導讀:Apple推出全新的檔案管理系統,這個很重要嗎?

Apple最近隨著iOS更新到10.3版,將底層的檔案管理系統改為全新的APFS。這個新的檔案系統,將讓資料加密處理更快、更容易使用、也更安全,而且使用儲存空間的效率更高、備份也更可靠。

30年前設計的HFS系統、以及後續的加強版HFS+,都可以說是有點過時的設計;在它們的時代,軟碟片和機械式硬碟都還是主流,而且檔案的大小是用「幾K」、大不了「幾M」來計算的。

現在,我們需要針對大容量儲存、行動應用、以及未來發展的新檔案系統;在macOS上,這就是APFS。

以上引文由我翻譯,歡迎參閱;以下則是進一步的延伸討論。

檔案管理系統的重要性

無論是哪個作業系統,檔案管理其實都是基礎中的基礎;因為無論是應用軟體本身、應用軟體內部使用的檔案(例如介面用的圖片)、外部使用的檔案(例如文件檔),或是其他公用函式庫、語系檔等等,無一不在檔案管理的籠罩之下。

如果檔案管理系統的效率高,整個作業系統的反應就會快;但有時候「效率」跟「功能」是互相矛盾的。

例如最小儲存單位如果比較大(磁碟上分割的區段較少),存取速度就比較快,但就更浪費空間(因為會有許多區段被填不滿的少量資料佔用);同時,諸如上文中提到的個別檔案加密處理,理論上也會拖慢檔案存取的速度。

當然,只要電腦本身的運算速度、以及儲存媒介的處理速度越快,這些取捨所付出的代價就比較少,例如因為加密所拖慢的速度幾乎感覺不到,所以更容易兩全其美。

但如果要能充分運用新電腦的速度,可能就需要改寫整個檔案系統,包括相關的磁碟區段分割方式、檔案索引和加密的演算法等等,並且讓這些技術彼此完全整合才行。

所以,最近iOS升級到10.3版之後,手機或平板上原本每佔用16GB的資料,都可以多空出2G來,就是拜改變區段分割方式之賜。

但區段因為變小了,所以在同樣的總容量之下,區段數量就會變多,也更需要更高的運算和索引速度來彌補;這一點對於現在iPhone和iPad使用的新款Ax處理器問題不大。

更換全新檔案系統這件事情,其實是任何一個主流作業系統近年來面對網路化、行動化、輕量化的改變,再加上對省電、資訊安全、傳輸速度等等方面的要求,都必須勇敢面對的一個變革;相信能做出穩定作業系統的微軟、Google、甚至Canonical等公司,也都有能力針對這些需求推出新的版本。

但重點是,需要花多少時間、多少痛苦、多少客服支援,才能讓這麼多用戶幾乎全部以「無痛」方式順利升級完成。

一般來說,廠商如果追求的是安全,應該會在某個重大版本推出時(例如「Windows 11」),認真要求用戶備份資料(雖然現在也都有要求,但真正先備份再升級的人應該不多),然後以「fo掉重灌系統再回存資料」的方式來做。

而Apple這次甚至不是大版本更新,只是iOS 10.2升級到10.3,就以「偷樑換柱」的方式更新系統,即使不說這一點在技術上有多了不起,說聲「膽子真的夠大」應該也不為過。

其他的檔案管理系統觀念

從早期的DOS到現在,作業系統的檔案管理方式多半還是以「階層」(hierarchy)概念為基礎,也就是用一層一層的模擬檔案夾來整理。

但檔案夾就是最好的整理方式嗎?其實不盡然,因為它的重要缺點之一,就是容易累積重複的檔案、或是同一個檔案的不同版本,浪費許多空間。所以,我在研究生時代就曾經提出一個概念,就是「沒有階層,但透過索引和標籤,在需要時再將相關檔案即時彙整為一組」,也就是「臨時彙整」(ad hoc group)的概念。

如果您用過iTunes軟體,裡面有一個「智慧型播放列表」的功能,就類似這個意思。例如原本並沒有設定「90年代歌曲」的歌單,但需要時就可以定義一個新的列表,將歌曲中有「90年代」標籤的項目彙整進來。

這個作法的優點,包括可以擺脫階層數目的限制、空間效率更高、重複檔案更少等等,但需要更強的硬體和演算機制,才能達到令人滿意的效能。當然,這個作法也還有其他缺點(所以二十多年來好像還沒有人實作)。

但總而言之,我們相信階層式檔案管理系統即將進入下一個世代,也將會趨近於這個形式的完美狀態;但它終究有一天會達到極限,未來的電腦使用和系統運作方式,也可能會徹底推翻這種形態。或許,這次我們就不用再等30年了。

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