Apple File System

APFS
開発かいはつ者しゃ	Apple
正式せいしき名めい	Apple File System
導入どうにゅう	2017年ねん3月がつ27日にち (iOS 10.3)
パーティション識別子しきべつし	7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC（GPT）
構造こうぞう
ディレクトリ	B木き（B-tree）
限度げんど
最大さいだいファイルサイズ	8 EiB
最大さいだいファイル数すう	263
ファイル名めいの文字もじ	UTF-8でエンコードされたUnicode 9.0
特徴とくちょう
タイムスタンプ	変更へんこう、属性ぞくせい変更へんこう、アクセス、作成さくせい
日付ひづけ分解能ぶんかいのう	1ナノ秒びょう
パーミッション	UNIXパーミッション、NFS v4、ACL
透過とうか的てき圧縮あっしゅく	なし
透過とうか的てき暗号あんごう化か	あり
対応たいおうOS	macOS、iOS、iPadOS、visionOS、tvOS、watchOS、Linux
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Apple File System (APFS) は、Appleが開発かいはつしたmacOS、iPadOS、iOS、visionOS、tvOSおよびwatchOS 向むけ^[1]のファイルシステムである^[2]^[3]。これらのOSで使つかわれてきたHFS+ (Mac OS 拡張かくちょうフォーマットとも呼よばれる) の根本こんぽん的てきな問題もんだいを解決かいけつすることを目的もくてきとしている。APFSはフラッシュメモリおよびSSDに最適さいてき化かされており、暗号あんごう化かに重点じゅうてんを置おいている^[4]^[5]。

歴史れきし

2016年ねん6月がつ13日にちに開催かいさいされたWorldwide Developers Conference (WWDC) 2016にて、1998年ねんから使用しようされていた HFS+ 以来いらい約やく20年ねんぶりに、2017年ねんの導入どうにゅうを目指めざした開発かいはつが発表はっぴょうされた^[4]^[5]。

iOSデバイスには2017年ねん3月がつ27日にちに iOS 10.3のリリースで導入どうにゅうされ、macOSデバイスには2017年ねん9月がつ25日にちに macOS High Sierraのリリースで導入どうにゅうされた^[6]^[1]。

HFS+はシングルスレッドにしか対応たいおうしていないが、APFSはマルチスレッドに対応たいおうしており、ファイルのタイムスタンプはナノ秒びょう単位たんいで管理かんりされる^[7]。

ファイル共有きょうゆうプロトコルはAFPには対応たいおうしていないため、SMBを使つかうことが推奨すいしょうされている^[7]。

2014年ねんよりドミニク・ジャンパオロ（英語えいご版ばん）が中心ちゅうしんになり、Core Storage（英語えいご版ばん）とは異ことなる新あたらしいファイルシステムとして開発かいはつが始はじまった^[8]。

設計せっけい

このファイルシステムはApple WatchからMac Proにまでスケールしている。inodeには64bitの数かずが採用さいようされ、よりセキュアなストレージになっている。APFS のコードでは、HFS+ と同様どうように TRIMコマンドが使つかわれており、空あき容量ようりょうの管理かんりとパフォーマンスの改善かいぜんに貢献こうけんしている。これにより、iOS, iPadOSとmacOSでは、読よみ書かきの速度そくどが向上こうじょうする場合ばあいがあり^[1]、iOSデバイスではAPFSの利用りよう可能かのうデータの計算けいさん方法ほうほうの改善かいぜんにより、デバイスの空あき容量ようりょうが増加ぞうかすることがある。

クローン

クローンを利用りようすることで、オペレーティングシステムは、同おなじボリュームにあるファイルのコピーを追加ついかのスペースを消費しょうひせずに効率こうりつよく作成さくせいできる。クローンファイルに対たいしてなされた変更へんこうは、差分さぶんデータとして保存ほぞんされるため、ドキュメントの改訂かいていやコピーに必要ひつようなストレージ容量ようりょうが削減さくげんできる^[3]。

スナップショット

APFSは、ポイントインタイムで読よみ取とり専用せんようのファイルシステムのインスタンスを作成さくせいすることで、スナップショットをサポートする^[3]。

暗号あんごう化か

APFSはネイティブにディスク全体ぜんたいの暗号あんごう化かに対応たいおうしている。ファイルの暗号あんごう化かには以下いかのオプションが選択せんたくできる。

暗号あんごう化かなし
1つの鍵かぎによる暗号あんごう化か
複数ふくすうの鍵かぎによる暗号あんごう化か (各かくファイルが独立どくりつした鍵かぎで暗号あんごう化かされ、メタデータが別べつの鍵かぎで暗号あんごう化かされる^[3])

