در چند دهه گذشته، ویندوز از سیستم فایل NTFS به‌عنوان گزینه پیش‌فرض برای درایوهای ثابت در رایانه‌های شخصی استفاده کرده است و این روند تا به امروز ادامه داشته است. اما در سال‌های اخیر، مایکروسافت روی سیستم فایل جدیدی به نام ReFS کار کرده است که مخفف Resilient File System (سیستم فایل مقاوم) است.
ReFS در مقیاس کلی چیز کاملاً جدیدی نیست، اما تاکنون به‌طور گسترده‌ای در ویندوز مورد استفاده قرار نگرفته است. با این حال، کشف اخیر گزینه‌ای برای فرمت کردن درایو با استفاده از سیستم فایل ReFS در هنگام نصب ویندوز 11 نشان می‌دهد که احتمالاً ReFS در آینده می‌تواند به سیستم فایل پیش‌فرض ویندوز تبدیل شود.
اما اگر واقعاً این اتفاق بیفتد، چه معنایی خواهد داشت؟ بیایید نگاهی دقیق‌تر به ReFS بیندازیم تا ببینیم این موضوع برای آینده ویندوز چه پیامدهایی دارد.
✔️ReFS چیست؟
همانطور که از نام آن پیداست، ReFS یک سیستم فایل است که برای ارتقای تاب‌آوری سیستم و داده‌ها طراحی شده است، طبق گفته مایکروسافت. این سیستم فایل دارای ویژگی‌های متعددی است که امکان شناسایی و اصلاح خطاها را فراهم می‌آورد تا از فساد داده‌ها جلوگیری کرده یا آن‌ها را قبل از تأثیرگذاری بر قابلیت استفاده از سیستم اصلاح کند.
ReFS شامل یک اسکنر یکپارچگی داده است که می‌تواند به‌صورت پیشگیرانه بررسی کند که داده‌های موجود در یک حجم صحیح و بدون فساد هستند. این سیستم فایل به‌طور خاص برای استفاده با Storage Spaces در ویندوز بهینه‌سازی شده است، بنابراین اگر فساد داده‌ای در یک حجم شناسایی شود، می‌تواند از حجم دیگر برای تعمیر فساد استفاده کند و در عین حال به حجم‌ها اجازه دهد که به‌درستی به کار خود ادامه دهند تا داده‌ها قابل دسترسی باقی بمانند. همه این کارها به‌صورت خودکار انجام می‌شود، بنابراین نیازی نیست که خودتان برای اصلاح فساد داده‌ها اقدام کنید.
ReFS تاکنون بیش از یک دهه وجود داشته است، اما تمرکز آن فقط بر روی ویندوز سرور بوده است، جایی که تاب‌آوری داده‌ها و حداقل زمان خرابی اهمیت ویژه‌ای دارد. این سیستم فایل با ویندوز سرور ۲۰۱۲ معرفی شد و از آن زمان به‌طور مکرر به‌روزرسانی شده و ویژگی‌ها و بهبودهای جدیدی اضافه شده است، مانند پشتیبانی از دِداپلیکیشن (حذف تکرار داده‌ها)، که در ابتدا وجود نداشت.
حتی امروز، ReFS هنوز به‌عنوان یک جایگزین کامل برای NTFS شناخته نمی‌شود. ReFS برای موارد استفاده خاص در سرورها و استقرارهای مقیاس بزرگ طراحی شده است و برای استفاده خانگی به آن شکل مناسب نیست.
✔️تاریخچه و توسعه ReFS
مایکروسافت ReFS را در سپتامبر 2012 معرفی کرد، زمانی که ویندوز سرور 2012 را به عنوان یک سیستم فایل اختیاری برای مدیریت نیازهای ذخیره‌سازی گسترده‌تر و حجم کاری بیشتر منتشر کرد. مایکروسافت ReFS را از اکتبر 2013 به نسخه‌های دسکتاپ ویندوز، از جمله ویندوز 8.1 اضافه کرد.
ReFS یک جایگزین مستقیم برای NTFS نیست و برخی از ویژگی‌های NTFS مانند جدول فایل اصلی (MFT)، پشتیبانی از فایل صفحه و شناسه‌های شیء را پشتیبانی نمی‌کند. برخی از برنامه‌ها ممکن است به ویژگی‌هایی که فقط در NTFS موجود است، وابسته باشند. نسخه‌های اولیه ReFS همچنین بسیاری از ویژگی‌ها را از NTFS نداشتند، مانند استریم‌های جایگزین، استریم‌های نام‌دار و فایل‌های نازک، که مایکروسافت آن‌ها را در به‌روزرسانی‌های بعدی به ReFS اضافه کرد.
