APFS – Apples kommande filsystem är modernt men ofärdigt

Apples nuvarande trotjänare till filsystem, HFS+, togs i tjänst så långt tillbaks som 1998. HFS+ ersatte då den ålderstigna föregångaren HFS som varit i tjänst sedan 1985. Filsystemets föråldrade design har varit i behov av att moderniseras länge nu, och under WWDC presenterade Apple ersättaren vid namn #APFS. En video av genomgången har också publicerats på Apples webbplats för utvecklare.

Vad är ett filsystem?

Ett filsystem kan kortfattat beskrivas som ett system för att beskriva och lagra filer så att datorns operativsystem kan hitta dem. Ett filsystem måste därför finnas på alla lagringsenheter så som en hårddisk eller SSD.

APFS är logiskt nog en förkortning av Apple File System och namnet talar ett tydligt språk – detta är nämligen filsystemet som ska användas på samtliga av företagets operativsystem. Mac OS, IOS, TV OS och Watch OS ska alla använda APFS med början nästa år. Men vad är egentligen nytt i APFS?

Anpassat för SSD

Den största förändringen som kommer att bli märkbar för konsumenter är att APFS är bättre anpassat för att köras på SSD-enheter. En av dessa anpassningar är att filsystemet nu har äkta stöd för trim, en funktion som "städar" SSD-enheters lagringsceller så att de ska hålla längre innan de börjar tappa information. Gisssningsvis kommer detta att gälla alla SSD-enheter och inte bara de som använts i Apples produkter.

Apples nuvarande filsystem HFS+ introducerades redan med Mac OS 8.1 som lanserades 1998, cirka ett årtionde innan SSD-enheter letade sig in i Mac-datorer.

En utökning som få lär utnyttja till fullo är att filsystemet nu bygger på 64-bitarsnoder. Det gamla HFS+ bygger på ett 32-bitars nodsystem, som bara det stöder över fyra miljarder filer. Med APFS kommer antalet filer i praktiken inte vara begränsad överhuvudtaget.

En viktigare nyhet är att APFS har stöd för tidsstämplar för filer på nanosekund-nivå, att jämföra med HFS+ som tidstämplar på sekund-nivå. I ett modernt filsystem där information skrivs och flödar genom systemet i allt högre takt blir det allt viktigare att filsystemet är konstant uppdaterat med det senaste tillståndet för alla berörda filer.

Nytt är även stöd för något som kallas copy-on-write för metadata, en slags skyddsmekanism som ser till att alla ändringar och skriven information sparas även om systemet stängs ner innan informationen har skrivits klart. Om strömmen skulle gå när systemet är mitt i processen med att skriva information kommer ett APFS-filsystem ha information om skrivningen sparad så att den kan slutföras när systemet startar upp igen. Kan skrivningen av informationen inte slutföras kan systemet ändå backa bandet och häva de ändringar som hann skrivas.

Stort fokus i APFS ligger även på att förbättra möjligheterna till kryptering. Till skillnad från HFS+, som inte stöder kryptering utan måste krypteras via externa lösningar som Filevault, så kan ett APFS-filsystem krypteras fullt utan krav på externa lösningar. Denna kryptering kan göras i tre nivåer som går från lätt till stark och extremt stark.

Ytterligare små nyheter i APFS är att sammanflätning av skrivningar till filsystemet stöds. Detta innebär att en mängd små icke-relaterade skrivningar samlas ihop och utförs i en längre skrivning, något som medför en mer optimal användning av datorns beräkningsresurser samtidigt som det sliter mindre på lagringsenheten. En annan liten men trevlig nyhet är något som kallas "fast directory sizing". Den gör det möjligt för filsystemet att snabbt hämta information om en katalog och alla dess underkataloger/filer utan att alla dessa behöver sökas igenom först, något som är fallet med dagens HFS+. Du som har försökt hämta information om en mapp fylld av hundratals stora filer och mappar vet hur lång tid det kan ta.

Kloning och ögonblicksbilder

Snapshots och kloner är två andra stora funktioner som andra moderna filsystem haft under många år men som saknats i HFS+. Snapshots är en funktion som skapar en kopia av filsystemet, en slags ögonblicksbild som kan användas för att återställa filsystemet om något går snett. När filsystemet ändras kommer dessa ändringar att läggas till i ögonblicksbilden.

Dagens backup-system Time Machine bygger på stela länkar till ett lika stelt filsystem, något som kan komma att ändras med APFS.

Kloner är å andra sidan ett system där en skrivbar kopia kan skapas av såväl filer som kataloger. Dessa kloner skapas omedelbart av filsystemet och systemet behöver inte vänta på att information ska kopieras. Filsystemet håller koll på vilka ändringar som görs i klonen, och dessa ändringar tillsammans med originalfilen eller katalogen kan användas som versionshistorik. Snapshots och kloner kan användas för att göra säkerhetskopiering via Time Machine betydligt smidigare och säkrare än de hårdnackade mekanismer som används i dagens system. Det finns dessutom en lång rad andra förbättringar i APFS, men dessa kommer inte komma oss till gagn förrän tidigast nästa år.

Blir standard 2017

Den version av APFS som demonstreras på WWDC är i ett något ofärdigt skick och kan till exempel inte användas som startvolym för operativsystemet. Det kan inte heller användas tillsammans med Time Machine, Filevault-kryptering eller Fusion Drive.

APFS representerar dock en modern grund för nästa års uppgraderingar av Apples olika operativsystem. Apple har meddelat att de kommer att erbjuda sina användare möjlighet att uppgradera till det nya filsystemet utan att användardata försvinner. APFS kommer att vara det standardiserade filsystemet för alla Apple-produkter under 2017.