Dateisysteme sind grundlegend für die Organisation von Daten auf Speichermedien, wie Festplatten, und ermöglichen es dem Betriebssystem, diese zu lesen. Jedes Betriebssystem ist so konzipiert, dass es mit einem bestimmten Dateisystem arbeitet. So nutzt Windows beispielsweise FAT, FAT32 und NTFS, während macOS traditionell auf HFS+ setzt. Apple hat über 30 Jahre lang das hierarchische Dateisystem (HFS) verwendet. Auf der WWDC 2016 kündigte Apple jedoch eine umfassende Aktualisierung dieses Systems an und präsentierte das Apple File System (APFS). Mit dem neuesten iOS 10.3 wurde dieses neue Dateisystem auf iOS-Geräten eingeführt. Im Folgenden erfahren Sie alles Wissenswerte über APFS.
Warum sollte man auf APFS umsteigen?
Vielleicht fragen Sie sich, warum ein Wechsel zu einem neuen Dateisystem überhaupt notwendig ist, wenn das bestehende System doch seine Aufgaben erfüllt. Betriebssysteme haben immer eine Beschränkung in Bezug auf den adressierbaren Speicherplatz, die maximale Dateinamenlänge usw. Das Problem mit HFS ist, dass es ursprünglich 1985 eingeführt wurde. Damals war die Datenmenge, mit der man zu tun hatte, bestenfalls einige Megabyte. Das Dateisystem wurde also für diese Speichermengen optimiert. Es konnte einen Datumsbereich von 1904 bis 2040 abdecken und 2 Terabyte Speicherplatz adressieren. Dies war 1985 eine astronomische Größe, heute aber eher Standard. Apple erkannte den bevorstehenden Engpass von HFS und verbesserte es 1998 mit einem Update namens HFS+ für das Betriebssystem 8.1.
Heutzutage haben sich jedoch nicht nur die Speicherkapazitäten, sondern auch die Geschwindigkeiten weiterentwickelt. Mit dem Aufkommen von SSDs und ihrer Weiterentwicklung (z. B. M2 SSD) ist selbst das aktualisierte Dateisystem nicht mehr ausreichend. Wenn wir auf blitzschnelle Laufwerke mit Methoden zugreifen, die für 20 Jahre alte Computer entwickelt wurden, entstehen zwangsläufig Probleme. Um diese Probleme zu beheben, hat Apple APFS eingeführt. Ein Dateisystem mit geschlossenem Quellcode für alle Geräte, wie iPhone, iPad, iPod, Watch, Mac usw. Es wurde hauptsächlich entwickelt, um SSD- und Flash-Speicher (wie sie heute häufig verwendet werden) besser zu nutzen, die Sicherheit zu erhöhen und Jailbreaks zu verhindern.
Wie erfolgt der Wechsel zu APFS?
Apple wird die Umstellung der Benutzer auf das neue System durch ein Betriebssystem-Update vornehmen. Sie müssen nichts weiter tun, als Ihr Betriebssystem zu aktualisieren. iPhone- und iPad-Nutzer, die auf iOS 10.3 aktualisiert haben, nutzen bereits das neue Dateisystem. macOS-Benutzer, die die Release-Version des Betriebssystems verwenden, müssen noch etwas warten. Diejenigen, die die Beta-Version von macOS nutzen, wurden bereits auf APFS umgestellt.
Was sind die Vorteile von APFS?
Da Apple nun über ein maßgeschneidertes Dateisystem verfügt, ermöglicht APFS eine einheitliche Codebasis und reduziert die für die Entwicklung erforderlichen Ressourcen, was die Wartung vereinfacht. Zudem laufen Ihre Geräte mit diesem neuen Dateisystem schneller. Dies ist möglicherweise die auffälligste Änderung, die Endbenutzer nach dem Upgrade feststellen werden.
APFS speichert Dateien auch effizienter, sodass Sie nach dem Upgrade möglicherweise etwas mehr freien Speicherplatz auf Ihrem Gerät haben. Die Zunahme kann erheblich sein, muss es aber nicht. Einige Benutzer werden möglicherweise gar keinen großen Unterschied bemerken. Was die meisten jedoch feststellen werden, ist eine verbesserte Geräteperformance. Sobald APFS für macOS verfügbar ist, werden Benutzer beobachten können, wie viel schneller Dateien kopiert werden.
Was macht APFS schneller?
Die Geschwindigkeitswahrnehmung eines Computers unterscheidet sich stark von der eines Benutzers. So benötigt ein System beispielsweise eine gewisse Zeit zum Hochfahren. Einige Benutzer empfinden es möglicherweise als schnell, wenn ihre Symbole und Hintergrundbilder innerhalb von 5 Sekunden nach dem Einschalten angezeigt werden (selbst wenn Elemente im Hintergrund geladen werden), während andere es als schnell ansehen, wenn große Dateien schnell kopiert werden. Geschwindigkeit ist relativ und für den Menschen eine Frage der Wahrnehmung.
