Kas tas APFS?

APFS tai nauja „Apple“ failų sistema, kuri vienuose mūsų naudojamuose įrenginiuose anksčiau, kituose - vėliau, tačiau vis tiek, greičiausiai, visi tapsime jos naudotojais.

„Apple“ planuoja savo įrenginių operacines sistemas migruoti į APFS arba „Apple File System“. APFS „Apple“ pristatė 2016 metų WWDC metu. Ši nauja failų sistema pakeis dabar naudojamą HFS+ „Mac“ kompiuteriuose naudojamą nuo 1998 metų kai ši pakeitė HFS pristatytą 1985.

„Apple“ nutarė, kad dabar kai SSD diskai tapo pakankamai populiarūs yra puikus metas 30+ metų failų sistemos technologijas, kurios buvo pritaikytos dirbti su lanksčiais diskeliais (FDD) ir kietaisiais diskais (HDD), pakeisti nauja, labiau šiuolaikinius poreikius atitinkančia failų sistema. „OS X“ naudotojai, kurie norėjo sužinoti kiek GB užima failai esantys aplanke ir turėję laukti kol sistema paskaičiuos šią informaciją – nudžiugs sužinoję, kad šią informaciją APFS tiesiog žino ir laukti nebereikės.

Ši failų sistema bus naudojama visuose „Apple“ įrenginiuose, kuriuose failų sistema yra reikalinga. Jau dabar APFS išbandyti, nors ir tam tikrais apribojimais, gali programuotojai bandantys „macOS Sierra“ beta versijas. Naujoji APFS naudojama ir „iOS 10.3“ beta versijoje ir mūsų mobiliuosius įrenginius pasieks kai bus išleista vieša „iOS 10.3“. Tiesa, kadangi prieigos prie failų sistemos „iOS“ įrenginių naudotojams „Apple“ nesuteikia – galimybė ją patyrinėti „iPhone“ ir „iPad“ stipriai ribota. Dėl šios priežasties nenagrinėsiu „iOS“ APFS ypatumų. Naują failų sistemą „Apple“ naudos ne tik „iOS ar „macOS“ operacinėse sistemose, ji bus naudojama ir „Apple Watch“ bei „Apple TV“ įrenginiuose.

Failų sistema yra nepaprastai svarbus kompiuterinės technikos komponentas. Ji nusako kaip kompiuteris bendrauja su duomenimis, nepriklausomai nuo to ar tai nuotrauka, kurią nufotografavote skaitmeniniu fotoaparatu, ar dokumentas, ar nematomas failas naudojamas kompiuterio ar sistemos poreikiams.

„Apple“ nepaaiškino ką reiškia „P“ APFS tačiau ši raidė skiria naują failų sistemą nuo AFS (Apple File System) sutrumpinimo, naudoto apibūdinti senesnėms „Apple“ failų ir tinklo paslaugoms.

APFS yra sukurta taip, kad tiktų naudoti tiek mažuose, mobiliuose įrenginiuose, tiek ir dideliuose kompiuteriuose ir geriau atitiktų šiuolaikinių ir ateities kompiuterių poreikius. APFS nepakeis to kaip mes matome failus. „Finder“ pagrindinė darbui su failais naudojama aplikacija „Mac“ kompiuteriuose nebus pakeista dramatiškai dėl to, kad dirbs su APFS (bent jau niekas iš „Apple“ apie tai neužsiminė). APFS yra optimizuota dirbti su SSD tipo laikmenomis, kurių darbo principas skiriasi nuo kietųjų HDD diskų.

Su APFS „Apple“ ruošia sau dirvą saugoti didesnius informacijos kiekius. HFS+ palaiko 32-bitų failų ID, o APFS 64-ų bitų. Tai reiškia, kad dabartiniai „Mac“ kompiuteriai gali rinkti informaciją iš maždaug 4 milijardų individualių informacijos gabalėlių kietajame diske. APFS galės susidoroti su 9 kvintilijonais duomenų gabalėlių – tai skaičius su 18 nulių (tiesa pasakius net daugiau jei skaičiuoti šešioliktaines reikšmes).

