System plików, do którego należy przyszłość

Ma więcej funkcji, jest szybszy, a mimo to słabo rozpowszechniony. W przyszłości jednak system plików Microsoftu o nazwie exFAT ma stać się standardem dla wszystkich nośników.

Service Pack 1 do Visty przynosi ponad 30 zmian, a przy okazji, po cichu i tylnymi drzwiami, wprowadza też nowy system plików. Nazywa się on exFAT i jest następcą podstarzałego już nieco systemu FAT, przejmując po nim zadanie organizowania plików na dysku twardym. Opracowany w Microsofcie exFAT ma wiele zalet, które ujawniają się zwłaszcza podczas wykorzystywania go na mobilnych nośnikach danych.

Dzisiejszym standardem dla wtyczek USB, kart pamięci i dysków twardych jest system FAT 32. Powód takiego stanu rzeczy to po prostu kompatybilność – rozumie go każdy pecet i Mac. Mimo to nadchodzi czas zmian, bo FAT 32 ma pewne wady. Zwłaszcza w przypadku dysków twardych irytuje fakt, że żaden plik nie ma prawa być większy niż 4 GB. Poza tym doskwierać może brak możliwości przypisania plikom praw dostępu użytkownika. Nowy system plików, czyli exFAT, oferuje w tym zakresie więcej, a do tego, jeśli chodzi o specyfikację, jest bardzo bliski FAT. A zatem w przyszłości będzie można łatwo zadbać o kompatybilność sprzętu z nowym standardem – po prostu przez wgranie nowego firmware’u. Wygląda jednak na to, że droga exFAT do zostania standardem jest jeszcze długa.

Sześć nowości: Co exFAT robi lepiej niż jego poprzednik

Szczególnie pamięci flash, takie jak, np. wtyczki USB, ale także bazujące na flashu dyski twarde (Solid State Disks) skorzystałyby na nowych funkcjach. Istnieje sześć głównych przyczyn, które przemawiają za wprowadzeniem exFAT.

Wielkość plików:

W przypadku exFAT limit wielkości pliku został zwiększony z 4 GB do 16 EB (czyli 16 miliardów GB) – w przewidywalnej przyszłości taki rozmiar powinien być wystarczający. Ograniczenie wielkości pliku do 4 GB utrudnia życie szczególnie, gdy wykonujemy kopie bezpieczeństwa w postaci obrazów dysków albo dwuwarstwowych płyt DVD. Użytkownik musi wtedy dzielić materiał na więcej obrazów. Również w przypadku szyfrowania zniesienie tego ograniczenia przyniosłoby korzyści. Niektóre narzędzia szyfrujące tworzą w pamięci USB duży plik, w którym później program składuje zaszyfrowane dane. W wypadku systemu FAT 32 jest to dotąd możliwe tylko do wielkości 4 GB.

Liczba plików:

Kiedyś podczas fotografowania długość filmu była naturalną barierą ograniczającą liczbę zdjęć. W aparatach cyfrowych granicy tej nie ma, więc szybko może się okazać, że na kartach pamięci mamy setki ujęć. Ale nawet cyfrowe fotografowanie wiąże się z pewnymi ograniczeniami. Jeśli wziąć pod uwagę system FAT 16, obsługiwany przez niemal wszystkie urządzenia, zabawa skończy się po zapisaniu tysiąca plików. W przypadku exFAT limit plików w katalogu został zniesiony – liczba ta jest teraz ograniczona tylko wielkością nośnika.

Wielkość klastra:

We wszystkich używanych obecnie systemach plików dane na dyskach są porozmieszczane w klastrach. Jednostki te odpowiadają najmniejszej ilości miejsca, jaka może być przeznaczona do zapisu danych. Jeśli wielkość pliku nie jest wielokrotnością rozmiaru klastra, przy zapisie takiego pliku zostanie wykorzystane dodatkowe miejsce, a część klastra będzie pusta. Jeśli na przykład rozmiar klastra wynosi 4 KB, a plik ma wielkość 9 KB, na jego zapis zostanie wykorzystane aż 12 KB, czyli trzy klastry. W ten sposób średnio na typowej partycji traci się tyle miejsca, ile wynika z działania „wielkość klastra dzielona przez podwojoną liczbę plików”. Dlatego w przypadku przechowywania wielu małych plików należy wybrać jak najmniejszy rozmiar klastra, czyli na przykład 4 KB.

Mimo to są powody, by ręcznie dopasowywać wielkość klastrów. Nośnik z dużymi klastrami jest znacznie bardziej wydajny niż taki z małymi. exFAT obsługuje jednostki aż do 32 MB. W przypadku dużych plików, na przykład kopii bezpieczeństwa na nośnikach typu flash, operowanie danymi będzie wówczas o wiele szybsze.

