Compreendendo o APFS, o novo sistema de arquivos da Apple

Um dos anúncios mais voltados para o desenvolvedor que não fez o Keynote na WWDC deste ano foi a Apple apresentando um novo sistema de arquivos batizado Apple File System (APFS).

Os atuais sistemas de arquivos usados ​​pela empresa, (HFS e HFS +), têm mais de uma década e nunca foram realmente projetados para dispositivos de armazenamento que armazenam dados da ordem de Gigabytes.

APFS foi desenvolvido “do zero” para escalar uniformemente em todos os seus dispositivos. Isso significa que, do Apple Watch ao Mac, todos os dispositivos usarão o APFS como sistema de arquivos padrão nos próximos anos.

Quais recursos você pode esperar do novo sistema de arquivos e como eles são importantes no nível do usuário? Temos uma análise simples dos principais novos recursos do APFS, conforme anunciado pelo gigante da tecnologia.

Granularidade do carimbo de data / hora em nanossegundos:

O sistema de arquivos HFS + usado atualmente tem suporte para granularidade de carimbo de data / hora de 1 segundo. Isso basicamente significa que os carimbos de data / hora (leia “arquivo criado em”, “última modificação em”) em seus arquivos em um sistema HFS + têm precisão de um segundo. Isso estava muito bom quando o HFS + foi originalmente projetado, quase 13 anos atrás, para dispositivos de armazenamento que eram lentos e os carimbos de data / hora de 1 segundo podiam facilmente gerenciar a atomicidade do sistema de arquivos.

No entanto, os dispositivos de armazenamento que estão sendo usados ​​na geração atual de dispositivos são capazes de operações de I / O no nível de nanossegundos, tornando a granularidade do carimbo de data / hora de nanossegundos uma necessidade em um sistema de arquivos moderno.

Criptografia:

Um dos principais recursos do Apple File System, e talvez o mais útil, mesmo para usuários não avançados, é a criptografia. APFS oferece aos usuários três opções de como (se houver) criptografar seus dados.

1. Não criptografado:

   Um usuário pode simplesmente optar por não criptografar seus dados. Provavelmente, essa não é a melhor maneira de lidar com seus arquivos se você tiver dados confidenciais em seu laptop; qualquer um.

   No entanto, cada um no seu, para que você possa manter seus arquivos sem criptografia.

2. Criptografia de chave única:

   A criptografia de chave única em seu dispositivo funcionará da mesma maneira que o FileVault funciona em um Mac agora. Ele criptografará seus dados, exigindo uma chave para acessá-los.

3. Criptografia multi-chave:

   Simplificando, a criptografia de várias chaves é incrível. A criptografia de várias chaves no APFS permitirá que os usuários criem várias chaves para arquivos diferentes ou mesmo partes de arquivos. Portanto, todo o seu disco será criptografado, mas você pode criar chaves adicionais (digamos, no seu telefone), para revelar ainda mais dados quando o telefone for desbloqueado, dando a você acesso à chave. Esta é uma nova adição empolgante ao APFS, pois permitirá a criptografia em uma base "por arquivo", de modo que arquivos diferentes podem ter chaves de criptografia diferentes.

Arquivos esparsos:

Arquivos esparsos permitem que a memória seja alocada para um arquivo apenas quando necessário. O suporte a arquivos esparsos significa que um arquivo grande (digamos 1 GB) só terá espaço de 1 GB inteiro no dispositivo de armazenamento quando os dados reais no arquivo tiverem 1 GB de tamanho. Por exemplo, considere o caso de uso em que você está baixando um arquivo usando um torrent. O arquivo pode ser um arquivo grande, digamos 1 GB. No sistema de arquivos HFS +, no momento em que o arquivo começa a ser baixado, o sistema de arquivos aloca 1 GB de espaço para o arquivo, mesmo se os dados reais que podem ter sido baixados (e, portanto, salvos) possam ter apenas um único kilobyte.

O APFS, no entanto, não alocará todo o 1 GB logo no início. Em vez disso, o arquivo terá espaço em disco alocado à medida que cresce.

