APFS (Apple File System) è un sistema per l'organizzazione e la strutturazione dei dati su un sistema di archiviazione. APFS originariamente rilasciato con macOS Sierra sostituisce il 30enne HFS +.
HFS + e HFS (una versione leggermente precedente di Hierarchical File System) sono stati originariamente creati ai tempi dei floppy disk, che erano il supporto di archiviazione principale per il Mac quando la rotazione di dischi rigidi era un'opzione costosa offerta da terze parti.
In passato, Apple ha flirtato sostituendo HFS +, ma APFS che è già incluso in iOS, tvOS e watchOS, ora è il file system predefinito per macOS High Sierra e versioni successive.
APFS è ottimizzato per la tecnologia di archiviazione di oggi e di domani
HFS + è stato implementato quando i floppy da 800 kb erano re. Gli attuali Mac potrebbero non utilizzare i floppy, ma i dischi rigidi stanno diventando arcaici. Con Apple che enfatizza lo storage basato su flash in tutti i suoi prodotti, un file system ottimizzato per funzionare con i media rotazionali e la latenza intrinseca nell'attesa che un disco ruoti attorno non ha molto senso.
APFS è progettato sin dall'inizio per SSD e altri sistemi di archiviazione basati su flash. Anche se APFS è ottimizzato per il funzionamento dello storage a stato solido, funziona bene con i moderni dischi rigidi.
Proofing futuro
APFS supporta un numero di inode a 64 bit. L'inode è un identificatore univoco che identifica un oggetto file system. Un oggetto file system può essere qualsiasi cosa; un file, una cartella. Con un inode a 64 bit, l'APFS potrebbe contenere circa 9 quintilioni di oggetti del file system che superano il vecchio limite di 2,1 miliardi.
Nove quintilioni possono sembrare un numero piuttosto grande e si può giustamente chiedere quale dispositivo di archiviazione avrà spazio sufficiente per contenere effettivamente molti oggetti. La risposta richiede una panoramica delle tendenze di archiviazione. Considera questo: Apple ha già iniziato a trasferire la tecnologia di storage a livello aziendale a prodotti di livello consumer, come il Mac e la sua capacità di utilizzare lo storage a livelli. Questo è stato visto per la prima volta nelle unità Fusion che hanno spostato i dati tra un SSD ad alte prestazioni e un disco rigido più lento, ma molto più grande. I dati a cui si accede frequentemente sono stati mantenuti sul veloce SSD, mentre i file utilizzati meno spesso sono stati memorizzati sul disco rigido.
Con macOS, Apple ha esteso questo concetto aggiungendo storage basato su iCloud al mix. Consentendo filmati e programmi TV che hai già guardato per essere archiviati in iCloud liberando spazio di archiviazione locale. Sebbene questo ultimo esempio non richieda un sistema di numerazione inode unificato su tutti i dischi in uso da questo sistema di storage multilivello, mostra una direzione generale in cui Apple potrebbe spostarsi; riunire più tecnologie di archiviazione che meglio si adattano alle esigenze dell'utente e vederle come un singolo spazio file.
Funzionalità APFS
APFS ha una serie di funzionalità che lo distinguono dai vecchi file system.
- Cloni - I cloni consentono copie di file quasi istantanee senza utilizzare spazio aggiuntivo. Invece di copiare un file bit per bit da una posizione a un'altra, i cloni fanno invece riferimento al file originale, condividendo i blocchi di dati identici tra i due file. Apporta le modifiche a un file e solo il blocco di dati che è stato modificato viene scritto nel nuovo clone, mentre sia l'originale che il clone continuano a condividere blocchi di dati non modificati. Ciò non solo rende la copia e il salvataggio dei file particolarmente veloce, ma consente anche di risparmiare sulle esigenze di spazio di archiviazione.
- Istantanee - APFS può creare un'istantanea del volume che rappresenta un punto nel tempo. Le istantanee possono essere utilizzate per facilitare backup efficienti e consentono di tornare a come erano le cose in un determinato momento. Le istantanee sono indicatori di sola lettura del volume originale e dei relativi dati. Una nuova istantanea non occupa spazio reale, oltre alla quantità di spazio necessaria per memorizzare un puntatore al volume originale. Con il passare del tempo e apportando modifiche al volume originale, lo snapshot viene aggiornato con solo le modifiche che si verificano.
- Crittografia: APFS supporta la crittografia completa di dischi completi utilizzando le modalità AES-XTS o AES-CBC. Sia i file che i metadati verranno crittografati. I metodi di crittografia supportati includono:
- Cancella (nessuna crittografia).
- Single-chiave.
- Multi-key, con chiavi per file per dati e metadati.
- Condivisione dello spazio: la condivisione dello spazio pone fine alle dimensioni predefinite delle partizioni; invece, tutti i volumi condividono lo spazio libero sottostante su un'unità. La condivisione dello spazio consentirà a più volumi su un'unità di crescere e rimpicciolirsi in modo dinamico secondo le necessità, senza necessità di ripartizione.
- Copy-On-Write: questo schema di protezione dei dati consente di condividere le strutture dati fino a quando non viene apportata alcuna modifica. Dopo aver richiesto una modifica (scrittura), viene creata una nuova copia univoca, assicurando che l'originale rimanga intatto. Solo dopo che la scrittura è stata completata, le informazioni sul file sono state aggiornate per puntare ai nuovi dati.
- Atomic Safe-Save - Questo è simile all'idea di copy-on-write ma si applica a qualsiasi operazione sui file, come ad esempio la ridenominazione o lo spostamento di un file o una directory. Usando rinomina come esempio, il file che sta per essere rinominato viene copiato con i nuovi dati (il nome del file); non fino a quando il processo di copia è completo è il file system aggiornato per puntare ai nuovi dati. Ciò garantisce che se per qualsiasi motivo, ad esempio un'interruzione dell'alimentazione o qualche tipo di intasamento della CPU, la scrittura non viene completata, il file originale rimane intatto.
- File sparsi: questo modo più efficiente di allocare lo spazio per i file consente allo spazio di file di crescere solo quando effettivamente necessario. Nei file system non sparsi, lo spazio per i file deve essere prenotato in anticipo, anche quando nessun dato è pronto per essere archiviato.
