Каждый, кто когда-либо инсталлировал операционную систему, сталкивался с тем, что на этапе форматирования установочного раздела жесткого диска программа предлагает выбрать тип файловой системы FAT или NTFS.
А тем, кому довелось выполнять форматирование флешки или другого внешнего накопительного устройства нужно было определиться между тремя файловыми системами FAT32, NTFS и exFAT. Чаще всего пользователи выбирают форматирование, предложенное по умолчанию, так как не знают, какова их разница.
Данная статья адресована тем, кто желает восполнить этот пробел в своих знаниях.
Файловая структура FAT: принципы и назначение
Файловая структура или File system была разработана в 70-х годах прошлого столетия компанией Microsoft и представляла собой определенный порядок организации пространства для хранения и доступа к данным на компьютерах и других цифровых устройствах.
Назначением функционала является обеспечение пользователю удобного управления информацией, хранящейся на диске или внешнем гаджете. В файловую систему входят файлы, папки и каталоги, а также комплекс системных инструментов, реализующих взаимодействие с ними для выполнения функций чтения-записи, создания-удаления, копирования, именования и т.п. Кроме того, данная структура организует совместный доступ к информации между пользователями и обеспечивает защиту от несанкционированных действий путем шифрования, работы в режиме «только чтение» и прочее.
Структурно вся область дискового пространства поделена на кластеры, как лист бумаги в клетку. Каждая клетка – это блок, размер которого задается при форматировании и должен быть кратным 2. Минимальный размер может быть 512 байт (у флешки), для жесткого диска он составляет 32 Кб. Один файл может занимать несколько таких кластеров. Образно можно представить дисковое пространство в виде тетради, где кластер – это буква, файл – слово, а файловая структура – оглавление тетради.
При обращении к файлу, операционная система должна найти его в нескольких кластерах, расположенных в разных местах на диске, так образуется цепочка кластеров. Каждый кластер имеет свою метку, которая определяет его как один из трех видов:
- Свободный, готовый к записи данных.
- Занятый, который хранит часть информации и имеющий в метке данные о следующем кластере в цепочке, при этом последний помечается особой меткой.
- BAD-блок – кластер с ошибками, который стане недоступен после форматирования.
Размер метки определяется видом файловой структуры: для FAT32 он равен 32 байтам.
Вся файловая система состоит из следующих частей:
- загрузочного сектора, который располагается в начале диска, активируется после загрузки ОС и хранит параметры раздела;
- таблицы размещения файлов («оглавления»), хранящей метки кластеров;
- копии таблицы размещения файлов, чтобы восстановить данные при повреждении файловой структуры;
- корневого каталога;
- области данных;
- цилиндра для выполнения операций чтения/записи.
Всего существует три типа файловой системы FAT: FAT12, FAT16 и FAT32. На смену FAT пришла NTFS, а exFAT является расширенной версией FAT32 и используется в основном для флеш-накопителей.
Достоинства и недостатки файловых структур FAT32, NTFS и exFAT
Для того чтобы определиться с выбором наиболее оптимальной файловой системы при форматировании, рассмотрим описания всех трех вариантов, останавливаясь на достоинствах и недостатках каждой.
FAT32
Среди трех рассматриваемых файловых структур FAT32 является самой старшей. Она пришла на смену FAT16 и до недавнего времени была наиболее прогрессивной. Выход FAT32 приурочили к выпуску операционной системы Windows 95 OSR2 в 1996 году. Главные отличительные особенности: 32-разрядная адресация кластеров и ограничения в размерах: файла не более 4 Гб и тома в 128 Гб.
Достоинства
Несмотря на некоторую моральную отсталость, FAT32 обладает рядом преимуществ перед другими файловыми системами. Ее главная привлекательность - совместимость и универсальность. FAT32 работает со всеми версиями операционных систем, включая Windows (сравнение всех версий), Linux и MacOS, подходит к любыми игровым консолям и прочим гаджетам с USB портом. Сегодня она используется во всех внешних накопителях (флешках, CD-картах) по умолчанию, так как многие старые устройства: ПК, ноутбуки, приставки с USB-входом могут работать только с FAT32.
Другими важными достоинствами файловой системы являются: высокоскоростная производительность, нетребовательность к объему оперативной памяти, продуктивная работа с файлами среднего и небольшого размера, а также небольшая изнашиваемость диска из-за меньших движений головки. Впрочем, она также подвержена фрагментации, и периодическая дефрагментация не помешает однозначно.
Недостатки
Главным минусом данной файловой системы являются ограничения в размере. Для кластеров он не может быть более 64 Кб, иначе некоторые приложения могут неправильно рассчитывать дисковое пространство.
Размер файла не должен превышать 4 ГБ, таким образом, максимальный размер диска при размере кластера для таблицы размещения файлов в 32 КБ будет около 8 ТБ.
При форматировании диска средством ScanDisk, являющимся 16-разрядной программой, с учетом самих таблиц FAT и при максимальном размере кластера в 32 КБ размер тома ограничивается 128-ю гигабайтами.
С учетом того, что не многие компьютерные устройства оснащены винчестером объемом более 8 Тб, этот недостаток не будет ощутимым для большинства пользователей. Однако тот момент, что FAT32 работает с файлами размером до 4 Гб, является существенным минусом, так как большинство качественных видеофайлов современного формата 4К сегодня имеют размер свыше этих 4 Гб, а значит, не совместимы с данной файловой системой.