Kadangi APFS nesunkiai susidoroja su didesniais duomenų kiekiais, sistema veiks greičiau. Naujoje „Apple“ failų sistemoje, kai išsaugoma failo kopija, APFS pasidalina bendra failo informacija su failais, kai tai yra įmanoma vietoje to kad dubliuoti visą informaciją kaip tai vyksta HFS+. Failų kopijos ar klonai gali būti sukurti akimirksniu – nereikia sėdėti ir spoksoti į progreso juostą rodančia kaip gigabaitai failų yra kopijuojami eikvodami milžiniškus disko vietos ir energijos kiekius. Iš principo failų klonai (kopijos) beveik neužima papildomos vietos diske, nes jie susieti su failų originalais.

Kalbant apie vietą, tai dalinimasis vieta (angl. sharing) yra kita nauja APFS galimybė leisianti „Mac“ kompiuteriams efektyviau valdyti laisvą vietą diske. Pavyzdžiui galima sukurti keletą skaidinių (particijų) ar net kelias failų sistemas viename fiziniame įrenginyje ir visos jos gali dalintis ta pačia vieta diske. APFS kiekvieną fizinį įrenginį mato kaip konteinerį su daug tomų (volume) jame.

Kompiuterinis tinklas yra nepaprastai svarbus beveik kiekviename kompiuteriniame įrenginyje. Metų metais inžinieriai bando operacines sistemas padaryti maksimaliai efektyvias duomenų perdavimui. Dabar, kai kompiuterinė debesija tapo pakankamai populiari - tai kaip sistema dirba su duomenų perdavimu per tinklą tapo vienu pagrindiniu našumo rodiklių. Vėlinimas (latency) – laiko tarpas sugaištamas po to kai kompiuteriui duodame komandą ką nors atlikti ir jis pradeda tą komandą vykdyti taip pat labai stipriai veikia sistemos našumą. Tikriausiai ne kartą esate matę savo „Mac“ kompiuteriuose kaip pelės žymeklio rodyklė pavirsta besisukančiu paplūdimio kamuoliu, dar žinomo SBBOD (spinning Beata ball of death) pavadinimu. „Apple“ deda daug pastangų, kad šio besisukančio paplūdimio mirties kamuolio savo kompiuteriuose nematytumėme. Šį kamuolį dažniausiai matome nes sistema nustatinėja vėlinimo prioritetus ir kamuolys pasirodo po to kai duodame įrenginiui komandą ką nors atlikti ir prieš jam pradedant tą komandą vykdyti. APFS vėlinimo prioritetizavimas vykdomas tobuliau.

„Apple“ rado kitus būdus pagerinti sitemos našumą kai tik tai yra įmanoma. Pavyzdžiui kešo apsauga. HFS+ naudoja žurnalinimą (journaling) kaip kešo apsaugos metodą: ji seka dar neįvykusius pasikeitimus sistemos loguose. Deja, bet žurnalinimas sukuria sistemai papildomas užduotis. Šie failai yra be perstojo kuriami, į juos rašoma ir iš jų skaitoma. APFS šiam reikalui „Apple“ pritaikė metaduomenų kopijavimo išsaugant metodą ir jis yra gerokai efektyvesnis.

Ne paslaptis, kad naudotojų duomenų saugumas labai rūpi „Apple“. Šis našumas net sukiršino kompaniją su vyriausybe, kai pastaroji norėjo iškrapštyti naudotojo duomenis iš „Apple“ įrenginio, o „Apple“ nesutiko padėti šiuose vyriausybės ketinimų įgyvendinimuose. APFS naudojama dar modernesnė duomenų šifravimo technologija, dar geriau apsauganti mūsų duomenis nuo pašalinių akių. Dabar, HFS+ duomenų šifravimui naudojama „FileVault“ technologija, kuri leidžia užšifruoti duomenis visame diske. Įjungiate „FileVault“ ir „Mac“ disko informacijos šifravimas įjungtas. Problema yra ta, kad „FileVault“ funkcija yra arba įjungta arba išjungta ir jei išjungta tai visam diskui/skaidiniui. APFS taip pat palaiko viso disko šifravimą, tačiau ji leidžia užšifruoti ir tik atskirus failus ir jų meta duomenis su vieno ar kelių raktų apsauga. Tai yra papildoma apsauga failams, kuriuos norime apsaugoti labiausiai.

