Apple File System ( APFS ) เป็นระบบไฟล์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ซึ่งพัฒนาและใช้งานโดยApple Inc.สำหรับmacOS Sierra (10.12.4) ^{[ 6 ]}และเวอร์ชันต่อมาiOS 10.3 , tvOS 10.2 ^{[ 7 ]} , watchOS 3.2 ^{[ 8 ]} และ iPadOSทุกเวอร์ชัน^{[ 9 ] [ 10 ]}โดยมีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาหลักของHFS+ (หรือที่เรียกว่า Mac OS Extended) ซึ่งเป็นระบบ ไฟล์รุ่นก่อนหน้าของ APFS ที่ใช้งานมาตั้งแต่ปี 1998 APFS ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับ การจัดเก็บข้อมูลบน ไดรฟ์โซลิดสเตตและรองรับการเข้ารหัส สแนปช็อต และการจัดการ ความสมบูรณ์ของเมตาเดต้า ที่ดีขึ้น ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Apple File System ได้รับการประกาศในงานประชุมนักพัฒนาของApple (WWDC) ในเดือนมิถุนายน 2016 เพื่อทดแทนHFS+ซึ่งใช้งานมาตั้งแต่ปี 1998 ^{[ 11 ] [ 12 ]} APFS เปิดตัวสำหรับ อุปกรณ์ iOS 64 บิตในวันที่ 27 มีนาคม 2017 พร้อมกับการเปิดตัว iOS 10.3 และสำหรับอุปกรณ์ macOS ในวันที่ 25 กันยายน 2017 พร้อมกับการเปิดตัวmacOS 10.13 ^{[ 13 ] [ 8 ]}

Apple ได้เผยแพร่ข้อกำหนดบางส่วนสำหรับ APFS ในเดือนกันยายน 2018 ซึ่งรองรับการเข้าถึง Apple File Systems แบบอ่านอย่างเดียวบนอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ไม่เข้ารหัสและไม่ใช่ Fusion ข้อกำหนดสำหรับการเข้ารหัสซอฟต์แวร์ได้รับการบันทึกไว้ในภายหลัง^{[ 14 ]}

ระบบไฟล์นี้สามารถใช้งานได้บนอุปกรณ์ที่มีพื้นที่จัดเก็บข้อมูลค่อนข้างน้อยหรือมาก โดยใช้ หมายเลขinode 64 บิต^{[ 2 ]}และช่วยให้การจัดเก็บข้อมูลมีความปลอดภัยมากขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า Data Protection โค้ด APFS เช่นเดียวกับโค้ด HFS+ ใช้คำสั่ง TRIMเพื่อการจัดการพื้นที่และประสิทธิภาพที่ดีขึ้น อาจเพิ่มความเร็วในการอ่านเขียนบน iOS และ macOS ^{[ 8 ]}รวมถึงพื้นที่บนอุปกรณ์ iOS ด้วย เนื่องจากวิธีการคำนวณข้อมูลที่มีอยู่ของ APFS ^{[ 15 ]}

APFS ใช้ รูปแบบการแบ่งพาร์ติชันแบบ GPTภายในรูปแบบ GPT จะมีคอนเทนเนอร์ APFS หนึ่งตัวหรือมากกว่า (GUID ประเภทพาร์ติชันคือ7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC ) ภายในแต่ละคอนเทนเนอร์จะมีวอลุ่ม APFS หนึ่งตัวหรือมากกว่า ซึ่งทั้งหมดใช้พื้นที่ที่จัดสรรไว้ร่วมกัน และแต่ละวอลุ่มอาจมีบทบาทวอลุ่ม APFS macOS Catalina (macOS 10.15) ได้แนะนำกลุ่มวอลุ่ม APFS ซึ่งเป็นกลุ่มของวอลุ่มที่Finderแสดงเป็นวอลุ่มเดียว เฟิร์มลิงก์ APFS อยู่ระหว่างฮาร์ดลิงก์และซอฟต์ลิงก์และเชื่อมโยงระหว่างวอลุ่มต่างๆ