Кроме ограничений в размерах, FAT32 имеет другие недостатки. Она не поддерживает длинные имена файлов, что не очень удобно пользователям, которые желают идентифицировать файлы по логическому принципу, исходя из его содержимого. Есть претензии к системе безопасности (не помешает дополнительный антивирусный сканер) и защищенности файлов при сбоях (особенности жестких дисков), а также низкая скорость при работе с каталогами, содержащими множество файлов.
Таким образом, FAT32 больше годится для переносных не слишком емких устройств и старых компьютеров. Последние версии Windows уже невозможно установить на диск, отформатированный с системой FAT32, необходимо переформатирование в NTFS.
Главное применение файловой системы FAT32 сегодня – это переносные флешки и SD-карты (особенности), которые содержат не много файлов и совместимы с разнообразными цифровыми устройствами.
NTFS
Данная файловая система была разработана компанией Microsoft в 1993 году и представлена вместе версией Windows NT 3.1. В самом названии new technology file system , что означает файловая система новой технологии , заложена ее прогрессивная сущность.
После форматирования диска в системе NTFS он делится на три зоны:
- MFT - зона или общая таблица файлов (Master File Table), где хранится информация о файлах и каталогах;
- данные пользователя;
- метафайлы, в которых содержится служебная информация.
Каждый из метафайлов ответственен за определённую область. Например, LogFile - это файл журналирования, в котором выполняется запись всех операций в журнал, Boot – загрузочный сектор, Bitmap контролирует свободное место в разделе и т.п. Такая структура надежно защищает файлы от любых сбоев, будь то зависания ОС или отключение электричества.
Достоинства
В отличие от FAT32 в данной файловой структуре практически отсутствуют ограничения в объеме файлов и каталогов. Размер кластера может варьироваться от 512 байт до 64 Кб, оптимальным считается размер в 4 Кб.
Благодаря множеству существенных доработок для повышения безопасности, таких как поддержка прав доступа к файлам, HPFS квотирование, шифрование, журналирование, разграничение доступа и аудит, жесткие ссылки и прочее, NTFS является идеальной для форматирования диска под системную область. Прочие разделы винчестера также могут быть отформатированы в данной системе, так как NTFS позволяет оптимально использовать дисковое пространство при наличии множеств мелких файлов.
Достоинством этой файловой организации является быстрая скорость доступа к файлам небольшого размера, высокая производительность при работе с большими файлами, а также возможность использования длинных названий файлов.
Недостатки
Главным минусом системы NTFS является несовместимость со всеми операционными системами ниже Windows NT, а также ограничения в совместимости с прочими ОС. Так, Mac OS читает файлы с дисков NTFS, но не может выполнять их запись, такая же ситуация с совместимостью файлов Linux. Самые популярные игровые консоли Playstation и Xbox 360 не работают с NTFS, только Xbox One может с ней взаимодействовать.
Среди недостатков NTFS можно назвать также высокие требования к объему оперативной памяти, более низкая скорость по сравнению с FAT32 и трудности управления каталогами среднего объема.
Таким образом, целесообразнее использовать файловую структуру NTFS на жестких дисках, в том числе и SSD под управлением последних версий Windows, начиная с NT.
exFAT
Эта файловая система является последней из рассматриваемых по времени выпуска. Она появилась в 2008 году с очередными обновлениями к Windows XP и является, по сути, расширенной версией FAT32.
Главная цель разработчиков – создать производительную, удобную и универсальную файловую структуру для переносных накопительных устройств: флешек, SD-карт и съемных жестких дисков.
Достоинства:
- Простая организация без специализированных особенностей и ограничений в размерах файлов и раздела.
- Отличная совместимость со всеми ОС Windows, а также Mac OS и Linux. В последнем варианте необходима установка дополнительного софта.
- Поддержка со стороны всех современных яблочных девайсов, а также игровых приставок Xbox One и Playstation 4.
Основным недостатком файловой организации exFAT является лицензионная политика Microsoft, запрещающая ее бесплатное использование в открытом доступе.
Наиболее оптимальная файловая структура
Рассмотрев описания трех популярных файловых систем, можно сделать следующие выводы:
- для компьютерных устройств с операционной системой выше Windows NT целесообразнее будет форматирование жесткого диска в системе NTFS;
- для старых устройств, а также с целью совместимости с разными современными цифровыми гаджетами, оптимальным вариантом станет выбор FAT32;
- для любых съемных носителей идеальной будет применение системы
И последнее: информацию о том, какая файловая структура реализована на ваших дисках, можно узнать во вкладке «Общие» (правая клавиша мышки «Свойства»).
) through U+001F () / (slash) \ (backslash) : (colon) * (asterisk) ? (Question mark) " (quote) < (less than) > (greater than) and | (pipe)
Windows XP (including x64) SP2 and later (optional )
Windows Server 2003 SP2 (optional )
Windows Vista SP1 and later
Windows 7
Windows 8
Windows 10
Windows Server 2008
Windows Server 2008 R2
Linux (via FUSE or non-mainline kernel driver)
Mac OS X 10.6.5 and later
Some Android OS devices like the Sony Xperia Z (running the latest firmware)
exFAT (от англ. ex tended FAT - «расширенная FAT»), иногда называется FAT64 - проприетарная файловая система, предназначенная главным образом для флэш-накопителей. Впервые представлена фирмой Microsoft для встроенных устройств в Windows Embedded CE 6.0. Размер кластера по умолчанию для файловой системы exFAT составляет от 4 КБ до 128 КБ в зависимости от размера тома.
