Cos'è APFS (file system Apple)?

APFS, o Apple File System, è un moderno file system sviluppato da Apple Inc. È progettato per ottimizzare le prestazioni su unità a stato solido (SSD) e forniscono funzionalità robuste come crittografia avanzata, condivisione dello spazio e protezioni a prova di crash.

Cos'è l'APFS?

APFS, o Apple File System, è il file system sviluppato da Apple Inc. appositamente per i suoi sistemi operativi, macOS e iOS. È stato introdotto nel 2017 con macOS High Sierra ed è ottimizzato per l'archiviazione su unità flash e a stato solido, con particolare attenzione alla crittografia, all'affidabilità e alle prestazioni. Sviluppato per sostituire il vecchio Hierarchical File System Plus (HFS+), APFS è progettato per massimizzare le prestazioni e l'affidabilità delle moderne tecnologie di storage.

APFS offre numerose funzionalità degne di nota, tra cui una migliore integrità dei dati, ottimizzazione dello spazio tramite clonazione e istantanee, potente crittografia nativa per una migliore sicurezza ed efficiente metadati maneggevolezza per un accesso e una gestione dello spazio più rapidi. Inoltre, supporta la protezione dagli arresti anomali per mantenere la coerenza e prevenire la perdita di dati in caso di guasti del sistema. APFS è ora il file system standard su tutti i prodotti Apple, inclusi macOS, iOS, watchOS e tvOS.

Una breve storia di APFS

APFS è stato annunciato per la prima volta alla Worldwide Developers Conference (WWDC) di Apple nel giugno 2016. In questa fase, è stato introdotto come un moderno file system progettato per sostituire il vecchio HFS+, in uso dal 1998. Gli obiettivi principali di progettazione di APFS erano per ottimizzare l'archiviazione flash/SSD, che stava diventando standard in tutta la linea di prodotti Apple, e per incorporare funzionalità avanzate come potenti crittografia, condivisione dello spazio e solida protezione dagli urti.

Nel 2017, con il rilascio di iOS 10.3, APFS è stato implementato su tutti i dispositivi iOS attraverso un processo di aggiornamento che ha convertito senza problemi il sistema HFS+ esistente in APFS. Questa implementazione ha rappresentato un test cruciale per le capacità e la stabilità di APFS, soprattutto considerando il vasto numero di dispositivi e la varietà di dati coinvolti. Più tardi, nel 2017, è stato rilasciato macOS High Sierra, portando APFS sui computer Mac. L'aggiornamento ad APFS è stato automatico per gli SSD, mentre per i Fusion Drives e quelli tradizionali dischi fissi inizialmente mantenne il formato HFS+ prima di passare anche ad APFS in un secondo momento.

Sin dalle sue versioni iniziali su iOS e macOS, APFS ha continuato ad evolversi. È stato ulteriormente ottimizzato in termini di efficienza e velocità e Apple ne ha esteso l'utilizzo a tutte le nuove installazioni di macOS, iOS, watchOS e tvOS. Oggi APFS è il file system predefinito in tutte le linee di prodotti Apple.

Funzionalità APFS

APFS rappresenta un'evoluzione tecnica significativa volta a gestire meglio le richieste dei moderni dispositivi Apple. Ecco alcune funzionalità chiave di APFS:

• Ottimizzato per SSD. APFS è progettato per funzionare con le caratteristiche di bassa latenza delle unità a stato solido, offrendo velocità di lettura/scrittura migliorate e una migliore allocazione dello spazio.
• Condivisione dello spazio. Consente a più file system di condividere lo stesso spazio di archiviazione libero sottostante su un volume fisico. Ciò è utile nelle configurazioni ad avvio multiplo e per gestire l'archiviazione tra utenti diversi o applicazioni senza dover partizionare l'unità.
• Clonazione di file e directory. APFS può creare copie di file e directory senza duplicare i dati sul disco. Il processo è istantaneo e consente di risparmiare spazio su disco.
• Istantanea e versione. Supporta istantanee e controllo delle versioni, che consentono al sistema di acquisire e salvare lo stato di un file system in un particolare momento. Questa funzione è utile per backup e recupero processi.
• Crittografia avanzata. APFS fornisce opzioni di crittografia avanzate con supporto sia per la crittografia a chiave singola che multichiave, in grado di crittografare file, metadati e persino singoli directory separatamente.
• Protezione dagli urti. APFS migliora l'integrità dei dati e riduce al minimo il rischio di corruzione attraverso le sue funzionalità di protezione dagli urti, che garantiscono coerenza operativa anche in caso di guasti del sistema.