ใน macOS Catalina ไดรฟ์ ระบบ (โดยปกติชื่อ "Macintosh HD") จะกลายเป็นแบบอ่านอย่างเดียว และในmacOS Big Sur (macOS 11) จะกลายเป็นไดรฟ์ระบบที่ลงชื่อ (SSV) และจะทำการเมานต์เฉพาะสแนปช็อตของไดรฟ์เท่านั้น ไดรฟ์ ข้อมูล (โดยปกติชื่อ "Macintosh HD - Data") จะถูกใช้เป็นโอเวอร์เลย์หรือเงาของ ไดรฟ์ ระบบและทั้งได รฟ์ ระบบและ ไดรฟ์ ข้อมูลเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มไดรฟ์เดียวกันและแสดงเป็นไดรฟ์เดียวใน Finder

โคลนช่วยให้ระบบปฏิบัติการสร้างสำเนาไฟล์ที่มีประสิทธิภาพบนไดรฟ์เดียวกันโดยไม่ต้องใช้พื้นที่จัดเก็บเพิ่มเติม การเปลี่ยนแปลงในไฟล์ที่โคลนจะถูกบันทึกเป็นส่วนขยายเดลต้าซึ่งช่วยลดพื้นที่จัดเก็บที่จำเป็นสำหรับการแก้ไขและสำเนาเอกสาร^{[ 10 ]}อย่างไรก็ตาม ไม่มีอินเทอร์เฟซที่จะทำเครื่องหมายสำเนาสองชุดของไฟล์เดียวกันให้เป็นโคลนของกันและกัน หรือสำหรับการลดความซ้ำซ้อนของข้อมูล ประเภท อื่น

คุณสมบัตินี้จะพร้อมใช้งานโดยอัตโนมัติเมื่อผู้ใช้คัดลอกไฟล์ใดๆ โดยใช้ แอปพลิ เคชัน Finderซึ่งเป็นตัวจัดการไฟล์เริ่มต้นของmacOSแต่จะไม่พร้อมใช้งานเมื่อใช้คำสั่ง^{[ 16 ]}ในการทำเช่นนั้นบนบรรทัดคำสั่งยูทิลิตี้บน macOS มีพารามิเตอร์ที่อนุญาตให้ใช้การเรียกใช้ระบบ^{[ 17 ]}cpcp-cclonefile

วอลุ่ม APFS รองรับสแนปช็อตสำหรับการสร้างอินสแตนซ์แบบอ่านอย่างเดียว ณ จุดเวลาใดเวลาหนึ่งของระบบไฟล์^{[ 10 ]}

Apple File System รองรับการเข้ารหัสทั้งดิสก์ [ ^{2 ] และ}การเข้ารหัสไฟล์ด้วยตัวเลือกต่อไปนี้:

• ไม่มีการเข้ารหัส
• การเข้ารหัสแบบคีย์เดียว
• การเข้ารหัสแบบหลายคีย์ โดยแต่ละไฟล์จะถูกเข้ารหัสด้วยคีย์ที่แยกจากกัน และข้อมูลเมตาจะถูกเข้ารหัสด้วยคีย์ที่แตกต่างกัน^{[ 10 ]}

APFS รองรับ หมายเลข inode 64 บิตรองรับไฟล์มากกว่า 9 ควินทิลเลียนไฟล์ (2 ⁶³ ) บนวอลุ่มเดียว^{[ 2 ] [ 5 ]}

Apple File System ใช้checksumsเพื่อรับรองความสมบูรณ์ของข้อมูลสำหรับเมตาเดตาแต่ไม่ใช่สำหรับข้อมูลผู้ใช้จริง โดยอาศัย กลไก การแก้ไขรหัสข้อผิดพลาด (ECC) ในฮาร์ดแวร์จัดเก็บข้อมูล แทน^{[ 18 ]}