История
exFAT была впервые представлена в 2008 году и является наиболее современной из рассматриваемых в этой статье файловых систем, её поддержка была добавлена в Windows начиная с версии XP при помощи обновлений ОС. Файловая система exFAT была создана и оптимизирована для использования на внешних накопителях - флешках, SD-картах и внешних жестких дисках, и призвана заменить собой устаревшую систему FAT32. Она является самой легкой и простой файловой системой благодаря отсутствию различных специализированных особенностей, присущих NTFS , равно как и практически полному отсутствию ограничений на размер файла и раздела, которые имеет FAT32. Также exFAT обладает лучшей совместимостью с различными операционными системами, чем NTFS , и устройства с ней отлично читаются и перезаписываются как на Windows и Mac OS, так и на Linux (при условии установки некоторого программного обеспечения). Так как exFAT поддерживается операционной системой Mac OS по умолчанию, то вероятно она будет поддерживаться и большинством других современных девайсов, с которым работают устройства от Apple, например, цифровыми камерами. Современные версии игровых консолей, такие как Xbox One и Playstation 4, также поддерживают устройства с файловой системой exFAT, в отличие от их предыдущих версий (Xbox 360 и Playstation 3). Некоторые производители флэш-носителях, с USB-интерфейсом, к примеру, Compact Flash (CF) и твердотельных накопителей (SSD) с высокой емкостью носителя поставляются с завода-изготовителя интегрированной файловой системой exFAT. Например, производитель Sandisk с их моделями на 256 Гб.
Технические особенности
Предварительное резервирование файлов в кластере
Как и NTFS,exFAT можно предварительно выделяет место на диске для файла, просто отмечая произвольное пространство на диске как "выделено". Для каждого файла exFAT использует два отдельных 64-битовых поля в каталоге: действительная длина блока данных (VDL), которая указывает на реальный размер файла, и физическую длину данных.
Набор файлов каталога
exFAT и остальная часть семейства FAT файловых систем не использует индексы для имен файлов, в отличие от NTFS, которая использует B-деревья для поиска файлов. При обращении к файлу, каталог должен быть фрагментально просканирована, пока не будет найдено совпадение. Для имен файлов короче 16 символов, требуется запись о названии файла, но весь файл представлена тремя 32 байтными записями в каталоге. Это называется набор файлов каталога, и подкаталог размером в 256 Мб может вместить до 2,796,202 наборов файлов. (Если файлы имеют более длинные имена, это число будет уменьшаться). Для того, чтобы помочь улучшить последовательный поиск директорий (включая корень) хэш-значения файла выводится для каждого файл и хранится в записи каталога. При поиске файла, имя файла сначала преобразуется в верхний регистр с помощью Upcase таблицы (имена файлов чувствительны к регистру), а затем хэшируются с использованием фирменной запатентованного алгоритма в хэш-значение размером в 16-бит (2 байта). Каждая запись в каталоге ищется путем сравнения хэш-значение. Когда обнаруживается совпадение, имена файлов сравниваются, чтобы удостовериться, что правильный файл был найден. Это повышает производительность, поскольку только 2 байта, должны быть сравнены для каждого файла. Это позволяет значительно сократить циклы CPU, так как большинство именем файлов имеет размер более 2-х символов (байт), и каждое сравнение фактически выполняется только на 2 байта, в то время, пока нужный файл не находится.
Метаданные и контрольные суммы
exFAT разрешает использование метаданные посредством использования контрольных сумм. В настоящее время существует три контрольные суммы. Volume Boot Record (VBR) представляет собой область рамером в 12 сектором, который содержит загрузочные записи, блок параметров BIOS (BPB), параметры OEM и контрольная сумма сектора. (Есть два региона типа VBR, основной VBR и резервный VBR). Сектор контрольных сумм является контрольной суммой предыдущих 11 секторов, за исключением трех байтов в загрузочном секторе. Это обеспечивает целостность VBR путем определения, если VBR был изменен. Наиболее распространенной причиной может быть вирус в загрузочном секторе, но он также может повредить и VBR. Вторая контрольная сумма используется для UPCASE таблицы. Это статическая таблица и никогда не должны измениться. Любое повреждение в таблице приведет к ошибке обнаружения файла, поскольку эта таблица используется для преобразования имен файлов в верхний регистр при поиске. Третья контрольная сумма находится в наборах файлов каталога. Несколько записей каталога используются для определения одного файла, и это называется набор файлов. Этот файл имеет набор метаданных, включая имя файла, временные метки, атрибуты, адрес первого кластера расположения данных, длины файлов, а также имя файла. Контрольная сумма берется по всему множеству файлов и ошибка в выборе нужного файла может произойти, если набор файлов каталога был случайно или намеренно изменен. Когда файловая система смонтирована, и проводится проверка целостности, эти хэши проверяются. Вмонтирование также включает в себя сравнение версии exFAT файловой системы драйвером, чтобы убедиться, что драйвер совместим с файловой системой, который он пытается смонтировать, и убедиться в том, что все из требуемых записей каталогов на месте (например, запись каталога для Upcase таблицы и распределения Bitmap требуются для того чтобы файловая система работала). Если какой-либо из этих проверок не дает положительного результата, файловая система не устанавливается, хотя в некоторых случаях она может быть смонтирована только для чтения.
Файловая система обеспечивает расширяемость с помощью шаблонов на основе определений метаданных с использованием основных макетов и общие закономерности.
