Entendiendo APFS: El nuevo sistema de archivos de Apple

• 2019

Uno de los anuncios más orientados a los desarrolladores que no llegaron al Keynote en la WWDC de este año fue que Apple presentó un nuevo sistema de archivos denominado Apple File System (APFS).

Los sistemas de archivos actuales utilizados por la empresa (HFS y HFS +) tienen más de una década y nunca fueron diseñados para dispositivos de almacenamiento que almacenan datos en el orden de los Gigabytes.

APFS se ha desarrollado desde cero para escalar uniformemente en todos sus dispositivos. Esto significa que, desde Apple Watch a Mac, todos los dispositivos usarán APFS como su sistema de archivos predeterminado en los próximos años.

¿Qué características puede esperar en el nuevo sistema de archivos y qué importancia tienen a nivel de usuario? Tenemos un análisis simple de las principales características nuevas en APFS como lo anunció el gigante de la tecnología.

Granularidad de marca de tiempo de nanosegundo:

El sistema de archivos HFS + actualmente usado tiene soporte para granularidad de marca de tiempo de 1 segundo. Básicamente, esto significa que las marcas de tiempo (lea "archivo creado en", "última modificación") en sus archivos en un sistema HFS + tienen una precisión de un segundo. Todo esto estuvo muy bien cuando HFS + fue diseñado originalmente, hace casi 13 años, para dispositivos de almacenamiento que eran lentos y que las marcas de tiempo de 1 segundo podían administrar fácilmente la atomicidad del sistema de archivos.

Sin embargo, los dispositivos de almacenamiento que se utilizan en la generación actual de dispositivos son capaces de operaciones de E / S a nivel de nanosegundos, lo que hace que la granularidad de marca de tiempo de nanosegundos sea una necesidad en un sistema de archivos moderno.

Cifrado

Una de las características clave del sistema de archivos de Apple, y quizás la más útil, incluso para usuarios que no son usuarios avanzados, es el cifrado. APFS ofrece a los usuarios tres opciones para cifrar sus datos (si los hay).

1. Sin cifrar

   Un usuario puede simplemente optar por no cifrar sus datos en absoluto. Probablemente esta no sea la mejor manera de revisar sus archivos si tiene datos confidenciales en su computadora portátil; cualquiera en absoluto

   Sin embargo, cada uno es suyo, por lo que puede mantener sus archivos sin cifrar.

2. Encriptación de una sola clave:

   El cifrado de una sola clave en su dispositivo funcionará de la misma manera que FileVault en una Mac ahora. Encriptará sus datos, requiriendo una clave para acceder a ellos.

3. Cifrado Multi-Clave:

   En pocas palabras, el cifrado de múltiples claves es impresionante. El cifrado de múltiples claves en APFS permitirá a los usuarios crear múltiples claves para diferentes archivos, o incluso partes de archivos. Entonces, todo el disco estará encriptado, pero puede crear claves adicionales (por ejemplo, en su teléfono), para revelar aún más datos cuando su teléfono se desbloquee, lo que le dará acceso a la clave. Esta es una nueva y emocionante adición a APFS, ya que permitirá el cifrado "por archivo", por lo que diferentes archivos pueden tener diferentes claves de cifrado.

Archivos dispersos:

Los archivos dispersos permiten que la memoria se asigne a un archivo solo cuando sea necesario. La compatibilidad con archivos dispersos significa que a un archivo grande (por ejemplo, 1 GB) solo se le asignará el espacio completo de 1 GB en el dispositivo de almacenamiento cuando los datos reales en el archivo tengan un tamaño de 1 GB. Por ejemplo, considere el caso de uso en el que está descargando un archivo usando un torrent. El archivo puede ser un archivo grande, digamos 1 GB. En el sistema de archivos HFS +, en el momento en que el archivo comienza a descargarse, el sistema de archivos asigna 1 GB de espacio al archivo, incluso si los datos reales que podrían haberse descargado (y, por lo tanto, guardados) pueden ser tan solo un kilobyte.

Sin embargo, APFS no asignará la totalidad de 1 GB al principio. En su lugar, al archivo se le asignará espacio en disco a medida que crezca.

