نظام ملفات أبل

يستخدم نظام ملفات APFS مخطط تقسيم GPT . يحتوي مخطط GPT على حاوية APFS واحدة أو أكثر (معرف نوع التقسيم هو 7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC ). تحتوي كل حاوية على وحدة تخزين APFS واحدة أو أكثر، تشترك جميعها في المساحة المخصصة للحاوية، وقد يكون لكل وحدة تخزين أدوار APFS. قدم نظام macOS Catalina (macOS 10.15) مجموعة وحدات تخزين APFS، وهي عبارة عن مجموعات من وحدات التخزين يعرضها Finder كوحدة تخزين واحدة. تقع روابط APFS الثابتة بين الروابط الصلبة والروابط الرمزية ، وتربط بين وحدات التخزين.

في نظام macOS Catalina، أصبح دور وحدة تخزين النظام (المسمى عادةً "Macintosh HD") للقراءة فقط، وفي نظام macOS Big Sur (macOS 11) أصبح وحدة تخزين نظام موقعة (SSV) ويتم تحميل لقطات وحدة التخزين فقط. يُستخدم دور وحدة تخزين البيانات (المسمى عادةً "Macintosh HD - Data") كطبقة فوق أو نسخة طبق الأصل من وحدة تخزين النظام ، وتُعتبر كلتا وحدتي تخزين النظام والبيانات جزءًا من نفس مجموعة وحدات التخزين وتظهران كوحدة واحدة في Finder.

تتيح النسخ المتماثلة لنظام التشغيل إنشاء نسخ فعّالة من الملفات على نفس وحدة التخزين دون استهلاك مساحة تخزين إضافية. تُحفظ التغييرات التي تُجرى على الملف المنسوخ كامتدادات دلتا ، مما يقلل مساحة التخزين المطلوبة لمراجعات المستندات ونسخها. ^{[ 10 ]} مع ذلك، لا توجد واجهة لتمييز نسختين من الملف نفسه على أنهما نسختان متماثلتان، أو لأنواع أخرى من إزالة البيانات المكررة .

تتوفر هذه الميزة تلقائيًا عند نسخ المستخدم لأي ملفات باستخدام تطبيق Finder ، وهو مدير الملفات الافتراضي في نظام macOS ، ولكنها لا تتوفر عند استخدام الأمر. ^{[ 16 ]} ولتنفيذ ذلك عبر سطر الأوامر ، تحتوي الأداة المساعدة في نظام macOS على مُعامل يسمح لها باستخدام استدعاء النظام . ^{[ 17 ]}cpcp-cclonefile

تدعم وحدات تخزين APFS اللقطات لإنشاء نسخة للقراءة فقط من نظام الملفات في نقطة زمنية محددة. ^{[ 10 ]}

يدعم نظام ملفات أبل بشكل أصلي تشفير القرص بالكامل ، ^{[ 2 ]} وتشفير الملفات بالخيارات التالية:

• بدون تشفير
• التشفير بمفتاح واحد
• التشفير متعدد المفاتيح، حيث يتم تشفير كل ملف بمفتاح منفصل، ويتم تشفير البيانات الوصفية بمفتاح مختلف. ^{[ 10 ]}

يدعم نظام ملفات APFS أرقام inode ذات 64 بت ، مما يسمح بتخزين أكثر من 9 كوينتيليون ملف (2^ ⁶³ ) على وحدة تخزين واحدة. ^{[ 2 ] [ 5 ]}

يستخدم نظام ملفات أبل مجموعات التحقق لضمان سلامة البيانات الوصفية ولكن ليس لبيانات المستخدم الفعلية، ويعتمد بدلاً من ذلك على آليات تصحيح الأخطاء (ECC) في أجهزة التخزين . ^{[ 18 ]}