Преимущества
Основными преимуществами exFAT перед предыдущими версиями FAT являются:
- Уменьшение количества перезаписей одного и того же сектора, что важно для флеш-накопителей, у которых ячейки памяти необратимо изнашиваются после определённого количества операций записи (это сильно смягчается выравниванием износа (wear leveling), встроенным в современные USB-накопители и SD-карты). Это было основной причиной разработки exFAT.
- Теоретический лимит на размер файла 2 64 байт (16 эксабайт).
- Максимальный размер кластера увеличен до 2 25 байт (32 мегабайта).
- Улучшение распределения свободного места за счёт введения бит-карты свободного места, что может уменьшать фрагментацию диска.
- Введена поддержка списка прав доступа.
- Поддержка транзакций (опциональная возможность, должна поддерживаться устройством).
Ограничения
- Более старые версии Windows NT, вплоть до Windows Vista без Service Pack 1 не поддерживают exFAT. Однако существуют официальные обновления от Microsoft, которые позволяют запускать exFAT на Windows XP SP2 и более поздних версиях.
- Windows Vista не способна использовать exFAT-размеченные устройства под ReadyBoost. В Windows 7 это ограничение устранено.
- Более сложная структура, в сравнении с FAT, вызывает большее потребление вычислительных ресурсов.
- Количество файлов в подкаталогах ограничено числом 2,796,202 (2 23 /3). Для корневого каталога ограничения нет.
Особенности
Технические характеристики, особенности и требования файловой системы exFAT включают в себя следующие:
- Предельный размер файла 16 EIB - 1 байт (в противном случае ограничивается максимальным размером объема 128 ПИБ - 1 байт), повышен с 4 Гб - 1 байт в стандартном FAT32 . Таким образом, для типичного пользователя обеспечили полную совместимость между платформами Windows и OS X для файлов свыше 4 Гб.
- Масштабируемость до больших размеров диска: ок 128 PiB максимум, 512 TiB рекомендуется максимум, поднятый из 32-битного значения (2 TiB для размера сектора 512 байт) стандартных FAT32 разделов.
- Поддержка до 2,796,202 файлов в каталоге. Microsoft документы предел 65534 файлов в подкаталоге для их реализации с файловой системой FAT32, но и другие операционные системы не имеют специального ограничения на количество файлов в директории с файловой системой FAT32 , Реализации с файловой системой FAT32 в других операционных системах позволяют неограниченное количество файлов до количества доступных кластеров (то есть до 268,304,373 файлов на томах без длинных имен файлов).
- Максимальное количество файлов на томе 2 32 - 11 (по сравнению с примерно 2 28 - 11 в стандартной файловой системе FAT32)
- Свободное распределение пространства и удаление улучшена производительность за счет введения свободного пространства растрового изображения.
- Отметка зернистость 10 мс для создания и модифицированными раз (но не так хорошо, как 0,1 мс файловой системой NTFS).
- Отметка зернистость для времени последнего доступа к двойной секунд (FAT была только дата)
- Дополнительная поддержка UTC меток времени (начиная с Vista SP2).
- Дополнительная поддержка списков контроля доступа (в настоящее время не поддерживается в ОС Windows Desktop / Server версий).
- Дополнительная поддержка TexFAT , стандарт транзакционной файловой системы (необязательно WinCE активирована функция, функция не поддерживается в версиях / Server Windows Desktop).
- Граница выравнивания смещения для таблицы FAT
- Граница выравнивания смещения для области данных
- Проводка для OEM Определяемые параметры для настройки файловой системы для конкретных характеристик устройства.
- На диске хранения длины файла правильные данные (VDL) за счет использования двух различных длин полей, которые могут быть использованы для предварительно выделить файл.
- Кластер размером до 32 Мбайт.
- Целостности метаданных с контрольными суммами
- Шаблон на основе структуры метаданных
- Удаление физического "." и ".." элементы каталога, которые появляются в подкаталогах
- EXFAT не поддерживает короткие (формат 8.3) имена файлов
- Windows XP требует обновления KB955704 для установки и Windows Vista требуется установить его SP2.
- Windows Vista не может использовать EXFAT приводы для ReadyBoost . Windows 7 снимает это ограничение, позволяя ReadyBoost кэширует больше 4 Гб.
- Стандартная реализация EXFAT не Журнализированная и использует только одну таблицу размещения файлов и свободного пространства карты. FAT файловой системы используется вместо чередуя таблицы, как это допускается восстановление файловой системы, если носитель был извлечен во время записи (который часто встречается на практике со сменными носителями). Необязательный TexFAT компонент добавляет поддержку для дополнительных таблиц резервного копирования и карты, но может не поддерживаться.
Сравнение с FAT32
Сравнение с NTFS
ExFAT можно считать конкурентом NTFS на системах с ограниченной вычислительной мощности и памяти. Кроме того файловую систему NTFS на флэш-картах использовать очень неудобно и неэффективно (падает скорость работы и уменьшается срок службы флеш памяти), и именно ExFAT будет идеальной файловой системой для таких устройств.
Лицензирование
Лицензионный статус сначала был не определён. Однако Microsoft успешно запатентовала файловую систему FAT, и в феврале 2009 года подала в суд на компанию TomTom, обвиняя её в нарушении патента. Существует также сторонняя реализация exFAT для Windows XP / Windows Server 2003, однако она предназначена для непосредственной интеграции в дистрибутив продукта без возможности ручной установки драйвера. Данный порт выполнен на базе драйвера Windows Vista. В декабре 2009 года Microsoft начала лицензировать файловую систему exFAT для сторонних производителей.
