从AFS看SSD优势

昨天,在花了几个小时的时间更新了自己的MacBook和ipad之后,总算可以感受一下新操作系统的优势了。

幸亏我那款2011年早期版本的Macbook已经升级了SSD,至少在开机时间还能说的过去。一进系统,最直观的感觉是硬盘占用的空间大大减少了,这个全拜AFS文件系统所赐。

如果说这次更新最大的亮点,那绝对是对AFS的期待。AFS全称是简单粗暴的“apple file system”,它旨在取代HFS+成为Apple系的标配文件系统。那对于这个新的文件系统,它拥有那些革命性的变革呢?

对于之前的“技术更新”,这部分通常都是些数字游戏而已,照例还是扔给大家。

AFSHFS+
最大文件大小2^63 bytes2^63 bytes
最多文件数2^63 bytes2^63 bytes

等等!有点不对啊,怎么从数字上看没有任何的变化?的确,这所谓“革命性”的变化其实不是从“大小”这个维度来评价的,至少对于2的63次方这个级别的数字来说,没有人会觉得不够用。

这次的重点来自于新的功能。

众所周知的是,这些年硬件的趋势是SSD逐渐取代了传统的磁盘,将要或者已经成为新一代主机的标配外存。对于Apple这家公司来说,不光是iphone,ipad这类移动设备,包括Mac,事实上已经在几年前完全消灭了磁盘。而当下几乎所有的文件系统还是为传统的磁盘做优化的:有诸如磁道、扇面、完全格式化之类的概念。(推销:如果对SSD的特性不太了解的同学,请先移步这里)而这一次AFS的设计就是完全针对SSD的种种特性的。

特性一,克隆

众所周知的是,SSD单位存储成本要高于传统的磁盘。由于不存在磁盘碎片和寻址操作,没有必要从物理上保持一个文件的连续性,为此AFS所做的就是将拷贝操作变成了克隆操作。假设系统有两个一模一样的文件,那在SSD中将只保存一个副本和两个索引/指针。OK,其实这种说法也不全对,因为这个克隆是基于簇而不是文件的。也就是说假设这个文件占了10个簇,其中的一个副本改变只有1个簇,那么两个副本占用11个簇。这也就是我们为什么觉得磁盘空下来的缘故。

特性二,快照

感觉这个功能是基于SSD,“统一删除”的特性制造出来的。不同于传统的磁盘,SSD的原则是“使用新簇而不复写簇”。而系统的增删改操作仅仅只是启用了新的簇,旧簇依然存在,这就很方便简单且低成本的制作快照——只要保存之前的簇的地址就可以了。

特性三,加密

MacOS, iOS的运行机理非常类似于docker之类的容器技术,每个应用之间默认是不能文件互访的,而这个加密则是基于容器级别的。如果你用过docker或者SELinux,应该能理解文件的“应用级别专属”意味着什么。

特性四,数据保护

所有AFS的文件是自带校验的,而且支持文件损坏自动修复。

从这些特性上看AFS已经从“法理上”彻底淘汰了磁盘,SSD将成为下一个时代的主流。

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