APFS : le nouveau système de fichiers d’Apple résout de nombreux problèmes

Une des nouvelles non annoncées par Apple lors de l’événement de lundi (13) est peut-être la plus intéressante. Chez macOS Sierra, la société travaille déjà sur l’Apple File System (APFS), un système de fichiers qui sera adopté dans les différents gadgets de la société, de Apple Watch à Mac Pro. Il est doté d’optimisations des performances et de fonctionnalités qui devraient faciliter la vie de chacun.

Vous pouvez étudier les informations préliminaires sur l’APFS sur le portail des développeurs d’Apple, mais j’ai décompressé la documentation et j’en explique les points les plus importants dans les prochains paragraphes.

Au revoir, les partitions fixes

Une caractéristique intéressante de l’APFS est qu’il élimine le problème de la gestion des tailles de partition (ici appelées “volumes”). Par exemple : imaginez que vous avez un SSD de 200 Go, divisé en deux volumes de même taille. Le volume T est plein, occupant la totalité des 100 Go. Le volume B, plus vide, contient 20 Go de données. Autrement dit, seuls 120 des 200 Go sont utilisés sur le SSD, mais vous ne pourriez rien économiser d’autre sur T.

Sur un système de fichiers comme le HFS+ actuel, qui allouait auparavant une quantité fixe d’espace à chaque partition, il faudrait ouvrir un partitionneur, réduire le volume B et augmenter le volume T pour continuer à enregistrer les fichiers. Dans l’APFS, cela n’existe pas : les volumes peuvent augmenter et diminuer sans se répartir. Dans mon exemple, votre Mac dirait qu’il y a 80 Go d’espace disponible sur les deux volumes. Yay !

Les clones sont très cool

Les personnes prudentes font toujours une copie d’un fichier important avant de le modifier. Le problème est qu’il prend de la place et peut être source de gaspillage si vous n’êtes pas une personne bien organisée ? la semaine dernière, lorsque j’ai eu besoin de libérer de l’espace sur mon SSD, j’ai découvert que de nombreux fichiers identiques étaient éparpillés dans plusieurs dossiers, dépensant quelques gigaoctets de données.

Il s’avère que l’APFS prend en charge les “clones” de fichiers (et même des dossiers entiers). Au lieu de réécrire les mêmes données, l’APFS crée simplement un fichier cloné, qui fait référence à l’original et ne prend pas d’espace supplémentaire. Si vous le modifiez, seuls les blocs qui ont été modifiés sont réécrits sur le disque. L’avantage est double : il permet de gagner de la place et de “copier” les fichiers beaucoup plus rapidement.

L’APFS prend également en charge les snapshots, qui sont une sorte de “variante” des clones ; la différence est que les premiers prennent en charge la lecture seule, ne permettant pas les modifications (les gens de Windows devraient les connaître comme des “copies d’ombre”). En théorie, les snapshots vous permettront de restaurer une version antérieure d’un fichier sans avoir à recourir à Time Machine.

En fait, les instantanés peuvent modifier le fonctionnement même de la machine à voyager dans le temps. Ceux qui ont été curieux des sauvegardes ont réalisé que l’outil d’Apple crée un répertoire pour chaque sauvegarde, et chaque répertoire a exactement la même structure de dossier que votre disque dur. Pour éviter de dupliquer un fichier qui n’a pas été modifié depuis la dernière sauvegarde, Time Machine crée une gambiarra avec des liens symboliques et matériels qui font référence au fichier déjà sauvegardé lors des sauvegardes précédentes. Avec les instantanés, cette complication n’existe plus.

Vite, vite, vite

Les SSD auront un plus grand avantage à migrer vers le nouveau système de fichiers car l’APFS utilise un système de copie en écriture pour augmenter les performances. Il y a le concept de coalescence des données d’entrée et de sortie : c’est comme si un grand nombre de petites opérations d’écriture étaient combinées en une seule grande opération d’écriture, ce qui permet de mieux profiter des performances du SSD.

De plus, actuellement, lorsque vous regardez les propriétés d’un dossier pour découvrir l’espace qu’il occupe, macOS analyse tous les répertoires de manière récursive et additionne l’espace utilisé par chaque fichier, ce qui peut prendre beaucoup de temps. Apple ne précise pas encore comment (peut-être en conservant un cache de ces informations et en le mettant à jour si nécessaire), mais l’APFS fera le calcul beaucoup plus rapidement.

Des chiffres géants

HFS+ adopte des identificateurs de fichiers de 32 bits, ce qui limite de 4 294 967 295 (232?1) le nombre de fichiers que vous pouvez enregistrer sur la même partition. APFS est un système de fichiers 64 bits, donc la limite passe à un peu plus de 9 quintillions (je ne sais même pas combien de zéros cela représente).

Les fichiers enregistrés dans les volumes APFS peuvent avoir une granularité de 1 nanoseconde (15/06/2016 12:34:56:123:456:789), contre 1 seconde de HFS+ (15/06/2016 12:34:56). Comme l’APFS tient un registre des écritures pour que les clones et les instantanés fonctionnent correctement, cette précision est importante pour que le système de fichiers sache exactement quel était l’ordre de chaque opération.

Autres informations

Il y a d’autres caractéristiques de l’APFS que nous connaissons déjà :

Fichiers épars : vous pouvez créer des fichiers géants sur APFS, pleins de zéros, qui n’occupent pas vraiment d’espace disque (macOS vous permet de créer des fichiers épars sur HFS+, mais ce n’est pas natif du système de fichiers).

SMB obligatoire : vous ne pourrez partager sur le réseau que des volumes formatés en APFS par le protocole SMB, bien connu de ceux qui travaillent avec des machines Windows. L’AFP (Apple File Protocol) n’est pas pris en charge.

Chiffrement natif : APFS prend en charge le chiffrement à deux niveaux en natif sans dépendre de FileVault. Le plus élémentaire est le cryptage à clé unique ; il suffit d’y avoir accès pour lire toutes les données. Et le plus avancé utilise plusieurs clés, à savoir une clé par fichier et une autre pour les métadonnées sensibles ( !).

  Apple révèle des détails sur Mountain Lion, le prochain Mac OS

Comme, quand, où ?

APFS fonctionne à titre d’essai dans la première version pour les développeurs de Sierra macOS. À l’avenir, il sera également adopté sur watchOS, tvOS et iOS, qui fonctionnent sur des dispositifs à mémoire flash. L’APFS est optimisé pour les SSD, mais peut également être utilisé sur des disques durs classiques.

Si vous utilisez déjà macOS 10.12 et que vous souhaitez tester le nouveau système de fichiers, vous pouvez facilement créer un conteneur formaté APFS : dans le Terminal, il suffit de donner à un “hdiutil create -fs APFS -size 1GB file name.sparseimage”, en remplaçant 1GB par la taille souhaitée.

Il n’est pas encore stable et ne devrait être rendu public qu’en 2017. Pour l’instant, l’APFS ne prend pas en charge les disques de démarrage, les sauvegardes Time Machine, le cryptage des données FileVault et le stockage hybride Fusion Drive. Les noms de fichiers sont nécessairement sensibles à la casse. Il n’y a aucune garantie de compatibilité avec les futures versions de macOS, donc pas de sauvegarde des fichiers importants dans APFS.