ระบบไฟล์ Apple ออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของเมตาเดตาที่เกิดจากการทำงานผิดพลาดของระบบแทนที่จะเขียนทับระเบียนเมตาเดตาที่มีอยู่ ระบบจะเขียนระเบียนใหม่ทั้งหมด ชี้ไปยังระเบียนใหม่ แล้วจึงปล่อยระเบียนเก่า ซึ่งเป็นวิธีการที่เรียกว่าredirect-on-writeวิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงระเบียนที่เสียหายซึ่งมีข้อมูลเก่าบางส่วนและข้อมูลใหม่บางส่วนที่เกิดจากการทำงานผิดพลาดระหว่างการอัปเดต นอกจากนี้ยังช่วยหลีกเลี่ยงการเขียนการเปลี่ยนแปลงสองครั้ง เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับระบบไฟล์ HFS+ journaled ซึ่งการเปลี่ยนแปลงจะถูกเขียนลงใน journal ก่อนแล้วจึงเขียนลงในไฟล์ catalog ^{[ 18 ]}

APFS รองรับการบีบอัดแบบโปร่งใสบนไฟล์แต่ละไฟล์โดยใช้ Deflate (Zlib), LZVN (libFastCompression) และLZFSEทั้งสามเป็น อัลกอริธึมประเภท Lempel-Zivคุณสมบัตินี้สืบทอดมาจาก HFS+ และถูกนำไปใช้ด้วยระบบ AppleFSCompression / decmpfs เดียวกันโดยใช้ resource forks หรือแอตทริบิวต์เพิ่มเติม เช่นเดียวกับ HFS+ ความโปร่งใสจะถูกทำลายสำหรับเครื่องมือที่ไม่ใช้รูทีนที่ห่อหุ้มด้วย decmpfs ^{[ 19 ]}

APFS เพิ่มความสามารถในการมีไดรฟ์ตรรกะหลายตัว (เรียกว่าวอลุ่ม ) ในคอนเทนเนอร์เดียวกัน โดยมีพื้นที่ว่างสำหรับวอลุ่มทั้งหมดในคอนเทนเนอร์นั้น (อุปกรณ์บล็อก) ^{[ 20 ]}

แม้ว่า APFS จะมีการปรับปรุงหลายอย่างเมื่อเทียบกับ HFS+ ซึ่งเป็นรุ่นก่อนหน้า แต่ก็มีข้อจำกัดอยู่หลายประการเช่นกัน

APFS ไม่ได้ให้ค่าตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลผู้ใช้^{[ 21 ]}นอกจากนี้ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์จากหน่วยความจำเข้าถึงแบบสุ่มที่ไม่ระเหยที่สามารถเข้าถึงได้ทีละ ไบต์ ^{[ 22 ] [ 23 ]}

การแจงนับไฟล์และ ข้อมูลเมตา ของ inodeโดยทั่วไปจะช้าลงมากใน APFS เมื่ออยู่ในฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD) เนื่องจากแทนที่จะจัดเก็บข้อมูลเมตาในตำแหน่งคงที่เหมือนHFS+ APFS จะจัดเก็บข้อมูลเมตาไว้ข้างๆ ข้อมูลไฟล์จริง บนSSDการแตกกระจายของข้อมูลเมตาจะไม่ส่งผลกระทบมากนักเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แต่บน HDD จะนำไปสู่การลดประสิทธิภาพอย่างมาก เนื่องจากหัวอ่าน/เขียนของไดรฟ์ต้องค้นหาข้อมูลส่วนที่กระจัดกระจาย^{[ 24 ]}