Поддержка
Поддержка exFAT имеется в Windows XP с Service Pack 2 и 3 с обновлением KB955704, Windows Vista с Service Pack 1, Windows Server 2008, Windows 7, Windows 8, в Mac OS X начиная с версии 10.6.5, а также Linux (требуется компиляция исходного кода Samsung). Технология ReadyBoost в Windows Vista не совместима с устройствами с файловой системой exFAT. Однако в Windows 7 это ограничение снято.
Существует свободный драйвер exFAT в виде патча для ядра Linux, поддерживающий только чтение этой файловой системы. Также существует драйвер, работающий через FUSE, в т.ч. для ОС FreeBSD и OpenBSD (sysutils/fuse-exfat ). Данный драйвер поддерживает как чтение, так и запись. Кроме того, в августе 2013 года Samsung опубликовала драйвер для ядра Linux под лицензией GPL. Легальность использования всех этих реализаций стоит под вопросом.
Windows 7
Новая версия ОС Microsoft Windows 7 полностью поддерживает файловую систему exFAT и все ее функции как в 32- так и в 64-битной версии. Кроме того, внешние флешки, отформатированные в exFAT можно использовать для работы с технологией ReadyBoost (причем лимита на 4 Гб больше не будет).
Windows Vista
Windows Vista поддерживает exFAT только начиная с Service Pack 1. Кроме того некоторые фичи, такие как управление доступом также не поддерживаются. В отличии от Windows 7, устройства с exFAT в Vista не поддерживаются для ReadyBoost.
Windows XP
ExFAT в Windows XP не поддерживается, однако на сайте Microsoft можно скачать драйвер (ссылка ниже), однако он требует установленного Service Pack 2. Для более старых версий Windows официальная поддержка exFAT отсутствует.
Windows Server
ExFAT целиком поддерживается в Windows Server 2008, а при установке вышеуказанного драйвера и в Windows Server 2003.
Snow Leopard
Mac OS X поддерживает exFAT начиная с версии 10.6.4 (15 июня 2010), однако только на Mac-ах с кард-ридером SDXC. Mac mini и iMac совместимы с exFAT.
Linux
На системах семейства Linux поддержка exFAT отсутствует, хотя и есть несколько решений, но большинство из них платно или неудобно, кроме того еще и Microsoft со своей пропри тарной лицензией вставляет палки в колеса независимым разработчикам.
exFAT и FAT32
При тестировании на Windows 7 показала такую же производительность, как и FAT32, однако NTFS все таки немного быстрее. Заменит ли exFAT FAT32? Вероятно, это произойдёт только после массового переходу на Windows 7 или более новые версии Windows. Для потребителей же основное преимущество exFAT будет заключаться в преодолении файловых ограничений FAT32 (увеличение размера файла в exFat). Нужно не забывать так же, что файловая система exFAT требует более новой версии ОС (может потребоваться апгрейд железа), а также тот факт, что на старых устройствах (фотоаппараты, mp3-плееры) exFAT может просто не поддерживаться.
exFAT или NTFS
exFAT можно считать конкурентом NTFS на системах с ограниченной вычислительной мощности и памяти. Кроме того файловую систему NTFS на флэш-картах использовать очень неудобно и неэффективно (падает скорость работы и уменьшается срок службы флеш памяти), и именно ExFAT будет идеальной файловой системой для таких устройств.
Применение exFAT
Эта файловая система отлично подходит для использования на различных съемных носителях, размер файлов на которых может превышать 4 GB (внешние жесткие диски, флешки большого объема). Если все устройства, с которыми вы работаете, являются современными, вы вполне можете отказаться от FAT32 на съемных накопителях в пользу exFAT.
Подводя итог можно сделать следующие выводы: NTFS отлично подходит для системного жесткого диска с ОС Windows, exFAT лучше использовать на съемных носителях информации, а FAT32 стоит использовать лишь в том случае, если вы хотите добиться максимальной совместимости со всем разнообразием ваших устройств.
Шаблон:P2 contains Microsoft exFAT specification (revision 1.00)На сегодняшний день на внешних носителях, таких как флешки, карты памяти или же внешние жесткие диски, может использоваться разная файловая система:
- exFAT;
- FAT32;
- NTFS.
Какую именно выбрать среди этих систем, пользователи чаще всего не знают, поэтому изначально лучше рассмотреть преимущества и недостатки каждой из них.
FAT32
Данная файловая система была создана компанией Microsoft для того, чтобы заменить систему FAT16, которая на тот момент уже не являлась актуальной и не могла удовлетворять требования пользователей. На данный момент FAT32 является наиболее распространенной, несмотря на то, что файловая система exFAT является более современной и зачастую превосходит по характеристикам.
Стоит отметить, что на сегодняшний день преимущественное большинство флешек и различных карт памяти поставляется именно в этом стандарте. Помимо этого, в процессе форматирования носителя в бытовых устройствах, таких как, например, фотоаппарат, он начинает функционировать именно в этой системе. Именно в этом и заключается основное преимущество FAT32, благодаря которому его до сих пор и не обогнала по популярности файловая система exFAT - это совместимость. Вы можете использовать данный накопитель в любом бытовом плеере, принтере или других устройствах и при этом иметь уверенность в том, что у вас будет доступ к файлам и они будут нормально читаться. Но на этом преимущества заканчиваются и начинаются недостатки.