Instantâneos:

“Snapshots”, como o nome indica, basicamente permite tirar um instantâneo de um arquivo em um determinado momento, salvando assim o estado do arquivo e permitindo que você continue a editá-lo. As alterações são rastreadas pelo sistema de arquivos e apenas os novos dados ocupam espaço adicional. Os instantâneos são mais rápidos do que salvamentos de arquivos típicos. Um salvamento de arquivo típico, que salva todos os dados do arquivo toda vez que o usuário "salva" o arquivo, leva um tempo proporcional ao tamanho do arquivo.

Um instantâneo, por outro lado, só salva as alterações toda vez que o usuário “salva” o arquivo. Isso permite que os backups usem menos espaço em disco do que em sistemas de arquivos sem suporte para instantâneos. Isso significa que os backups do TimeMachine se tornarão mais rápidos, mais eficientes e ocuparão menos espaço.

Compartilhamento de espaço:

O compartilhamento de espaço é um novo recurso no APFS que permitirá que vários volumes compartilhem logicamente o espaço de memória em um dispositivo de armazenamento. Isso significa que se você tiver um SSD de 256 GB em seu Mac, o APFS permitirá que você particione-o de forma que cada uma das partições mostre todos os 256 GB (ou o tamanho que você escolher) disponíveis para uso e expandir ou diminuir em tamanho físico quando os arquivos são adicionados ou removidos das partições.

Eficiência de espaço:

O armazenamento eficiente de arquivos em um dispositivo de armazenamento é de extrema importância para um melhor desempenho, bem como um uso mais eficiente do sistema de arquivos.

O APFS lida com a eficiência de espaço usando os chamados “clones”. Basicamente, se você copiar um arquivo no mesmo sistema de arquivos, em vez de criar uma cópia duplicada dos dados, o APFS simplesmente compartilha os mesmos dados em disco com o novo arquivo. Isso significa que várias cópias do mesmo arquivo não usarão mais espaço adicional "por arquivo".

Desempenho:

A Apple fez algumas melhorias "ocultas" no APFS para torná-lo um melhor desempenho em seus dispositivos.

APFS é otimizado para armazenamento Flash. Este é o armazenamento usado em cada novo dispositivo Apple vendido aos usuários e faz sentido que seu sistema de arquivos seja otimizado de acordo com a tecnologia de armazenamento que eles usam.

Além disso, o APFS usa o que é chamado de “TRIM”. TRIM é um comando usado pelo sistema operacional para informar ao SSD quais blocos de dados não estão mais em uso e podem ser apagados. O TRIM permitirá que o SSD “marque” os blocos de memória que não contêm mais dados válidos, de modo que, quando for necessário gravar novos dados, o SSD poderá usar os blocos marcados. Isso resulta em uma velocidade de gravação mais alta.

Embora esse recurso estivesse disponível no HFS +, o APFS permite que os comandos TRIM sejam emitidos de forma assíncrona quando os arquivos são excluídos ou espaço livre é recuperado. Isso garante que as alterações nos metadados sejam gravadas no armazenamento antes que as operações de exclusão ou recuperação sejam realizadas.

Se você usou um Mac, é provável que tenha encontrado a bola de praia giratória, mais conhecida como “bola de praia mortal da morte”. Isso geralmente ocorre quando o sistema operacional está fazendo várias operações de gravação no SSD. Com o APFS, a Apple fará com que o sistema de arquivos priorize as operações que são imediatamente visíveis aos usuários, em comparação com as tarefas em segundo plano que não são visíveis.

Contraste de recursos entre HFS + e Apple APFS

CONSULTE TAMBÉM: Como bloquear e proteger com senha arquivos e pastas no Mac

Empolgado com o APFS?

O esforço da Apple para desenvolver um sistema de arquivos completamente novo a partir do zero parece uma boa ideia; especialmente considerando que eles estão desenvolvendo exclusivamente para o hardware da Apple, o que significa que o APFS provavelmente tentará usar o hardware da melhor maneira possível, especialmente o armazenamento flash incrivelmente rápido nos dispositivos da Apple. Esta deve ser uma melhoria decente em relação às muitas nuances do HFS + quando a Apple finalmente lançar o sistema de arquivos APFS no final de 2016 ou início de 2017.

Estamos muito entusiasmados com o APFS e como ele vai melhorar a maneira como nossos dispositivos Apple lidam com arquivos e diretórios.

O que você acha do APFS? Deixe-nos saber nos comentários abaixo.