นอกจากนั้น คุณสมบัติสำคัญของ APFS คือ " copy-on-write " ซึ่งช่วยให้สามารถทำสำเนาไฟล์ได้อย่างรวดเร็วโดยการสร้างการอ้างอิงไปยังข้อมูลต้นฉบับแทนที่จะคัดลอกโดยตรง คุณสมบัตินี้ช่วยให้สามารถใช้งานฟังก์ชันต่างๆ เช่นสแนปช็อตและการคัดลอกไฟล์อย่างรวดเร็ว เมื่อไฟล์ถูกแก้ไขหลังจากคัดลอกแล้ว APFS จะสร้างส่วนขยายใหม่ ( บล็อกข้อมูล ) สำหรับการเปลี่ยนแปลง ซึ่งนำไปสู่การแตกกระจายมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ปัญหานี้จะรุนแรงขึ้นเมื่อใช้แอปพลิเคชันเช่นTime Machineซึ่งสร้างไฟล์หลายเวอร์ชัน ทำให้เกิดการแตกกระจายมากขึ้นและทำให้ประสิทธิภาพการทำงานช้าลง[ 25 ^{]ด้วยเหตุ}นี้ โดยทั่วไปจึงไม่แนะนำให้ใช้ APFS บน HDD โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเวิร์กโหลดที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขไฟล์ การคัดลอก หรือการใช้สแนปช็อตบ่อยครั้ง^{[ 26 ]}

APFS ไม่รองรับฮาร์ดลิงก์ไปยังไดเร็กทอรี ซึ่งแตกต่างจาก HFS+ ^{[ 3 ] [ 27 ]}เนื่องจากซอฟต์แวร์ สำรองข้อมูล Time Machine เวอร์ชัน ที่รวมอยู่ใน Mac OS X 10.5 (Leopard) จนถึง macOS 10.15 (Catalina) อาศัยฮาร์ดลิงก์ไปยังไดเร็กทอรี ดังนั้น APFS จึงไม่ใช่ตัวเลือกที่รองรับสำหรับไดรฟ์สำรองข้อมูลในตอนแรก^{[ 28 ] [ 27 ]}ข้อจำกัดนี้ได้รับการแก้ไขตั้งแต่macOS 11 Big Surซึ่ง APFS เป็นระบบไฟล์เริ่มต้นสำหรับการสำรองข้อมูล Time Machine ใหม่ ( ไดรฟ์สำรองข้อมูลที่ฟอร์แมตด้วย HFS+ ที่มีอยู่ ก็ยังคงได้รับการสนับสนุน) ^{[ 29 ]}การใช้งาน Time Machine ของ macOS Big Sur ร่วมกับไดรฟ์ที่ฟอร์แมตด้วย APFS ช่วยให้ "การสำรองข้อมูลเร็วขึ้น กระชับขึ้น และเชื่อถือได้มากขึ้น" กว่าที่ทำได้ด้วยไดรฟ์สำรองข้อมูลที่ฟอร์แมตด้วย HFS+ ^{[ 30 ] [ 31 ]}

• ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2561 พบว่าไดรเวอร์ APFS ใน High Sierra มีข้อบกพร่องที่ทำให้รหัสผ่านการเข้ารหัสดิสก์ถูกบันทึกเป็นข้อความธรรมดา^{[ 32 ]}
• ในเดือนมกราคม 2021 พบว่าไดรเวอร์ APFS ใน iOS < 14.4, macOS < 11.2, watchOS < 7.3 และ tvOS < 14.4 มีข้อบกพร่องที่อนุญาตให้ผู้ใช้ภายในเครื่องอ่านไฟล์ใดๆ ก็ได้โดยไม่คำนึงถึงสิทธิ์การเข้าถึง^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

APFS เวอร์ชันทดลองที่มีข้อจำกัดบางประการมีให้ใช้งานในmacOS Sierra 10.12.4 โดยสามารถใช้งานได้ผ่านยูทิลิ ตี้บรรทัดคำสั่ง diskutilข้อจำกัดเหล่านี้รวมถึงการไม่ทำการปรับมาตรฐาน Unicodeในขณะที่ HFS+ ทำได้^{[ 37 ]}ซึ่งนำไปสู่ปัญหาเกี่ยวกับภาษาอื่นที่ไม่ใช่ภาษาอังกฤษ^{[ 38 ]}ไดรฟ์ที่ฟอร์แมตด้วย APFS เวอร์ชันของ Sierra อาจไม่เข้ากันได้กับ macOS หรือ APFS เวอร์ชันที่ใหม่กว่า และ APFS เวอร์ชันของ Sierra ไม่สามารถใช้กับTime Machine , วอลุ่ม FileVault หรือ Fusion Drives ได้^{[ 39 ]}