APFS wurde entwickelt, um Ihnen die Illusion von Geschwindigkeit zu vermitteln. APFS zeichnet sich beispielsweise durch seine geringe Latenz aus. Dies bedeutet, dass das Starten von Apps und die Bereitstellung von Daten priorisiert werden. Sie werden nicht mehr so häufig einen wartenden Spinner oder Wasserball sehen.
Ist APFS besser für SSDs geeignet?
Auch wenn viele SSDs für ein relativ neues Phänomen halten, so sind sie es nicht. In den 70er Jahren nannte man sie EAROMs (Electrically Alterable Read-Only Memory), und die erste kommerziell verkaufte SSD war 1976 die Bulk Core! Damals war der elektronische Zugriff, wie bei allen Prozessoren und RAM, langsam. Dies war für über 3 Jahrzehnte der Fall. Obwohl die Technologie vorhanden war, wurde ihr keine Priorität eingeräumt.
Heutzutage arbeiten die meisten Apple-Plattformen der aktuellen Generation (mit Ausnahme einiger Mac Pros) mit einer Variante des Solid-State-Speichers, den „Flash-Storage“-Chips. Diese sind direkt auf den Platinen eingebettet. Dies hält das Ökosystem kompakt (es ist einer der Gründe, warum sie das schlanke Macbook Air Jahre vor jedem Konkurrenten herausbrachten) und APFS optimiert, wie dieser Speicher adressiert wird.
Beispielsweise unterstützt APFS den TRIM-Befehl, der entstand, als SSDs zum Mainstream wurden. TRIM teilt dem Host-Betriebssystem mit, welche Bereiche des Laufwerks null sind, d. h. keine Daten mehr enthalten. Bei SSDs geschieht dies sofort. Benutzer, die ihren Speicher gerne sauber halten, können ihn so schnell freigeben, wie sie auf „Löschen“ klicken.
Was macht APFS einzigartig?
Ein weiteres vielbeachtetes Feature von APFS sind Snapshots und Klonen. Die herkömmliche Methode zum Kopieren von Daten von einer Quelle zu einer anderen bestand darin, Elemente an einem temporären Ort zu speichern und sie dann in den Zielspeicher zu kopieren. Dies soll Schäden/Datenverlust auf beiden Seiten verhindern, falls etwas schief geht.
In APFS erstellen Snapshots einmalig eine schreibgeschützte Version des gesamten Systems. Das bedeutet, dass es sich lediglich um eine Kopie der Originaldaten handelt, die jedoch keinen physischen Speicherplatz belegt. Wenn Sie Änderungen an Ihrem Original vornehmen, belegt der Snapshot Speicherplatz, um diese zu speichern. Dies hilft beim Abrufen von Originalkopien oder beim Rückgängigmachen von Änderungen, die Sie möglicherweise vornehmen möchten. Wenn Sie einen Klon erstellen, erstellen Sie auf ähnliche Weise eine platzsparende Kopie Ihres gesamten Systems (Dateien, Ordner und alles). Auch hier wird Speicherplatz verbraucht, wenn Sie Änderungen vornehmen. Dies macht die Speicherung zu einem sehr zeiteffizienten Prozess.
Für MacOS-Benutzer, die auf Partitionen angewiesen sind: APFS erstellt im Grunde einen Container um alle Partitionen herum, anstatt etwas Dauerhaftes zu tun. Dies ist praktisch, wenn auf einer Partition der Speicherplatz ausgeht und auf einer anderen noch reichlich vorhanden ist. Sie können einfach Speicherplatz von einer anderen Partition ausleihen, unabhängig davon, ob sie physisch an die Partition angrenzt oder nicht (SSDs machen die Notwendigkeit der Nähe im Speicher sowieso überflüssig).
Ältere Dateisysteme reservieren normalerweise Platz für eine Datei, bevor sie tatsächlich kopiert werden. APFS unterstützt Sparse-Dateien, die im Grunde nur so viel Platz verbrauchen, wie physisch belegt ist.
Wie sicher ist APFS?
Mit APFS wird die bisherige Verschlüsselung auf Festplattenebene unter macOS und die Verschlüsselung auf Dateiebene unter iOS in eine systemweite Verschlüsselung umgewandelt, die unter einer konsistenten Single-Key- und Multi-Key-Implementierung arbeitet. Ein Beispiel für eine Single-Key-Verschlüsselung wäre, wenn Sie Ihre eigenen Dateien/Ordner mit einem Passwort schützen. Multi-Key ist, wenn Sie sich bei einer Website anmelden, wo die Daten sowohl auf Ihrer Seite (ein Schlüssel) als auch auf der Serverseite (ein weiterer Schlüssel) gesichert sind. Einfach ausgedrückt, es hat das Potenzial für ein allgegenwärtiges Sicherheitssystem, das es schwieriger macht, es mit traditionellen Methoden zu durchbrechen.