Formati APFS

Apple File System (APFS) supporta diversi formati, ciascuno progettato per soddisfare diversi tipi di dispositivi di archiviazione e casi d'uso specifici. Ecco un elenco dei principali formati APFS:

• APFS (con distinzione tra maiuscole e minuscole). Questo formato tratta i nomi di file che differiscono solo per le lettere come distinti (ad esempio, "File.txt" e "file.txt" verrebbero considerati due file separati). È utile per gli sviluppatori o in situazioni in cui è richiesta la distinzione tra maiuscole e minuscole per la compatibilità con UNIXsistemi simili.
• APFS (senza distinzione tra maiuscole e minuscole). Formato predefinito per la maggior parte degli utenti, questa versione di APFS considera uguali i nomi di file che differiscono solo per le lettere (ad esempio, "File.txt" e "file.txt" sarebbero considerati lo stesso file). Questo è adatto per uso generale ed è il formato standard per le installazioni macOS.
• APFS (crittografato). Questo formato fornisce una crittografia avanzata a livello di file system, offrendo funzionalità avanzate data security. Può fare distinzione tra maiuscole e minuscole o senza distinzione tra maiuscole e minuscole, in base alle preferenze dell'utente.
• APFS (con distinzione tra maiuscole e minuscole, crittografato). Combina la distinzione tra maiuscole e minuscole con la crittografia, fornendo sia requisiti specifici di denominazione dei file che funzionalità di sicurezza.

Vantaggi e svantaggi di APFS

Gli utenti dovrebbero considerare il tipo di operazioni che desiderano eseguire prima di impegnarsi in APFS, poiché il sistema presenta una serie particolare di vantaggi e svantaggi. Ecco i pro e i contro dell’utilizzo di APFS:

Vantaggi

APFS (Apple File System) offre numerosi vantaggi rispetto al suo predecessore, HFS+ e altri file system tradizionali. Ecco un elenco dei principali vantaggi di APFS:

• Ottimizzato per SSD. APFS è progettato specificamente per le unità a stato solido (SSD) e altre tecnologie di archiviazione flash, standard nella maggior parte dei moderni dispositivi Apple. Questa ottimizzazione si traduce in velocità di lettura e scrittura più elevate e in un'allocazione dello spazio più efficiente.
• Efficienza spaziale. APFS include funzionalità come clonazione e istantanee, che gli consentono di gestire lo spazio in modo più efficiente. La clonazione di file e directory non duplica i dati effettivi a meno che non vengano apportate modifiche, risparmiando prezioso spazio di archiviazione. Le istantanee forniscono un modo per acquisire il file system in un punto specifico senza la necessità di duplicare il contenuto dell'intero file system.
• Crittografia avanzata. APFS fornisce opzioni di crittografia affidabili, supportando sia la crittografia a chiave singola che quella a chiave multipla per proteggere i dati e i metadati dei file. Questa funzionalità migliora l'utente data security, il che è particolarmente importante in un'epoca in cui le violazioni dei dati sono comuni.
• Protezione dagli urti. APFS migliora l'integrità dei dati con le sue funzionalità di protezione dagli arresti anomali. Utilizza un meccanismo di copia su scrittura che garantisce che i dati non vengano sovrascritti direttamente. Invece, le nuove scritture vengono eseguite sul disco solo dopo essere state completamente scritte, il che aiuta a preservare l'integrità dei dati in caso di arresto anomalo.
• Istantanea e versione. APFS supporta la creazione di istantanee del file system, che possono essere utilizzate per eseguire il backup e visualizzare versioni precedenti dei file.
• Condivisione dello spazio. APFS consente a più file system di condividere lo stesso spazio di archiviazione. Ciò può essere particolarmente utile in un ambiente multiutente o dove sono necessarie più partizioni, poiché evita la necessità di preassegnare quantità fisse di spazio di archiviazione a ciascuna partizione.
• Dimensionamento rapido delle directory. APFS può calcolare rapidamente la dimensione di una directory e dei suoi contenuti, migliorando le prestazioni delle attività che richiedono tali calcoli.
• Supporto Unicode per i nomi di file. APFS supporta Unicode per i nomi dei file, che fornisce una gamma più ampia di caratteri e simboli nei nomi dei file, rendendolo di più flexbile in un ambiente globalizzato.
• Time stamping migliorato. APFS offre una granularità del timestamp nell'ordine dei nanosecondi, che rappresenta un miglioramento rispetto ai timestamp di secondo livello in HFS+. Ciò consente un monitoraggio più preciso delle modifiche ed è vantaggioso negli ambienti in cui i file vengono aggiornati frequentemente.