ตั้งแต่macOS 10.13 High Sierraอุปกรณ์ทั้งหมดที่มีหน่วยความจำแฟลชจะถูกแปลงเป็น APFS โดยอัตโนมัติ^{[ 40 ]}ตั้งแต่macOS 10.14 Mojave เป็นต้น ไปFusion Drivesและฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์จะได้รับการอัปเกรดในระหว่างการติดตั้งด้วย^{[ 41 ]}อินเทอร์เฟซผู้ใช้หลักสำหรับการอัปเกรดไม่มีตัวเลือกให้เลือกยกเลิกการแปลงนี้ และอุปกรณ์ที่ฟอร์แมตด้วย APFS เวอร์ชัน High Sierra จะไม่สามารถอ่านได้ใน macOS เวอร์ชันก่อนหน้า^{[ 40 ]}ผู้ใช้สามารถปิดใช้งานการแปลง APFS ได้โดยใช้ยูทิลิตี้ของตัวติดตั้งstartosinstallบนบรรทัดคำสั่งและส่ง--converttoapfs NOผ่าน^{[ 42 ]}

ใน macOS Big Sur 11.2.1 ไดรฟ์ FileVault จะไม่ถูกแปลงเป็น APFS อีกต่อไป แต่ macOS จะฟอร์แมตไดรฟ์ FileVault ภายนอกเป็น CoreStorage Logical Volumes ที่ฟอร์แมตด้วย Mac OS Extended (Journaled) แทน สามารถเข้ารหัสไดรฟ์ FileVault ได้ตามต้องการ

iOS 10.3 , tvOS 10.2และwatchOS 3.2แปลง ระบบไฟล์ HFSX ที่มีอยู่ เป็น APFS บนอุปกรณ์ที่เข้ากันได้^{[ 13 ] [ 8 ] [ 43 ]}

แม้ว่าวอลุ่ม APFS จะแพร่หลายในเครื่อง Mac ในปัจจุบัน และรูปแบบนี้ได้รับการแนะนำในปี 2016 แต่ยูทิลิตี้ซ่อมแซมจากบริษัทภายนอกยังคงมีข้อจำกัดที่เห็นได้ชัดในการสนับสนุนวอลุ่ม APFS เนื่องจาก Apple ล่าช้าในการเผยแพร่เอกสารฉบับสมบูรณ์ ตามที่ Alsoft ผู้ผลิต DiskWarrior กล่าว การเผยแพร่เอกสารรูปแบบ APFS บางส่วนของ Apple ในปี 2018 ทำให้การสร้าง DiskWarrior เวอร์ชันที่สามารถสร้างดิสก์ APFS ขึ้นใหม่ได้อย่างปลอดภัยล่าช้า^{[ 44 ]}คาดว่าผลิตภัณฑ์คู่แข่ง รวมถึง TechTool ของ MicroMat และ Drive Genius ของ Prosoft จะเพิ่มการสนับสนุน APFS เช่นกัน

• การเปรียบเทียบระบบไฟล์

ก. ^{^}โต้แย้ง^{[ 53 ]}

• นักพัฒนา Apple : คู่มือระบบไฟล์ของ Apple
• Apple Developer: คู่มืออ้างอิงระบบไฟล์ของ Apple
• WWDC 2016: การเปิดตัว APFSโดยวิศวกรซอฟต์แวร์ของ Apple Dominic Giampaoloและ Eric Tamura
• ภาพรวมโดยละเอียดของ APFSโดย Adam Leventhal นักพัฒนาไฟล์ระบบอิสระ