Instantáneas:

Las "instantáneas", como su nombre lo indica, básicamente le permiten tomar una instantánea de un archivo en un momento determinado, por lo tanto, guardan el estado del archivo y le permiten continuar editándolo. El sistema de archivos realiza un seguimiento de los cambios y solo los datos nuevos ocupan espacio adicional. Las instantáneas son más rápidas que los archivos típicos guardados. Un archivo típico guardado, que guarda todos los datos del archivo cada vez que el usuario "guarda" el archivo, lleva un tiempo proporcional al tamaño del archivo.

Una instantánea, por otro lado, solo guarda los cambios cada vez que el usuario "guarda" el archivo. Esto permite que las copias de seguridad usen menos espacio en disco que en los sistemas de archivos que no admiten instantáneas. Esto significa que las copias de seguridad de TimeMachine serán más rápidas, más eficientes y también ocuparán menos espacio.

Espacio compartido:

El uso compartido de espacio es una nueva función en APFS que permitirá que múltiples volúmenes compartan lógicamente el espacio de memoria en un dispositivo de almacenamiento. Lo que esto significa es que si tiene un SSD de 256 GB en su Mac, APFS le permitirá particionarlo de tal manera que cada una de las particiones mostrará los 256 GB completos (o el tamaño que elija) como disponibles para su uso y expanda o reduzca el tamaño físico cuando se agreguen o eliminen archivos de las particiones.

Eficiencia del espacio:

El almacenamiento eficiente de archivos en un dispositivo de almacenamiento es de suma importancia para un mejor rendimiento y un uso más eficiente del sistema de archivos.

APFS maneja la eficiencia del espacio usando lo que se llama "Clones". Básicamente, si copia un archivo dentro del mismo sistema de archivos, en lugar de crear una copia duplicada de los datos, APFS simplemente comparte los mismos datos en el disco con el nuevo archivo. Esto significa que varias copias del mismo archivo ya no usarán espacio adicional "por archivo".

Actuación:

Apple ha realizado algunas mejoras "bajo el capó" de APFS para que funcione mejor en sus dispositivos.

APFS está optimizado para almacenamiento flash. Este es el almacenamiento utilizado en cada nuevo dispositivo Apple que se vende a los usuarios y tiene sentido que su sistema de archivos se optimice de acuerdo con la tecnología de almacenamiento que utilizan.

Además, APFS utiliza lo que se llama "TRIM". TRIM es un comando utilizado por el sistema operativo para informar a la SSD qué bloques de datos ya no están en uso y se pueden borrar. TRIM permitirá que el SSD "marque" los bloques de memoria que ya no contienen datos válidos, por lo que cuando se necesitan nuevos datos para escribir, el SSD puede usar los bloques marcados. Esto resulta en una mayor velocidad de escritura.

Si bien esta función estaba disponible en HFS +, APFS permite que los comandos TRIM se emitan de forma asíncrona cuando se eliminan los archivos o se reclama el espacio libre. Esto garantiza que los cambios en los metadatos se escriban en el almacenamiento antes de que se lleven a cabo las operaciones de eliminación o reclamación.

Si has usado una Mac, es probable que hayas encontrado la pelota de playa giratoria, más comúnmente conocida como la "pelota de playa giratoria de la muerte". Esto suele ocurrir cuando el sistema operativo está realizando múltiples operaciones de escritura en el SSD. Con APFS, Apple hará que el sistema de archivos priorice las operaciones que son inmediatamente visibles para los usuarios, en comparación con las tareas en segundo plano que no son visibles.

Contraste de funciones entre HFS + y Apple APFS

¿Emocionado sobre APFS?

El esfuerzo de Apple por desarrollar un sistema de archivos completamente nuevo desde cero parece una buena idea; especialmente teniendo en cuenta que lo están desarrollando exclusivamente para el hardware de Apple, lo que significa que APFS probablemente intentará utilizar el hardware de la mejor manera posible, especialmente el almacenamiento flash extremadamente rápido en los dispositivos de Apple. Esto debería ser una mejora digna de los muchos matices de HFS + cuando Apple finalmente lance el sistema de archivos APFS a finales de 2016 o principios de 2017.

Estamos muy entusiasmados con APFS y con cómo mejorará la forma en que nuestros dispositivos Apple manejan archivos y directorios.

¿Qué opinas de APFS? Háganos saber en los comentarios a continuación.