ファイル数すうの最大さいだい値ちの増加ぞうか

APFS はinodeの数かずが64bitに増加ぞうかしたため、1つのボリュームに ${\textstyle 9\times 10^{13}}$ 個こ以上いじょうのファイルを作成さくせいすることが可能かのうになった^[9]。

データの完全かんぜん性せい (data integrity)

APFSはチェックサムを利用りようしてメタデータの完全かんぜん性せいを保証ほしょうしている。ただし、現時点げんじてんではユーザー領域りょういきのデータには未み対応たいおうである^[10]。

クラッシュに対たいする保護ほご

APFSはシステムのクラッシュによるメタデータの破損はそんを回避かいひできるように設計せっけいされている。既存きそんのメタデータを置おき換かえるように上書うわがきするのではなく、初はじめに完全かんぜんに新あたらしいレコードとして書かき込こみ、新あたらしいデータにポインタを変更へんこうした後のちに、古ふるいデータを開放かいほうするようになっている。この仕組しくみにより、データの更新こうしん中ちゅうにクラッシュした場合ばあいに、同おなじレコード中ちゅうに古ふるいデータと新あたらしいデータが部分ぶぶん的てきに混在こんざいするような事態じたいを避さけることができるようになった。また、HFS+ ジャーナルファイルシステムではファイルをジャーナルに書かき込こんだ後のちにカタログファイルにもう一度いちど書かき込こむ必要ひつようがあり、1回かいの変更へんこうのたびにストレージに2回かい書かき込こまなければならないという問題もんだいがあったが、これも解消かいしょうした^[10]。

空あき容量ようりょうの共有きょうゆう

APFS は複数ふくすうの論理ろんりドライブ (ボリュームと呼よばれる) を同おなじコンテナ内ないに作成さくせいし、コンテナ間あいだで空あき容量ようりょうを共有きょうゆうできるようになった^[11]。AppleのFusion Drive（英語えいご版ばん）の機能きのうと同様どうように、1つの物理ぶつりパーティションからでも2つの異ことなるドライブ上じょうの2つのパーティションからでも、APFSのコンテナを作つくることができる。

制限せいげん

初期しょきバージョンのAPFSでは、メタデータに対たいしてはチェックサムを利用りようして完全かんぜん性せいの検証けんしょうができるが、ユーザーデータに対たいしてはできない^[12]。また、バイトアドレス可能かのうな不揮発ふきはつ性せいメモリの利点りてんを活用かつようできない^[13]。現時点げんじてんでは、圧縮あっしゅくの機能きのうも利用りようできない。

サポート

macOS

macOS High Sierraでは、フラッシュストレージデバイス上じょうのすべてのファイルシステムを、自動的じどうてきにAPFSに変換へんかんする^[14]。FileVaultボリュームも変換へんかんされるが、Fusion Driveとハードディスクドライブは変換へんかんされない^[14]。ユーザーはこの変換へんかんをオプトアウトすることはできず、High Sierraバージョン以降いこうのAPFSは、前まえのバージョンのmacOS Sierraからは読よみ取とれなくなる^[14]。

MacBook Pro (2018)専用せんようのmacOS High SierraやmacOS Mojaveでは、インストール先さきがフラッシュストレージデバイスの場合ばあいだけではなく、ハードディスクドライブや Fusion Drive の場合ばあいも、自動的じどうてきにAPFSに変換へんかんする。

制限せいげん付つきの実験じっけん段階だんかいのバージョンの APFS が、古ふるいバージョンの macOS (Sierra) でも、コマンドラインの diskutil ユーティリティで利用りようできる。HFS+が行おこなう Unicode 正規せいき化かを行おこなわないという制限せいげんがあるため^[15]、英語えいご以外いがいの言語げんごでは問題もんだいが発生はっせいする^[16]。SierraのベータバージョンのAPFSでフォーマットされたドライブは、新あたらしいバージョンのmacOS High Sierraと互換ごかん性せいがなく、Time Machine、FileVault volumes、またはFusion Driveを使用しようできない^[17]。