Svantaggi

Sebbene Apple File System (APFS) offra numerosi vantaggi su misura per le moderne tecnologie di archiviazione e i dispositivi Apple, presenta anche alcune limitazioni che è importante considerare:

• problemi di compatibilità. APFS è progettato specificamente per l'ecosistema Apple. Ciò può rappresentare una sfida quando si tenta di condividere unità o dati con sistemi che eseguono altri sistemi operativi, come Windows o Linux, che potrebbero richiedere software di terze parti per leggere correttamente le unità formattate APFS. I dispositivi che eseguono versioni precedenti di macOS precedenti a High Sierra non possono leggere o scrivere in modo nativo su volumi formattati APFS, il che può complicare il trasferimento dei dati e la compatibilità con le versioni precedenti.
• Complessità del recupero dati. A causa della sua struttura nuova e complessa, il recupero dei dati dalle unità APFS può essere più impegnativo rispetto ai file system più vecchi come HFS+. La struttura dei metadati di APFS, che migliora le prestazioni e l'affidabilità, rende anche gli strumenti tradizionali di recupero dati meno efficaci senza aggiornamenti o nuovi approcci.
• Stabilità limitata e testata nel tempo. Essendo un file system relativamente nuovo, APFS non è stato testato nel tempo in modo così approfondito come file system più affermati come NTFS o HFS+. Le prime versioni presentavano bug e problemi di stabilità, sebbene molti di questi siano stati risolti negli aggiornamenti successivi.
• Prestazioni sugli HDD. Sebbene APFS sia ottimizzato per gli SSD (unità a stato solido), le sue prestazioni sugli HDD (dischi rigidi) possono essere meno impressionanti. Gli utenti hanno segnalato prestazioni più lente sulle unità meccaniche rispetto agli SSD, probabilmente a causa dell'ottimizzazione di APFS per i tempi di accesso più rapidi della tecnologia a stato solido.
• Mancanza di compressione completa del disco. A differenza di altri file system, APFS non supporta nativamente il disco intero compressione. Ciò può rappresentare uno svantaggio per gli utenti che necessitano di gestire lo spazio di archiviazione in modo più efficiente, in particolare su dispositivi con capacità del disco limitata.
• Sovraccarico di istantanee e cloni. Sebbene le funzionalità di snapshot e clonazione di APFS siano utili per il backup e il ripristino dei dati, possono anche comportare un aumento dell'utilizzo dello spazio di archiviazione nel tempo. Gli utenti devono gestire attentamente le istantanee per evitare di consumare inavvertitamente spazio eccessivo su disco.
• Complessità della crittografia. Gestire la crittografia con APFS, in particolare con configurazioni di crittografia a più chiavi, può essere complesso e richiedere una comprensione più approfondita delle impostazioni e delle opzioni del sistema.

APFS rispetto a HFS+

APFS (Apple File System) e HFS+ (Hierarchical File System Plus) sono due generazioni di file system utilizzate da Apple, di cui APFS è il più recente dei due, introdotto per sostituire HFS+.

APFS è progettato pensando alle moderne tecnologie di archiviazione, essendo specificamente ottimizzato per le unità a stato solido (SSD) e dotato di solide funzionalità come crittografia nativa, condivisione dello spazio e istantanee. Questo file system è strutturato per migliorare le prestazioni e l'affidabilità nei diversi ambienti informatici di oggi, fornendo tempi di accesso più rapidi e una migliore integrità dei dati rispetto al suo predecessore. Inoltre, l'architettura di APFS consente un utilizzo più efficiente dello spazio e offre un migliore supporto per grandi volumi di archiviazione, il che è fondamentale date le crescenti richieste di dati delle applicazioni contemporanee. Al contrario, HFS+, sviluppato nel 1998, rappresentava un miglioramento rispetto all'HFS originale ed è stato il file system principale di Apple per quasi due decenni. Sebbene HFS+ abbia introdotto all'epoca diverse funzionalità avanzate, come il journaling per migliorare l'affidabilità e il supporto per file di dimensioni maggiori, mancano molte delle ottimizzazioni fondamentali per le tecnologie hardware più recenti. Ad esempio, HFS+ non gestisce l'allocazione dello spazio di archiviazione in modo efficiente come APFS, il che può portare a problemi come i file frammentazione e prestazioni più lente sugli SSD più recenti. Inoltre, HFS+ non supporta funzionalità come clonazione, istantanee e crittografia multichiave, che sono parte integrante di APFS. Nonostante la sua comprovata affidabilità, HFS+ non si adatta bene alle elevate capacità di archiviazione e ai requisiti di sicurezza dei dispositivi attuali, rendendo APFS un'opzione più adatta per i moderni macOS, iOS e altri sistemi operativi Apple.