Організація даних на жорстких дисках для їх зчитування операційною системою забезпечується файловими системами. Кожна операційна система розроблена для взаємодії з певною файловою системою. Наприклад, Windows використовує FAT, FAT32 та NTFS, тоді як macOS застосовує HFS+. Apple протягом трьох десятиліть покладалася на ієрархічну файлову систему (HFS). Однак, на конференції WWDC 2016, Apple анонсувала оновлення цієї системи, представивши файлову систему Apple (APFS). Остання версія iOS 10.3, яка нещодавно вийшла, інтегрувала APFS на пристрої iOS. Нижче наведено основну інформацію про APFS.
Чому потрібна заміна на APFS?
Виникає питання, чому потрібна нова файлова система, якщо наявна HFS цілком справлялася зі своїми функціями? Операційні системи мають обмеження щодо обсягу адресованої пам’яті, діапазону дат, максимальної довжини імені файлу тощо. Проблема HFS полягає в тому, що вона була розроблена у 1985 році, коли обсяги даних були мізерними, в кращому випадку, кілька мегабайт. Тому файлова система була оптимізована для роботи з такими обсягами. Вона підтримує діапазон дат від 1904 до 2040 року та адресує 2 терабайти пам’яті. У 1985 році це було вражаюче, але сьогодні цього недостатньо. Apple усвідомила обмеження HFS та у 1998 році випустила оновлення HFS+ для ОС 8.1.
Однак, з часом розвинулися не тільки обсяги зберігання, але й швидкість. З появою SSD та їх подальшою еволюцією, наприклад M2 SSD, навіть оновлена файлова система не встигає за технологіями. Використання методологій, розроблених для комп’ютерів 20-річної давності, для доступу до швидкісних дисків неодмінно викличе проблеми. Для розв’язання цих проблем Apple представила APFS. Це файлова система із закритим кодом, призначена для всіх пристроїв, таких як iPhone, iPad, iPod, Watch, Mac тощо. Її основна мета – оптимізувати роботу з SSD та флеш-пам’яттю, які зараз широко використовуються, а також підвищити безпеку та ускладнити джейлбрейк.
Як відбувається перехід на APFS?
Apple переводить користувачів на нову систему через оновлення операційної системи. Від користувачів не потрібно нічого, окрім як оновити ОС. Користувачі iPhone та iPad, які встановили iOS 10.3, вже перейшли на APFS. Користувачам macOS доведеться трохи почекати, поки оновлення буде доступне. Бета-версія macOS вже оновлена до APFS.
Переваги APFS
Завдяки власній файловій системі APFS, Apple може створити уніфіковану кодову базу та зменшити ресурси, необхідні для розробки, що спрощує її обслуговування. Пристрої також працюватимуть швидше на цій новій файловій системі. Це, ймовірно, єдина серйозна зміна, яку користувачі помітять після оновлення.
APFS також ефективніше зберігає файли, тому після оновлення користувач може помітити збільшення вільного місця на пристрої. Воно може бути значним, а може й не бути. Деякі користувачі можуть взагалі не помітити різниці. Більшість відмітить, що пристрій працює краще. Коли APFS буде доступна для macOS, користувачі побачать, наскільки швидше копіюються файли.
Завдяки чому APFS працює швидше?
Розуміння швидкості комп’ютера відрізняється від розуміння швидкості користувачем. Наприклад, час завантаження системи може здаватися швидким, якщо значки та шпалери з’являються через 5 секунд після натискання кнопки живлення, навіть якщо елементи завантажуються у фоновому режимі. Інші користувачі можуть вважати швидкою операцію копіювання великих файлів. Швидкість – поняття відносне та залежить від сприйняття користувача.
APFS створює враження швидкості. Однією з її переваг є низька затримка, тобто пріоритет надається запуску додатків та передачі даних. Користувачі рідше бачитимуть індикатор завантаження.
Чи краще APFS підходить для SSD?
SSD – не таке вже й нове явище. У 70-х роках їх називали EAROM (електрично змінювана пам’ять тільки для читання), а перший комерційний SSD, під назвою Bulk Core, з’явився у 1976 році. Проте, тоді, як і з усіма процесорами та RAM, доступ до електронних компонентів був повільним. Це тривало більше трьох десятиліть. Тому, хоча технологія існувала, її розвиток не був пріоритетним.
Сьогодні більшість пристроїв Apple (за винятком деяких Mac Pro) використовують твердотілі накопичувачі, або чипи Flash Storage, вбудовані в плати. Це дозволяє зберігати компактність пристроїв, наприклад, тонкі Macbook Air. APFS оптимізована для роботи з цими накопичувачами.
Наприклад, APFS підтримує команду TRIM, яка з’явилася, коли SSD стали масовими. TRIM повідомляє операційній системі, які частини диска не містять даних. З SSD це відбувається миттєво. Тому користувачі, які люблять мати вільне місце, зможуть отримати його одразу після видалення файлів.
Унікальні можливості APFS
Іншою перевагою APFS є створення знімків та клонування. Традиційно копіювання даних з одного місця в інше передбачало тимчасове зберігання даних, а потім їх перенесення в цільове сховище, щоб уникнути пошкодження або втрати даних.
В APFS знімки створюють версію всієї системи лише для читання. Це копія даних, яка не займає фізичного місця. Зміни, внесені в оригінал, займають місце для їхнього збереження. Це дозволяє відновлювати вихідні копії та скасовувати зміни. Подібним чином, клонування створює копію всієї системи (файли, папки тощо), зберігаючи при цьому місце. Воно починає займати місце лише при внесенні змін.
Для користувачів macOS, які використовують розділи, APFS створює контейнер навколо них замість постійних розбиттів. Це зручно, коли на одному розділі не вистачає місця, а на іншому є вільне. Можна просто скористатися місцем з іншого розділу, незалежно від його фізичного розташування.
Застарілі файлові системи зазвичай звільняють місце для файлу перед його копіюванням. APFS підтримує розріджені файли, які займають лише фактично використовуване ними місце.
Безпека APFS
В APFS шифрування на рівні жорсткого диска в macOS та на рівні файлів в iOS замінено на загальносистемне шифрування з використанням одно- та багатоключового шифрування. Прикладом одноключового шифрування є захист файлів паролем. Багатоключове шифрування використовується, наприклад, при вході на веб-сайт, де дані захищені на вашому пристрої (один ключ) та на сервері (інший ключ). APFS має задатки надійної системи безпеки, що ускладнює проникнення традиційними методами.