macOS Big SurでAPFSのボリュームを Time Machine のバックアップ先さきとして利用りようする事ことに対応たいおうし、より高速こうそくでコンパクトとなり、信頼しんらい性せいを増ました^[18]。

iOS、tvOS、および watchOS

iOS 10.3、tvOS 10.2、およびwatchOS 3.2以降いこうでは、互換ごかん性せいのあるデバイスでは、既存きそんのHFSXファイルシステムがAPFSに変換へんかんされる^[6]^[1]^[19]。

iPadOS、visionOS

APFSを標準ひょうじゅんサポートしている。

Linux

各種かくしゅLinuxにおいては、Paragon Software社しゃが提供ていきょうするAPFS for Linux by Paragon Softwareをインストールすることによって、APFSでフォーマットされたボリュームの読よみ書かきが可能かのうとなる^[20]。

脚注きゃくちゅう

^ ^a ^b ^c ^d Warren, Tom (2017年ねん3月がつ27日にち). “Apple is upgrading millions of iOS devices to a new modern file system today”. The Verge. Vox Media. 2017年ねん3月がつ27日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。
^ Roger Fingas (2016年ねん6月がつ13日にち). “'Apple File System' will scale from Apple Watch to Macs, replace HFS+”. Apple Insider. 2016年ねん7月がつ23日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2016年ねん7月がつ23日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b ^c ^d Hutchinson, Lee (2016年ねん6月がつ13日にち). “Digging into APFS, Apple's new file system”. Ars Technica UK. 2016年ねん6月がつ15日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b Weintraub, Seth (2016年ねん6月がつ13日にち). “Apple File System (APFS) announced for 2017, scales ‘from Apple Watch to Mac Pro’ and focuses on encryption”. 9to5Mac. 2017年ねん3月がつ28日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b Hutchinson, Lee (2016年ねん6月がつ13日にち). “New file system spotted in macOS Sierra [Updated]”. Ars Technica. Condé Nast. 2017年ねん3月がつ28日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b Clover, Juli (2017年ねん3月がつ27日にち). “Apple Releases iOS 10.3 With Find My AirPods, APFS, App Store Review Tweaks and More”. MacRumors. 2017年ねん3月がつ27日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b Introducing Apple File System - WWDC 2016 - Session 701 - iOS, macOS, tvOS, watchOS
^ “APFS in Detail: Overview”. Adam Leventhal's blog. 2016年ねん7月がつ14日にち閲覧えつらん。
^ Apple Inc. “Apple File System Guide (Features)”. 2017年ねん7月がつ1日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b Adam Leventhal (2016年ねん6月がつ19日にち). “APFS in Detail: Data Integrity”. 2016年ねん6月がつ21日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2016年ねん6月がつ19日にち閲覧えつらん。
^ “Archived copy”. 2016年ねん10月がつ23日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん6月がつ10日とおか閲覧えつらん。
^ A ZFS developer’s analysis of the good and bad in Apple’s new APFS file system Archived February 2, 2017, at the Wayback Machine.
^ Why Apple's APFS won't last 30 years Archived April 6, 2017, at the Wayback Machine.
^ ^a ^b ^c “Prepare for APFS in macOS High Sierra”. Apple.com (2017年ねん9月がつ7日にち). 2017年ねん9月がつ19日にち閲覧えつらん。
^ Reed, David (2017年ねん3月がつ24日にち). “APFS’s “Bag of Bytes” Filenames”. Michael Tsai. 2021年ねん2月がつ12日にち閲覧えつらん。
^ APFS is currently unusable with most non-English languages – The Eclectic Light Company Archived June 8, 2017, at the Wayback Machine.
^ “How to Format a Drive With the APFS File System on macOS Sierra”. オリジナルの2016年ねん10月がつ26日にち時点じてんにおけるアーカイブ。 2016年ねん10月がつ26日にち閲覧えつらん。
^ “Apple Developer Documentation”. developer.apple.com. 2021年ねん11月6日にち閲覧えつらん。 “APFS-formatted backup volumes are now supported for faster, more compact, and more reliable backups. New local and network Time Machine backup destinations are formatted as APFS by default.”
^ “jakepetroules/Filesystem” (英語えいご). GitHub. 2017年ねん3月がつ29日にち閲覧えつらん。
^ “APFS for Linux by Paragon Software”. Paragon Software. 2021年ねん2月がつ12日にち閲覧えつらん。

