Sistema de archivos de Apple

APFS utiliza el esquema de partición GPT . Dentro del esquema GPT hay uno o más contenedores APFS (el GUID del tipo de partición es 7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC ). Dentro de cada contenedor hay uno o más volúmenes APFS, que comparten el espacio asignado al contenedor, y cada volumen puede tener roles de volumen APFS. macOS Catalina (macOS 10.15) introdujo el grupo de volúmenes APFS, que son grupos de volúmenes que Finder muestra como un solo volumen. Los enlaces firmes APFS se encuentran entre los enlaces duros y los enlaces blandos , y enlazan entre volúmenes.

En macOS Catalina, el rol de volumen del sistema (generalmente llamado "Macintosh HD") pasó a ser de solo lectura, y en macOS Big Sur (macOS 11) se convirtió en un volumen del sistema firmado (SSV) y solo se montan instantáneas de volumen. El rol de volumen de datos (generalmente llamado "Macintosh HD - Data") se usa como una superposición o copia del volumen del sistema , y ​​tanto el volumen del sistema como el de datos forman parte del mismo grupo de volúmenes y se muestran como uno solo en el Finder.

Los clones permiten al sistema operativo realizar copias de archivos eficientes en el mismo volumen sin ocupar espacio de almacenamiento adicional. Los cambios en un archivo clonado se guardan como extensiones delta , lo que reduce el espacio de almacenamiento necesario para las revisiones y copias de documentos. ^{[ 10 ]} Sin embargo, no existe una interfaz para marcar dos copias del mismo archivo como clones de la otra, ni para otros tipos de deduplicación de datos .

La función está disponible automáticamente cuando un usuario copia cualquier archivo usando la aplicación Finder , que es el administrador de archivos predeterminado de macOS , pero no cuando usa el comando. ^{[ 16 ]} Para hacer eso en la línea de comandos , la utilidad en macOS tiene un parámetro que le permite usar la llamada al sistema . ^{[ 17 ]}cpcp-cclonefile

Los volúmenes APFS admiten instantáneas para crear una instancia de solo lectura del sistema de archivos en un momento dado. ^{[ 10 ]}

El sistema de archivos de Apple admite de forma nativa el cifrado de disco completo ^{[ 2 ]} y el cifrado de archivos con las siguientes opciones:

• Sin cifrado
• cifrado de clave única
• Cifrado de múltiples claves, donde cada archivo se cifra con una clave separada y los metadatos se cifran con una clave diferente. ^{[ 10 ]}

APFS admite números de inodo de 64 bits , lo que permite almacenar más de 9 quintillones de archivos ( ^2⁶³ ) en un solo volumen. ^{[ 2 ] [ 5 ]}

El sistema de archivos de Apple utiliza sumas de verificación para garantizar la integridad de los datos de metadatos , pero no para los datos reales del usuario, confiando en cambio en mecanismos de código de corrección de errores (ECC) en el hardware de almacenamiento . ^{[ 18 ]}

El sistema de archivos de Apple está diseñado para evitar la corrupción de metadatos causada por fallos del sistema . En lugar de sobrescribir los registros de metadatos existentes, escribe registros completamente nuevos, apunta a los nuevos y luego libera los antiguos, un enfoque conocido como redirección en escritura . Esto evita la corrupción de registros que contienen datos antiguos y nuevos parciales debido a un fallo que ocurre durante una actualización. También evita tener que escribir el cambio dos veces, como sucede con un sistema de archivos con registro HFS+, donde los cambios se escriben primero en el registro y luego en el archivo de catálogo. ^{[ 18 ]}

APFS admite la compresión transparente en archivos individuales mediante Deflate (Zlib), LZVN (libFastCompression) y LZFSE . Los tres son algoritmos de tipo Lempel-Ziv . Esta característica se hereda de HFS+ y se implementa con el mismo sistema AppleFSCompression/decmpfs mediante bifurcaciones de recursos o atributos extendidos. Al igual que con HFS+, la transparencia se ve comprometida para las herramientas que no utilizan rutinas encapsuladas en decmpfs. ^{[ 19 ]}

APFS añade la capacidad de tener múltiples unidades lógicas (denominadas volúmenes ) en el mismo contenedor, donde el espacio libre está disponible para todos los volúmenes de ese contenedor (dispositivo de bloques). ^{[ 20 ]}

APFS no proporciona sumas de verificación para los datos del usuario. ^{[ 21 ]} Tampoco aprovecha la memoria de acceso aleatorio no volátil direccionable por bytes . ^{[ 22 ] [ 23 ]}

