APFS verstehen: Das neue Dateisystem von Apple

• 2019

Eine der eher auf Entwickler ausgerichteten Ankündigungen, die die Keynote der diesjährigen WWDC nicht gemacht haben, war Apple, der ein neues Dateisystem namens Apple File System (APFS) einführte.

Die aktuellen Dateisysteme (HFS und HFS +) des Unternehmens sind mehr als zehn Jahre alt und wurden nie für Speichergeräte konzipiert, die Daten in der Größenordnung von Gigabyte speichern.

APFS wurde von Grund auf entwickelt, um alle Geräte einheitlich zu skalieren. Dies bedeutet, dass von der Apple Watch bis zum Mac in den kommenden Jahren alle Geräte APFS als Standarddateisystem verwenden.

Welche Funktionen können Sie im neuen Dateisystem erwarten und wie sind sie auf Benutzerebene von Bedeutung? Wir haben eine einfache Analyse der wichtigsten neuen Funktionen in APFS, wie vom Technologieriesen angekündigt.

Nanosekunden-Zeitstempel Granularität:

Das derzeit verwendete HFS + -Dateisystem unterstützt eine 1-Sekunden-Zeitstempelgranularität. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass die Zeitstempel (lesen Sie "datei erstellt am", "zuletzt geändert am") Ihrer Dateien in einem HFS + -System auf eine Sekunde genau sind. Dies war alles gut und gut, als HFS + vor fast 13 Jahren für Speichergeräte entwickelt wurde, die langsam waren und Zeitstempel von einer Sekunde die Atomizität des Dateisystems leicht beherrschen.

Die Speichervorrichtungen, die in der aktuellen Generation von Vorrichtungen verwendet werden, sind jedoch in der Lage, E / A-Vorgänge auf der Ebene von Nanosekunden durchzuführen, was die Granularität von Nanosekunden-Zeitstempeln in einem modernen Dateisystem zu einer Notwendigkeit macht.

Verschlüsselung:

Verschlüsselung ist eines der Hauptmerkmale von Apple File System und möglicherweise das nützlichste auch für Nicht-Power-User. APFS bietet Benutzern drei Optionen, wie (wenn überhaupt) ihre Daten verschlüsselt werden können.

1. Unverschlüsselt:

   Ein Benutzer kann sich einfach dafür entscheiden, seine Daten überhaupt nicht zu verschlüsseln. Dies ist wahrscheinlich nicht der beste Weg, um mit Ihren Dateien umzugehen, wenn Sie sensible Daten auf Ihrem Laptop haben. überhaupt irgendwelche.

   Allerdings für jeden etwas, damit Sie Ihre Dateien unverschlüsselt halten können.

2. Einzelschlüsselverschlüsselung:

   Die Verschlüsselung mit einem Schlüssel auf Ihrem Gerät funktioniert auf die gleiche Weise wie FileVault auf einem Mac. Es verschlüsselt Ihre Daten und erfordert einen Schlüssel, um darauf zuzugreifen.

3. Multi-Key-Verschlüsselung:

   Einfach ausgedrückt ist die Verschlüsselung mit mehreren Schlüsseln großartig. Durch die Verschlüsselung mit mehreren Schlüsseln in APFS können Benutzer mehrere Schlüssel für verschiedene Dateien oder sogar für Teile von Dateien erstellen. Ihre gesamte Festplatte wird also verschlüsselt. Sie können jedoch weitere Schlüssel erstellen (z. B. auf Ihrem Telefon), um noch mehr Daten anzuzeigen, wenn Ihr Telefon entsperrt wird, wodurch Sie auf den Schlüssel zugreifen können. Dies ist eine aufregende Neuerung in APFS, da die Verschlüsselung auf Dateibasis möglich ist, sodass unterschiedliche Dateien unterschiedliche Verschlüsselungsschlüssel haben können.

Kleinere Dateien:

Sparse-Dateien ermöglichen es, Speicher nur bei Bedarf einer Datei zuzuweisen. Durch die Unterstützung von Dateien mit geringer Dichte wird einer großen Datei (z. B. 1 GB) nur der gesamte Speicherplatz von 1 GB auf dem Speichergerät zugewiesen, wenn die tatsächlichen Daten in der Datei 1 GB groß sind. Betrachten Sie beispielsweise den Anwendungsfall, in dem Sie eine Datei mit einem Torrent herunterladen. Die Datei kann eine große Datei sein, beispielsweise 1 GB. In HFS + -Dateisystem weist das Dateisystem der Datei zu Beginn des Herunterladens der Datei 1 GB Speicherplatz zu, selbst wenn die tatsächlich heruntergeladenen (und damit gespeicherten) Daten möglicherweise nur ein Kilobyte groß sind.

APFS reserviert jedoch nicht gleich zu Beginn die gesamten 1 GB. Stattdessen wird der Datei bei wachsendem Speicherplatz Speicherplatz zugewiesen.