Dabartinė „Apple“ failų sistema naudoja failų laiko atspaudus išsaugodama juos sekundės tikslumu, to nepakanka norint sekti pasikeitimus failuose šiuolaikinėse sistemose. APFS failo laiką išsaugo vienos nanosekundės tikslumu ir ši galimybė sujungta su naujovišku duomenų klonavimo metodu supaprastina skirtingų to paties failo versijų išsaugojimo mechanizmą leidžiantį maksimaliai sutaupyti vietos diske. „Mac“ naudotojai tai galės išnaudoti darydami „Time Mashine“ atsargines duomenų kopijas - jos bus atliekamos greičiau, o failų versijavimas galės būti dar smulkesnis. Tiesą sakant, „Microsoft“ šią technologiją savo NTFS failų sistemoje naudoja jau seniai ir dabar, kai „Apple“ išleis APFS palaikančią „macOS“ versiją, „Mac“ kompiuterių naudotojai galės taip pat „išlošti“ naudodami greitą „šešėlinį“ kopijavimo metodą naudojamą „Windows“ atsarginių duomenų kopijų kūrimo programinėje įrangoje.

Momentiniai atvaizdai (snapshots) tai viena iš APFS savybių, kurios sudomino atsarginėmis duomenų kopijomis užsiimančias kompanijas. „Snapšotai“ yra pakankamai standartinė funkcija naudojama įmonių duomenų atsarginių kopijų kūrimo ir išsaugojimo sistemose, tačiau „Mac“ naudotojai su jomis (dar) nėra susidūrę. Snapšotai turi žymeklius, o ne tikrus duomenis, jie kompaktiški ir pasiekiami labai greitai.

APFS failų sistemoje yra ir daugiau naujovių bei privalumų, tačiau nesigilinsiu į stipriai technines detales, nes daugeliui svetainės skaitytojų jos nieko nesakys ir sukels tik bereikalingą sumaištį galvose.

Be visų paminėtų ir nepaminėtų privalumų yra dalykų į kuriuos reikėtų atkreipti dėmesį pradedant naudoti APFS. Vienas tokių – suderinamumas. Jei „Mac“ kompiuteryje per „Boot Camp“ esate įdiegę „Windows“ - reikės „Windows“ skirtų tvarkyklių, kurios leis skaityti duomenis APFS diskuose, tokių pačių, kokias „Apple“ yra pateikusi skaityti duomenis iš HFS+ diskų. Reikia tikėtis, kad „Apple“ tokias tvarkykles pateiks dar iki to laiko kai APFS taps viešai prieinama. Lygiai taip pat programuotojai ar kiti naudojantys kelias sistemas savo „Mac“ kompiuteriuose negalės, pavyzdžiui iš „OS X El Capitan“ ar ankstesnių versijų prieiti prie APFS diskuose saugomų duomenų. Tačiau priėjimas prie duomenų per tinklą nebus problema nes APFS palaiko plačiai (tame tarpe ir „Windows“) naudojamą SMB protokolą.

Panikuoti nereikia, iš principo tik programuotojai turi daugiau domėtis APFS. Visiems kitiems APFS tai: greičiau veikianti sistema, tobulesnis duomenų saugumas ir pagerintas patikimumas.

Pabaigai, jei esate visiškai patenkinti savo „Mac“ kompiuteriu ir manote, kad jį naudosite dar 25 metus – geriau atnaujinkite jo sistemą į APFS iki 2040 vasario 6 dienos, nes po šios dienos HFS+ nesugebės žymėti failų datos ir laiko.

Jei norote apie APFS išgirsti iš pirmų lūpų – žemiau video iš WWDC 2016 konferencijos programuotojams skirtos paskaitos.