La enumeración de archivos, y en general de los metadatos de inodos , es mucho más lenta en APFS cuando se encuentra en un disco duro (HDD). Esto se debe a que, en lugar de almacenar los metadatos en una ubicación fija como lo hace HFS+ , APFS los almacena junto con los datos del archivo. En las unidades SSD , esta fragmentación de metadatos es insignificante debido a la ausencia de partes móviles, pero en los discos duros, conlleva una degradación sustancial del rendimiento, ya que los cabezales de lectura/escritura de la unidad deben buscar físicamente los fragmentos de datos dispersos. ^{[ 24 ]}

Además, una característica clave de APFS es la " copia en escritura ", que permite la duplicación rápida de archivos mediante la creación de referencias a los datos originales en lugar de copiarlos directamente. Esta característica habilita funcionalidades como instantáneas y copias rápidas de archivos. Cuando los archivos se modifican después de ser copiados, APFS crea nuevas extensiones ( bloques de datos ) para los cambios, lo que genera una mayor fragmentación con el tiempo. Este problema se agrava con aplicaciones como Time Machine , que crea múltiples versiones de archivos, aumentando aún más la fragmentación y ralentizando el rendimiento . ^{[ 25 ]} Por lo tanto, generalmente no se recomienda el uso de APFS en discos duros, particularmente para cargas de trabajo que impliquen modificaciones frecuentes de archivos, copias o el uso de instantáneas. ^{[ 26 ]}

A diferencia de HFS+, APFS no admite enlaces duros a directorios. ^{[ 3 ] [ 27 ]} Dado que la versión del software de copia de seguridad Time Machine incluida en Mac OS X 10.5 (Leopard) hasta macOS 10.15 (Catalina) dependía de enlaces duros a directorios, APFS inicialmente no era una opción compatible para sus volúmenes de copia de seguridad. ^{[ 28 ] [ 27 ]} Esta limitación se superó a partir de macOS 11 Big Sur , donde APFS es ahora el sistema de archivos predeterminado para las nuevas copias de seguridad de Time Machine (las unidades de copia de seguridad existentes con formato HFS+ también siguen siendo compatibles). ^{[ 29 ]} La implementación de Time Machine de macOS Big Sur junto con unidades con formato APFS permite "copias de seguridad más rápidas, más compactas y más fiables" que las que eran posibles con unidades de copia de seguridad con formato HFS+. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

macOS Sierra 10.12.4 incluye una versión experimental de APFS con algunas limitaciones. Está disponible mediante la diskutilutilidad de línea de comandos. Entre estas limitaciones, cabe destacar que no realiza la normalización Unicode, a diferencia de HFS+, ^{[ 37 ]} lo que genera problemas con idiomas distintos del inglés. ^{[ 38 ]} Es posible que las unidades formateadas con la versión de APFS de Sierra no sean compatibles con versiones posteriores de macOS o APFS, y que la versión de APFS de Sierra no se pueda usar con Time Machine , volúmenes de FileVault ni Fusion Drives. ^{[ 39 ]}

Desde macOS 10.13 High Sierra , todos los dispositivos con almacenamiento flash se convierten automáticamente a APFS. ^{[ 40 ]} A partir de macOS 10.14 Mojave , las unidades Fusion Drive y los discos duros también se actualizan durante la instalación. ^{[ 41 ]} La interfaz de usuario principal para la actualización no presenta una opción para optar por no realizar esta conversión, y los dispositivos formateados con la versión High Sierra de APFS no serán legibles en versiones anteriores de macOS. ^{[ 40 ]} Los usuarios pueden deshabilitar la conversión de APFS utilizando la startosinstallutilidad del instalador en la línea de comandos y pasando --converttoapfs NO. ^{[ 42 ]}

A partir de macOS Big Sur 11.2.1, los volúmenes de FileVault no se convierten a APFS. En su lugar, macOS formatea las unidades externas de FileVault como volúmenes lógicos de CoreStorage formateados con Mac OS Extended (con registro). Las unidades de FileVault pueden cifrarse opcionalmente.

iOS 10.3 , tvOS 10.2 y watchOS 3.2 convierten el sistema de archivos HFSX existente a APFS en dispositivos compatibles. ^{[ 13 ] [ 8 ] [ 43 ]}

A pesar de la omnipresencia de los volúmenes APFS en los Mac actuales y la introducción del formato en 2016, las utilidades de reparación de terceros siguen presentando limitaciones notables en la compatibilidad con volúmenes APFS, debido al retraso de Apple en la publicación de la documentación completa. Según Alsoft, creador de DiskWarrior, la publicación por parte de Apple en 2018 de documentación parcial del formato APFS ha retrasado la creación de una versión de DiskWarrior que pueda reconstruir discos APFS de forma segura. ^{[ 44 ]} Se espera que productos de la competencia, como TechTool de MicroMat y Drive Genius de Prosoft, también aumenten la compatibilidad con APFS.