Основная причина, по которой стоит в некоторых ситуациях использовать FAT32 не только на флешках, но и на стационарных компьютерах - то, что можно будет на компьютере запускать практически любые операционные системы, такие как Windows 95 и прочие. Для создания такой конфигурации достаточно просто будет установить предыдущую версию ОС на раздел, который форматирован под эту файловую систему, после чего сделать его основным. Другие разделы, доступ к которым осуществляется из других версий ОС, также должны в обязательном порядке форматироваться под FAT32. Прочие операционные системы могут обращаться исключительно к сетевым разделам или томам в формате NTFS, в то время как разделы на локальном компьютере будут оставаться недоступными.
В чем минусы?
Самым важным недостатком, которым отличается FAT32, но не файловая система exFAT, является то, что здесь присутствует ограничение на размер файла, которое составляет 4 Гб. Именно по этой причине запись крупных файлов, таких как, например, резервная копия системного диска или же какое-нибудь продолжительное видео, в данном случае будет невозможна, так как система просто-напросто при попытке записи ответит ошибкой в виде «Недостаточно дискового пространства», даже если на самом деле места еще достаточно.
Помимо этого, не стоит забывать о том, что в самой операционной системе Windows присутствует ограничение на размер раздела, которое составляет 32 Гб. Конечно, можно попробовать его обойти, использовав дополнительные утилиты, но с нынешними накопителями делать это зачастую бессмысленно.
Если же у вас нет никакой необходимости в том, чтобы переносить или же записывать такие объемные файлы, а также если у вас используется носитель небольшого размера, то в таком случае вы можете не раздумывать долго и спокойно форматировать его в FAT32, так как поддержка файловой системы exFAT вам не потребуется.
NTFS
Более современная файловая система по сравнению с предыдущей, которая смогла полностью заменить ее в современных персональных компьютерах, а также ноутбуках. Если у вас по сегодняшний день файлы и файловая система FAT32, то в таком случае настоятельно рекомендуется как можно быстрее сменить ее именно на NTFS. Это значительно расширит возможности вашего компьютера.
Как это сделать?
В Windows exFAT или NTFS сделать основной файловой системой достаточно просто. В командной строке необходимо будет ввести «convert e: /fs:ntfs», где вместо е: устанавливается тот диск, который вы будете форматировать. Таким образом, вы сможете произвести замену файловой системы без какой-либо утраты данных, содержащихся на накопителе.
Как это работает на флешках?
Однако на флешках, а также других внешних устройствах NTFS может работать не так, как на компьютерах. При попытке копирования на такое устройство операционная система автоматически включает процедуру кэширования, когда любой файл изначально копируется в специальную память, и только потом уже перемещается на конечный носитель. В стационарных накопителях это позволяет добиться значительного выигрыша в скорости копирования данных, а также сгладить задержки.
В мобильных устройствах это выглядит примерно так: первоначально скорость обработки данных будет достаточно высокой и периодически будет даже достигать 100 Мб/с, но после того, как закончится память кэша, скорость начнет просто невероятно падать, достигая критически малых величин. При этом, перед тем как начинать копировать следующий файл, система должна будет изначально дописать существующий файл из кэша. В связи с этим достаточно часто возникают такие ситуации, когда копирование просто-напросто зависает на 99%, хотя индикатор жесткого диска по-прежнему горит, как активный.
Если сравнивать скорость копирования с кэшем и без него, на самом деле окажется, что она является практически одинаковой. То есть если файлы и файловая система NTFS является основной, то мы почти ничего не теряем, кроме предельной скорости копирования, а также предоставления нам информации о том, в течении какого времени будут копироваться данные. Хотя для многих людей такая «информация» может в конечном итоге обернуться только тратой драгоценных нервов.
Есть ли преимущества?
С другой стороны, выбирая между тем, какая лучше файловая система - exFAT или NTFS, следует отметить, что последняя отличается неплохой надежностью, которая позволяет без всяких повреждений данных выдержать не одну внезапную перезагрузку. Такая надежность обеспечивается благодаря использованию технологии журналирования. Таким образом, система более часто обращается к различным областям накопителя, и для флешек или же различных карт памяти такой подход является критичным. Другими словами, они просто начинают более быстро изнашиваться.
exFAT
Недавно компания Microsoft выпустила новую файловую систему - формат exFAT. Данная система предназначена изначально для флеш-накопителей, и по сути можно сказать, что она представляет собой традиционную FAT32, но без каких-либо ограничений. Размеры разделов и файлов в данном случае могут достигать предельно возможных величин, да и количество данных в одной папке является практически неограниченным. Именно по этой причине наиболее распространенная система, где используется exFAT - Android и другие, которые применяются в современных гаджетах.
Есть ли минусы?
Конечно, свои минусы имеет также и файловая система exFAT. Android практически в любых случаях поддерживает данную систему, но, с другой стороны, она не поддерживается многими бытовыми устройствами, и при этом не смогут увидеть эти устройства также носители, на которых используется операционная система Windows XP. Единственное решение данной ситуации - это скачивание патча KB955704, который был недавно выпущен компанией Microsoft и который позволяет использовать систему в Windows XP. Более современные операционки безо всякого труда воспринимают эту файловую систему и активно с ней сотрудничают без каких-либо дополнительных процедур.
Однако если вами достаточно часто используется флеш-накопитель на разных компьютерах, на которых установлена ОС ХР, то в таком случае вам лучше найти какую-нибудь дополнительную флешку, на которой будут присутствовать драйвера. Но данный вариант вряд ли для кого-нибудь будет приемлемым, ведь в этом случае теряется самая важная особенность таких устройств - это их компактность и легкость транспортировки.