Czas dostępu:

exFAT nie tylko zapisuje więcej plików, ale też może zapisywać je na nośniku szybciej.

W tym celu Microsoft wykorzystuje metodę, która została opracowana już w roku 1989. Wówczas system operacyjny OS/2 stosował w systemie plików HPFS (High Performance File System) funkcję Free Space Bitmap. Za tą nazwą kryje się prosta technika. System indeksuje mianowicie nie tylko używane, ale również wszystkie wolne klastry. Jeśli użytkownik chce zapisać plik na dysku, system dokładnie wie, gdzie jest wystarczająca ilość wolnego miejsca. W przeciwieństwie do zwykłego FAT-a exFAT rozmieszcza pliki tak, żeby znjadowały się jak najbliżej siebie na nośniku. Dzięki temu pojedyncze pliki nie są rozproszone po całym dysku. W naszym teście wydajności nowa funkcja pokazała, co potrafi: do przekopiowania danych o objętości 200 MB exFAT potrzebował tylko 31 sekund, podczas gdy FAT 16 – aż 46 sekund.

Zarządzanie dostępem:

Jeśli wielu użytkowników korzysta z jednego nośnika, takiego jak na przykład dysk SSD, pożyteczny może się okazać system plików z możliwością ustalenia praw dostępu. Niestety, do tej pory było to możliwe tylko w systemie NTFS. W przypadku exFAT zarządzanie uprawnieniami dostępu jest jak najbardziej możliwe. A najlepsze okazuje się to, że dostęp do danych, mimo włączonego systemu zarządzania nim, wcale nie jest wolniejszy.

Bezpieczny transfer danych:

Podczas kopiowania danych z jednego nośnika na inny może dojść do ich utraty. Jeśli na przykład wahnięcie zasilania wystąpi akurat w chwili, gdy na dysku jest zapisywany indeks FAT, może się okazać, że jego odczytanie nie będzie możliwe. W przypadku exFAT Microsoft postawił na bezpieczny system o nazwie TFAT (Transaction Safe FAT File System). Istnieją w nim dwa indeksy danych: standardowy i tymczasowy. Zmiany zachodzące podczas procesu kopiowania czy kasowania system zapisuje najpierw w indeksie tymczasowym. Gdy proces zostanie zakończony, indeks tymczasowy przyjmuje postać standardową.

Minus: Kompatybilność wciąż szwankuje

Microsoft twierdzi, że nowy system plików jest przyszłościowy. My też skłonni jesteśmy w to wierzyć, ale póki co „cudowny” wynalazek ma jeszcze parę braków. Najważniejszy z nich to kompatybilność. Na razie exFAT działa tylko pod Vistą SP1 oraz Windows CE 6, a inne systemy operacyjne nie są w stanie odczytać nośników, na których „rządzi” exFAT. Urządzenia takie jak aparaty cyfrowe można łatwo dopasować do obsługi exFAT przez wgranie nowego firmware’u. Jednal wiodący producenci aparatów oświadczyli nam, że wprowadzenie exFAT nie jest dla nich priorytetowe.

exFAT to wspaniały system plików, którego na razie nikt nie chce. Ma on wiele zalet: zapisuje duże ilości danych bez żadnych limitów, obsługuje zarządzanie prawami dostępu i kopiuje szybciej niż inne systemy plików. Brak mu tylko kompatybilności. Jeśli – tak jak do tej pory – tylko Vista SP1 i Windows CE będą umiały obsłużyć ten nowy, wspaniały system plików, jego przyszłość rysuje się czarno.

Porównanie różnych systemów plików

FAT 16FAT 32NTFSexFAT
Wielkość klastrado 32 KBdo 64 KBdo 64 KBdo 32 KB
Maksymalna wielkość pliku2 GB4 GB16 TB16 EB
Szyfrowanienienietaknie
Systemyod Win 3.1od Win 98od Win 2000od Visty SP1 / CE6
Maks. liczba plików w folderze1000bez limitubez limitubez limitu
Maks. liczba plików w katalogu  systemowym512bez limitubez limitubez limitu
Licbza znaków w nazwie8 znakówdo 255 znakówdo 255 znakówdo 255 znaków
Kompresjanienietaknie
Zarządzanie dostępemnienietaktak

Każdemu pisany jego FAT: W zależności od dziedziny, dla której są przeznaczone, różne systemy plików mają różne właściwości. NTFS został wymyślony na potrzeby biznesu, FAT dla prywatnych użytkowników. Nowy exFAT to złoty środek.

Szybsze kopiowanie

W teście wydajności systemy plików musiały przekopiować po 256 plików w sumie mierzących 200 MB.

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.