外部がいぶリンク

Apple File System Guide - Apple Developer
Digging into the dev documentation for APFS, Apple’s new file system - Copy-on-write metadata, native encryption, instant cloning, snapshots, and more. - arstechnica.com
BSD界隈かいわい四方山話よもやまばなし第だい58回かい　APFS - Appleファイルシステム開発かいはつ中ちゅう - gihyo.jp 後藤ごとう大地だいち 2016年ねん7月がつ1日にち

[The_Verge_update_today-1] Warren, Tom (2017年ねん3月がつ27日にち). “Apple is upgrading millions of iOS devices to a new modern file system today”. The Verge. Vox Media. 2017年ねん3月がつ27日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。

[2] Roger Fingas (2016年ねん6月がつ13日にち). “'Apple File System' will scale from Apple Watch to Macs, replace HFS+”. Apple Insider. 2016年ねん7月がつ23日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2016年ねん7月がつ23日にち閲覧えつらん。

[digging-into-apfs-3] Hutchinson, Lee (2016年ねん6月がつ13日にち). “Digging into APFS, Apple's new file system”. Ars Technica UK. 2016年ねん6月がつ15日にち閲覧えつらん。

[9to5Mac_APFS_announced-4] Weintraub, Seth (2016年ねん6月がつ13日にち). “Apple File System (APFS) announced for 2017, scales ‘from Apple Watch to Mac Pro’ and focuses on encryption”. 9to5Mac. 2017年ねん3月がつ28日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。

[Ars_APFS_spotted-5] Hutchinson, Lee (2016年ねん6月がつ13日にち). “New file system spotted in macOS Sierra [Updated]”. Ars Technica. Condé Nast. 2017年ねん3月がつ28日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。

[macrumors-ios10_3-6] Clover, Juli (2017年ねん3月がつ27日にち). “Apple Releases iOS 10.3 With Find My AirPods, APFS, App Store Review Tweaks and More”. MacRumors. 2017年ねん3月がつ27日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん3月がつ27日にち閲覧えつらん。

[intro-7] Introducing Apple File System - WWDC 2016 - Session 701 - iOS, macOS, tvOS, watchOS

[8] “APFS in Detail: Overview”. Adam Leventhal's blog. 2016年ねん7月がつ14日にち閲覧えつらん。

[appleFileSystemGuide-9] Apple Inc. “Apple File System Guide (Features)”. 2017年ねん7月がつ1日にち閲覧えつらん。

[leventhalPage5-10] Adam Leventhal (2016年ねん6月がつ19日にち). “APFS in Detail: Data Integrity”. 2016年ねん6月がつ21日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2016年ねん6月がつ19日にち閲覧えつらん。

[11] “Archived copy”. 2016年ねん10月がつ23日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2017年ねん6月がつ10日とおか閲覧えつらん。

[12] A ZFS developer’s analysis of the good and bad in Apple’s new APFS file system Archived February 2, 2017, at the Wayback Machine.

[13] Why Apple's APFS won't last 30 years Archived April 6, 2017, at the Wayback Machine.

[prepForAPFS-14] “Prepare for APFS in macOS High Sierra”. Apple.com (2017年ねん9月がつ7日にち). 2017年ねん9月がつ19日にち閲覧えつらん。

[15] Reed, David (2017年ねん3月がつ24日にち). “APFS’s “Bag of Bytes” Filenames”. Michael Tsai. 2021年ねん2月がつ12日にち閲覧えつらん。

[16] APFS is currently unusable with most non-English languages – The Eclectic Light Company Archived June 8, 2017, at the Wayback Machine.

[:0-17] “How to Format a Drive With the APFS File System on macOS Sierra”. オリジナルの2016年ねん10月がつ26日にち時点じてんにおけるアーカイブ。 2016年ねん10月がつ26日にち閲覧えつらん。

[18] “Apple Developer Documentation”. developer.apple.com. 2021年ねん11月6日にち閲覧えつらん。 “APFS-formatted backup volumes are now supported for faster, more compact, and more reliable backups. New local and network Time Machine backup destinations are formatted as APFS by default.”

[19] “jakepetroules/Filesystem” (英語えいご). GitHub. 2017年ねん3月がつ29日にち閲覧えつらん。

[20] “APFS for Linux by Paragon Software”. Paragon Software. 2021年ねん2月がつ12日にち閲覧えつらん。

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