Schnappschüsse:

Mit „Snapshots“ können Sie, wie der Name schon sagt, grundsätzlich zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Snapshot einer Datei erstellen. Dadurch wird der Status der Datei gespeichert und Sie können die Bearbeitung fortsetzen. Änderungen werden vom Dateisystem verfolgt, und nur neue Daten beanspruchen zusätzlichen Speicherplatz. Snapshots sind schneller als typische Dateispeicherungen. Ein typischer Dateispeicher, bei dem die gesamten Daten der Datei jedes Mal gespeichert werden, wenn der Benutzer die Datei "speichert", benötigt Zeit proportional zur Dateigröße.

Ein Schnappschuss hingegen speichert die Änderungen nur jedes Mal, wenn der Benutzer die Datei "speichert". Auf diese Weise können Sicherungen weniger Festplattenspeicher verwenden als bei Dateisystemen, die keine Momentaufnahmen unterstützen. Dies bedeutet, dass TimeMachine-Sicherungen schneller und effizienter werden und weniger Platz beanspruchen.

Space Sharing:

Die Speicherfreigabe ist eine neue Funktion in APFS, mit der mehrere Volumes logisch Speicherplatz auf einem Speichergerät gemeinsam nutzen können. Dies bedeutet, wenn Sie auf Ihrem Mac eine 256-GB-SSD haben, können Sie diese mit APFS so partitionieren, dass jede der Partitionen die gesamten 256 GB (oder die von Ihnen gewählte Größe) als verwendbar und verfügbar anzeigt in der physischen Größe erweitern oder verkleinern, wenn Dateien zu den Partitionen hinzugefügt oder daraus entfernt werden.

Raumeffizienz:

Die effiziente Speicherung von Dateien auf einem Speichergerät ist von größter Bedeutung für eine bessere Leistung sowie eine effizientere Nutzung des Dateisystems.

APFS wendet Platzeffizienz mit sogenannten "Clones" an. Wenn Sie eine Datei innerhalb desselben Dateisystems kopieren, erstellt APFS grundsätzlich nicht dieselben Daten, sondern teilt dieselben Daten auf der Festplatte mit der neuen Datei auf. Das bedeutet, dass mehrere Kopien derselben Datei keinen zusätzlichen Speicherplatz mehr pro Datei benötigen.

Performance:

Apple hat an APFS einige Verbesserungen vorgenommen, um die Leistung seiner Geräte zu verbessern.

APFS ist für Flash-Speicher optimiert. Dies ist der Speicher, der auf jedem neuen Apple-Gerät verwendet wird, das an Benutzer verkauft wird, und es ist sinnvoll, dass das Dateisystem entsprechend der verwendeten Speichertechnologie optimiert wird.

APFS verwendet auch das, was als "TRIM" bezeichnet wird. TRIM ist ein Befehl, der vom Betriebssystem verwendet wird, um der SSD mitzuteilen, welche Datenblöcke nicht mehr verwendet werden und gelöscht werden können. Mit TRIM kann die SSD die Speicherblöcke markieren, die keine gültigen Daten mehr enthalten. Wenn also neue Daten geschrieben werden müssen, kann die SSD die markierten Blöcke verwenden. Dies führt zu einer höheren Schreibgeschwindigkeit.

Während diese Funktion in HFS + verfügbar war, können mit APFS TRIM-Befehle asynchron ausgegeben werden, wenn Dateien gelöscht oder freier Speicherplatz freigegeben wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Änderungen an Metadaten in den Speicher geschrieben werden, bevor die Lösch- oder Rückforderungsoperationen ausgeführt werden.

Wenn Sie einen Mac verwendet haben, ist es wahrscheinlich, dass Sie auf den sich drehenden Wasserball gestoßen sind, der als "drehender Beachball des Todes" bezeichnet wird. Dies tritt normalerweise auf, wenn das Betriebssystem mehrere Schreibvorgänge auf der SSD durchführt. Mit APFS wird Apple das Dateisystem dazu veranlassen, die Vorgänge zu priorisieren, die für die Benutzer sofort sichtbar sind, im Vergleich zu Hintergrundaufgaben, die nicht sichtbar sind.

Funktionskontrast zwischen HFS + und Apple APFS

Aufgeregt über APFS?

Apples Bemühungen, ein völlig neues Dateisystem von Grund auf zu entwickeln, klingen nach einer guten Idee; Vor allem, wenn man bedenkt, dass die Software nur für Apple-Hardware entwickelt wird, was bedeutet, dass APFS wahrscheinlich versucht, die Hardware optimal zu nutzen, insbesondere den extrem schnellen Flash-Speicher auf Apple-Geräten. Dies sollte eine deutliche Verbesserung gegenüber den vielen Nuancen von HFS + sein, als Apple das APFS-Dateisystem Ende 2016 oder Anfang 2017 endlich freigibt.

Wir freuen uns sehr über APFS und darüber, wie unsere Apple-Geräte mit Dateien und Verzeichnissen umgehen können.

Was denkst du über APFS? Lass es uns in den Kommentaren wissen.