صُمم نظام ملفات أبل لتجنب تلف البيانات الوصفية الناتج عن أعطال النظام . فبدلاً من الكتابة فوق سجلات البيانات الوصفية الموجودة، يقوم النظام بكتابة سجلات جديدة بالكامل، ثم يشير إليها، ثم يُحرر السجلات القديمة، وهو أسلوب يُعرف باسم " إعادة التوجيه عند الكتابة" . هذا يمنع تلف السجلات التي تحتوي على بيانات قديمة وأخرى جديدة جزئيًا نتيجة عطل يحدث أثناء التحديث. كما أنه يتجنب كتابة التغيير مرتين، كما يحدث في نظام ملفات HFS+ المُسجل، حيث تُكتب التغييرات أولاً في السجل ثم في ملف الفهرس. ^{[ 18 ]}

يدعم نظام ملفات APFS الضغط الشفاف للملفات الفردية باستخدام Deflate (Zlib) وLZVN (libFastCompression) و LZFSE . جميعها خوارزميات من نوع Lempel-Ziv . هذه الميزة موروثة من نظام HFS+، ويتم تنفيذها باستخدام نظام AppleFSCompression / decmpfs نفسه، وذلك باستخدام فروع الموارد أو السمات الموسعة. وكما هو الحال مع HFS+، فإن الشفافية غير متاحة للأدوات التي لا تستخدم إجراءات decmpfs. ^{[ 19 ]}

يُضيف نظام ملفات APFS إمكانية وجود محركات أقراص منطقية متعددة (تُسمى وحدات تخزين ) في نفس الحاوية حيث تتوفر مساحة حرة لجميع وحدات التخزين في تلك الحاوية (جهاز الكتلة). ^{[ 20 ]}

لا يوفر نظام ملفات APFS مجاميع التحقق لبيانات المستخدم. ^{[ 21 ]} كما أنه لا يستفيد من ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة القابلة للعنونة بالبايت . ^{[ 22 ] [ 23 ]}

تُصبح عملية تعداد الملفات، وبيانات تعريف العقد (inode) بشكل عام، أبطأ بكثير على نظام ملفات APFS عند تخزينها على قرص صلب (HDD). ويعود ذلك إلى أن نظام APFS، بدلاً من تخزين بيانات التعريف في موقع ثابت كما في نظام HFS+ ، يخزنها بجانب بيانات الملف الفعلية. على محركات الأقراص الصلبة SSD ، لا يُؤثر هذا التجزؤ في بيانات التعريف بشكل ملحوظ لعدم احتوائها على أجزاء متحركة، بينما على محركات الأقراص الصلبة HDD، يُؤدي ذلك إلى تدهور كبير في الأداء، حيث يتعين على رؤوس القراءة/الكتابة البحث فعليًا عن أجزاء البيانات المتناثرة. ^{[ 24 ]}

إضافةً إلى ذلك، تتمثل إحدى الميزات الرئيسية لنظام ملفات APFS في خاصية " النسخ عند الكتابة "، التي تتيح نسخ الملفات بسرعة عن طريق إنشاء مراجع للبيانات الأصلية بدلاً من نسخها مباشرةً. تُمكّن هذه الخاصية وظائف مثل اللقطات ونسخ الملفات السريع. عند تعديل الملفات بعد نسخها، يُنشئ نظام APFS مساحات تخزين جديدة ( كتل بيانات ) للتغييرات، مما يؤدي إلى زيادة التجزئة بمرور الوقت. تتفاقم هذه المشكلة مع تطبيقات مثل Time Machine ، التي تُنشئ نسخًا متعددة من الملفات، مما يزيد من التجزئة ويُبطئ الأداء . ^{[ 25 ]} ونتيجةً لذلك، لا يُنصح عمومًا باستخدام نظام APFS على محركات الأقراص الصلبة، خاصةً لأحمال العمل التي تتضمن تعديلات متكررة على الملفات أو نسخها أو استخدام اللقطات. ^{[ 26 ]}