Если же у вас компьютеры исключительно с Windows 7 или же флешка будет использоваться не на таком большом количестве ПК, то в таком случае файловая система exFAT станет для вас идеально подходящей.
В заключение можно выделить несколько общих советов о том, как выбрать наиболее актуальную файловую систему.
Если у вас используется флешка, на которой не такой большой объем, то в таком случае можно без колебаний форматировать ее в FAT32. Если же, наоборот, речь идет о флеш-накопителе, объем которого является достаточно большим, то в таком случае он может форматироваться в exFAT, так как «скачки скорости» на таких устройствах будут особенно видимыми. Внешние накопители в преимущественном большинстве случаев отличаются достаточно большим объемом и при этом имеют довольно высокую производительность (в особенности это касается тех устройств, которые используют интерфейс USB 3.0), в связи с чем лучше всего форматировать их исключительно в NTFS.
При форматировании внутреннего или внешнего диска, флешки или карты памяти, Windows предлагает выбрать между NTFS, FAT32 и exFAT, однако разницу между ними не объясняет. Объясним мы.FAT32 – старая файловая система, которая сейчас используется в основном для флеш-накопителей и прочих внешних дисков. Файловая система NTFS применяется для системного диска Windows и идеально подходит для остальных внутренних дисков. exFAT представляет собой современную альтернативу FAT32 (хотя уступает ей по популярности) и имеет гораздо более широкую поддержку, чем NTFS.
FAT32
FAT32 – самая старая из трех перечисленных файловых систем. Появилась она во времена Windows 95, сменив собой еще более старую файловую систему FAT16.
Почтенный возраст – одновременно и достоинство, и недостаток FAT32. С одной стороны, за долгие годы эта файловая система успела стать фактическим стандартом. Почти все флешки по умолчанию отформатированы под FAT32, чтобы обеспечить максимально широкую совместимость не только с современными компьютерами, но и с прочими системами – от игровых консолей до любых других устройств, снабженных USB-портами.
С другой стороны, возраст накладывает свои ограничения. Размер файла на диске, отформатированном под FAT32, не может превышать 4 Гбайт. А сам раздел FAT32 должен быть менее 8 Тбайт – ограничение уже менее заметное, но ощутимое при наличии современного диска большой емкости.
Эта файловая система годится для флешек и прочих внешних накопителей, но не для внутренних дисков. В ней нет разграничения прав и других функций безопасности, доступных в более современной файловой системе NTFS. Современные версии Windows не поддерживают установку на диски, отформатированные под FAT32, – для них годится только NTFS.
Совместимость: со всеми версиями Windows, Mac, Linux, игровыми консолями и почти любыми другими устройствами, снабженными USB-портами.
Ограничения: максимальный размер файла – 4 Гбайт, максимальный размер раздела – 8 Тбайт.
Идеальна для: внешних накопителей, так как обеспечивает максимальную совместимость с широким спектром устройств, при условии, что не требуется хранить файлы размером более 4 Гбайт.
NTFS
NTFS – современная файловая система, оптимизированная для Windows. При установке Windows системный диск автоматически форматируется под NTFS. Максимально допустимый размер файла и размер раздела в NTFS так велики, что столкнуться с ограничениями практически невозможно. В потребительских версиях Windows система NTFS начала применяться с выходом Windows XP.
Отсутствие серьезных ограничений – не единственное достоинство NTFS. Файловая система имеет множество современных функций. Среди них – управление правами доступа, журнал изменений для быстрого исправления ошибок в случае сбоя, теневые копии для резервного копирования, шифрование, выделение квот на диске, жесткие ссылки и масса других полезных возможностей. Многие из них, особенно разграничение прав доступа к файлам, жизненно необходимы для диска, на который установлена операционная система.
Системный раздел для Windows обязательно должен быть отформатирован под NTFS. Если компьютер снабжен вторым жестким диском, на который предполагается ставить программы, его тоже лучше отформатировать под NTFS.
Однако с другими операционными системами NTFS менее совместима. Она поддерживается во всех версиях Windows начиная с Windows XP, но может работать с другими ОС лишь в ограниченном режиме. Так, Mac OS X по умолчанию может читать диски с NTFS, но не может на них писать. Многие дистрибутивы Linux позволяют включить поддержку записи на NTFS, но в некоторых эта файловая система доступна только для чтения. Игровые приставки Sony PlayStation ее и вовсе не поддерживают. Даже Xbox 360, собственная консоль Microsoft, не умеет читать диски с NTFS, хотя Xbox One уже может. В прочих устройствах вероятность встретить поддержку NTFS еще меньше.
Совместимость: со всеми версиями Windows; только чтение на Mac со стандартными настройками; только чтение в некоторых дистрибутивах Linux со стандартными настройками; на прочих устройствах, за исключением Microsoft Xbox One, скорее всего, не поддерживается.
Ограничения: неощутимы.
Идеальна для: системного раздела Windows и других внутренних дисков, которые предполагается использовать только с Windows.
exFAT
Файловая система exFAT появилась в 2006 году, а после выхода обновлений стала поддерживаться в Windows XP и Windows Vista. Она оптимальна для флеш-накопителей, поскольку изначально была задумана как легкая файловая операционная система уровня FAT32, но без ограничений и без дополнительных функций, свойственных NTFS.
