Prestanda:

Apple har gjort några "under-the-hood" förbättringar till APFS för att göra det bättre på sina enheter.

APFS är optimerad för Flash-lagring. Detta är lagringen som används på varje ny Apple-enhet som säljs till användare och det är vettigt att deras filsystem optimeras enligt lagringstekniken de använder.

Dessutom använder APFS det som kallas "TRIM". TRIM är ett kommando som används av operativsystemet för att informera SSD vilka datablock inte längre används och kan rensas. TRIM tillåter SSD att "markera" de block av minne som inte längre innehåller giltiga data, så när nya data behöver skrivas kan SSD använda de markerade blocken. Detta resulterar i en högre skrivhastighet.

Medan denna funktion var tillgänglig i HFS + tillåter APFS att TRIM-kommandon utfärdas asynkront när filer raderas eller ledigt utrymme återvinns. Detta säkerställer att ändringarna i metadata skrivs till lagringen innan radering eller återvinning utförs.

Om du har använt en Mac är chansen att du har stött på den spinnande stranden bollen, mer allmänt känd som "spinnande beachball av döden". Detta sker vanligtvis när operativsystemet gör flera skrivoperationer på SSD. Med APFS kommer Apple att göra filsystemet prioriterar de operationer som är omedelbart synliga för användarna, jämfört med bakgrundsuppgifter som inte är synliga.

Funktionskontrast mellan HFS + och Apple APFS

Upphetsad om APFS?

Apples ansträngning att utveckla ett helt nytt filsystem från grunden låter som en bra idé; speciellt med tanke på att de utvecklar den som enbart riktar sig till Apples hårdvara, vilket innebär att APFS förmodligen försöker använda hårdvaran på bästa möjliga sätt, särskilt den snabba snabb flashlagringen på Apples enheter. Detta borde vara en anständig förbättring från HFS + många nyanser när Apple slutligen släpper APFS-filsystemet i slutet av 2016 eller början av 2017.

Vi är verkligen glada över APFS och hur det kommer att förbättra hur våra Apple-enheter hanterar filer och kataloger.

Vad tycker du om APFS? Låt oss veta i kommentarerna nedan.