على عكس نظام الملفات HFS+، لا يدعم نظام الملفات APFS الروابط الصلبة للمجلدات. ^{[ 3 ] [ 27 ]} ولأن إصدار برنامج النسخ الاحتياطي Time Machine المُضمّن في أنظمة Mac OS X 10.5 (Leopard) حتى macOS 10.15 (Catalina) كان يعتمد على الروابط الصلبة للمجلدات، لم يكن APFS خيارًا مدعومًا في البداية لوحدات تخزين النسخ الاحتياطي. ^{[ 28 ] [ 27 ]} تم التغلب على هذا القيد بدءًا من macOS 11 Big Sur ، حيث أصبح APFS الآن نظام الملفات الافتراضي لعمليات النسخ الاحتياطي الجديدة لـ Time Machine ( مع استمرار دعم محركات أقراص النسخ الاحتياطي المُهيأة بنظام HFS+ ). ^{[ 29 ]} يُمكّن تطبيق macOS Big Sur لـ Time Machine بالاقتران مع محركات الأقراص المُهيأة بنظام APFS من إجراء نسخ احتياطية "أسرع وأكثر إحكامًا وموثوقية" مما كان ممكنًا مع محركات أقراص النسخ الاحتياطي المُهيأة بنظام HFS+. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

يُقدّم نظام macOS Sierra 10.12.4 نسخة تجريبية من نظام ملفات APFS، مع بعض القيود، وهي متاحة عبر diskutilأداة سطر الأوامر. من بين هذه القيود، أنها لا تُجري عملية توحيد ترميز Unicode، على عكس نظام HFS+، ^{[ 37 ]} مما يؤدي إلى مشاكل مع اللغات الأخرى غير الإنجليزية. ^{[ 38 ]} قد لا تكون محركات الأقراص المُهيأة بنسخة Sierra من APFS متوافقة مع الإصدارات الأحدث من macOS أو APFS، ولا يُمكن استخدام نسخة Sierra من APFS مع Time Machine أو وحدات تخزين FileVault أو Fusion Drives. ^{[ 39 ]}

منذ نظام macOS 10.13 High Sierra ، يتم تحويل جميع الأجهزة المزودة بوحدات تخزين فلاش تلقائيًا إلى نظام ملفات APFS. ^{[ 40 ]} ابتداءً من نظام macOS 10.14 Mojave ، يتم أيضًا ترقية محركات Fusion Drives ومحركات الأقراص الصلبة عند التثبيت. ^{[ 41 ]} لا توفر واجهة المستخدم الرئيسية للترقية خيارًا لإلغاء هذا التحويل، ولن تكون الأجهزة المهيأة بإصدار High Sierra من نظام APFS قابلة للقراءة في الإصدارات السابقة من macOS. ^{[ 40 ]} يمكن للمستخدمين تعطيل تحويل APFS باستخدام startosinstallأداة التثبيت عبر سطر الأوامر --converttoapfs NO. ^{[ 42 ]}

لا يتم تحويل وحدات تخزين FileVault إلى نظام APFS بدءًا من macOS Big Sur 11.2.1. بدلاً من ذلك، يقوم macOS بتهيئة محركات أقراص FileVault الخارجية كوحدات تخزين منطقية CoreStorage مُهيأة بنظام Mac OS Extended (Journaled). ويمكن تشفير محركات أقراص FileVault اختياريًا.

تقوم أنظمة التشغيل iOS 10.3 و tvOS 10.2 و watchOS 3.2 بتحويل نظام الملفات HFSX الحالي إلى APFS على الأجهزة المتوافقة. ^{[ 13 ] [ 8 ] [ 43 ]}

على الرغم من انتشار وحدات تخزين APFS في أجهزة ماك الحديثة، وإطلاق هذا النظام عام 2016، لا تزال برامج إصلاح الأجهزة الخارجية تعاني من قصور ملحوظ في دعم وحدات تخزين APFS، وذلك بسبب تأخر شركة آبل في إصدار وثائق كاملة عنه. ووفقًا لشركة Alsoft، مطورة برنامج DiskWarrior، فإن إصدار آبل لوثائق جزئية عن نظام APFS عام 2018 قد أدى إلى تأخير تطوير نسخة من DiskWarrior قادرة على إعادة بناء أقراص APFS بأمان. ^{[ 44 ]} ومن المتوقع أن تُعزز المنتجات المنافسة، مثل TechTool من MicroMat وDrive Genius من Prosoft، دعمها لنظام APFS أيضًا.