Как и в NTFS, в exFAT максимально допустимые размеры файла и раздела очень велики. Это позволяет хранить на флешке или карте памяти файлы размером больше 4 Гбайт каждый. exFAT значительно лучше FAT32 и является идеальным решением для внешних накопителей, на которых требуется легкая файловая система без ограничений, свойственных FAT32.
Кроме того, exFAT имеет более широкую совместимость с различными устройствами, чем NTFS. Например, Mac OS X может только читать NTFS, но поддерживает запись на exFAT. В Linux диски с exFAT тоже поддерживаются после установки специального ПО.
Но хотя exFAT совместима с Mac и со многими устройствами, не поддерживающими NTFS (например, с цифровыми камерами), ограничения все-таки есть. Например, Microsoft Xbox 360 ее не поддерживает (но в Xbox One поддержка есть). PlayStation 3 не поддерживает тоже, хотя PlayStation 4, по слухам, может работать с exFAT. А многие устройства прежних поколений поддерживают только FAT32.
Совместимость: со всеми версиями Windows и современными версиями Mac OS X; в Linux требуется установка специального ПО; поддерживается более широким спектром устройств, чем NTFS, но некоторые устройства прежних поколений могут работать только с FAT32.
Ограничения: неощутимы.
Идеальна для: флешек и прочих внешних накопителей, особенно если предполагается хранить файлы размером более 4 Гбайт каждый. Если все имеющиеся устройства поддерживают exFAT, следует использовать именно эту файловую систему вместо FAT32.
Файловые форматы FAT32 и exFAT - в числе самых распространенных в мире. В чем их схожесть и отличие?
Факты о FAT32
FAT32 - файловая система, разработанная крупнейшим мировым поставщиком софта - Microsoft. Является одной из базовых для ОС Windows. Рассматривается как дальнейшее развитие файловой системы FAT. Предполагает задействование 32-разрядной адресации файловых кластеров. Максимальный объем диска, который может поддерживать система FAT32, - 8 терабайт. Максимальный размер файла - 4 Гб.
Система FAT32 в достаточной мере универсальна. Сейчас ее поддерживает не только ОС Windows, но также и многие открытые платформы - например, Linux. Может использоваться в качестве файловой системы для жестких дисков, флешек, SD-карт.
Факты об exFAT
Файловая система exFAT, как и FAT32, - разработка компании Microsoft. Рассматривается как оптимально адаптированная для флеш-накопителей, в частности тех, которые являются носителем файлов в мобильных девайсах. Система exFAT поддерживает файлы огромного размера - до 16 эксабайт, или 16 млн терабайт.
Приспособленность системы exFAT для флеш-накопителей обусловлена, прежде всего, тем, что она управляет файлами при небольшой интенсивности операций перезаписи секторов, - соответственно, износ ячеек флеш-памяти снижается. Еще одна примечательная особенность системы exFAT - наличие улучшенных алгоритмов распределения свободного места на диске и снижения фрагментации носителя.
Сравнение
Итак, главное отличие FAT32 от exFAT в том, что первая система имеет существенно более низкую планку ограничения на поддерживаемый объем файла - 4 Гб. Не так сложно найти соответствующий объект, который бы превышал отмеченный показатель - таковым может быть, например, фильм в HD-качестве. В свою очередь, крайне сложно представить файл, который бы превышал ограничение, установленное для exFAT, - в 16 млн терабайт.
Определенная разница между рассматриваемыми системами может прослеживаться в аспекте их универсальности. На данный момент FAT32 полноценно поддерживается большим количеством платформ. Как мы отметили выше, пользователи Linux способны без проблем работать с файлами на дисках, которые отформатированы в FAT32. Однако задействование системы exFAT через Linux в общем случае возможно только при условии инсталляции дополнительных драйверов.
Касательно платформы Mac OS - лишь в версии 10.6.5 и более поздних данной ОС реализована совместимость с exFAT.
Поддержка exFAT старыми модификациями Windows также имеет ограничения. Новую файловую систему распознают ОС Windows, начиная с Vista с установленным Service Pack 1.
Еще один аспект различий FAT32 и exFAT - производительность систем на их основе. Дело в том, что файловая система exFAT в силу высокой технологичности и сложности алгоритмов работы с файлами предполагает задействование большего объема вычислительных ресурсов, чем FAT32. Поэтому если сравнивать два ПК с одинаковыми характеристиками по мощности аппаратных компонентов (при этом оснащенные дисками, отформатированными в разных файловых системах) - FAT32 и exFAT, быстрее будет работать тот, на котором используется первая технология.
Таблица
Итак, в чем разница между FAT32 и exFAT, мы теперь знаем. Отобразим основные критерии, предопределяющие различия между рассматриваемыми файловыми системами, в виде таблицы.
| FAT32 | exFAT |
| Что общего между файловыми системами | |
| Один разработчик - компания Microsoft. | |
| Одна целевая платформа - Windows | |
| В чем различия файловых систем | |
| Максимальный размер файла - 4 Гб | Максимальный размер файла - 16 млн Тб |
| Файловая система полностью поддерживается большинством версий Windows, сторонних платформ | Файловая система полноценно поддерживается в ОС Windows начиная с версии Vista Service Pack 1, в Mac OS - начиная с выпуска 10.6.5, в Linux - при условии инсталляции необходимых драйверов |
| Требует меньшей производительности аппаратных ресурсов ПК в силу простоты технологии | Требует более высокой производительности аппаратных ресурсов ПК в силу сложных алгоритмов работы с файлами |