مایکروسافت امکان ایجاد حجم‌های ReFS را در ویندوز 10 در به‌روزرسانی پاییز 2017 حذف کرد، به جز در ویندوز 10 Pro برای ایستگاه‌های کاری. اما سیستم‌عامل هنوز هم می‌تواند حجم‌های ReFS را بخواند. همچنین لازم به ذکر است که پشتیبانی از ReFS در نسخه‌های غیرتوسعه‌ای ویندوز 11 هنوز در دسترس نیست.
✔️مزایای ReFS چیست؟
علاوه بر تاب‌آوری بهبود یافته داده‌ها از طریق شناسایی و اصلاح خطاها، ReFS چند ویژگی جدید دارد که می‌تواند در موقعیت‌های خاص مفید باشد. یکی از آسان‌ترین مزایای قابل درک، اندازه بزرگ‌تر فایل‌ها و حجم‌ها است — طبق گفته مایکروسافت، ReFS می‌تواند از فایل‌ها و حجم‌هایی تا اندازه ۳۵ پتابایت (PB)، یا ۳۵,۰۰۰ ترابایت (TB) پشتیبانی کند. این در مقایسه با محدودیت ۲۵۶ ترابایت در NTFS است. البته، هیچ کامپیوتر خانگی‌ای با محدودیت ۲۵۶ ترابایت مواجه نمی‌شود، بنابراین این مزیت به‌طور مستقیم برای استفاده شخصی شما مفید نخواهد بود.
ReFS همچنین از ویژگی‌های جدیدی مانند Block clone، Sparse VDL و Mirror-accelerated parity پشتیبانی می‌کند که می‌توانند عملکرد عملیات فایل را در برخی موقعیت‌ها، مانند ایجاد و ادغام فایل‌های VHDX، به‌طور قابل توجهی بهبود بخشند. این ویژگی همچنین باید عملکرد را در هنگام استفاده از Storage Spaces Direct در چندین حجم بهبود دهد — که باز هم فقط در ویندوز سرور و Azure Stack HCI موجود است. همچنین از اسنپ‌شات‌های سطح فایل پشتیبانی می‌کند.
در غیر این صورت، ReFS بیشتر ویژگی‌هایی را که NTFS پشتیبانی می‌کند، مانند رمزگذاری BitLocker، دِداپلیکیشن داده‌ها و پشتیبانی از Cluster Shared Volume، پشتیبانی می‌کند. با این حال، چند ویژگی کلیدی هنوز پشتیبانی نمی‌شوند.
✔️محدودیت‌های ReFS
در حالی که ReFS برخی مزایای واضح نسبت به NTFS دارد، همچنین واضح است که هدف آن هنوز جایگزین کردن NTFS نیست و مدتی طول می‌کشد تا این اتفاق بیفتد. بسیاری از ویژگی‌های موجود در NTFS در ReFS پشتیبانی نمی‌شوند که آن را برای استفاده در کامپیوترهای خانگی غیرقابل استفاده می‌کند. این ویژگی‌ها شامل موارد زیر هستند:
فشرده‌سازی سیستم فایل
رمزگذاری سیستم فایل (توجه داشته باشید که این به این معنا نیست که داده‌های روی درایو نمی‌توانند رمزگذاری شوند)
پشتیبانی از رسانه‌های قابل جابجایی
تراکنش‌ها
شناسه‌های شیء
ویژگی‌های گسترش‌یافته
نام‌های کوتاه
سهمیه‌های دیسک
برخی از این‌ها ویژگی‌های مهمی هستند که غیبت آن‌ها قابل توجه است، بنابراین ReFS هنوز آماده نیست تا به‌طور کامل جایگزین NTFS شود. با توجه به اینکه این سیستم فایل برای موارد استفاده خاص با مجموعه‌های داده‌ای بسیار بزرگ طراحی شده است، این موضوع چندان تعجب‌آور نیست. ReFS عمدتاً برای سرورهای بزرگ طراحی شده است، نه کامپیوترهای خانگی شما.
با وجود اینکه مستندات رسمی مایکروسافت اعلام کرده‌اند که ReFS از رسانه‌های قابل بوت پشتیبانی نمی‌کند، این موضوع دیگر صادق نیست، زیرا برخی از خوانندگان ما به این نکته اشاره کرده‌اند.
✔️ReFS چگونه کار می‌کند؟
مایکروسافت از برخی از کدهای NTFS برای تولید ReFS استفاده کرده و پشتیبانی از Win32 APIها را اضافه کرده تا سازگاری با APIهای موجود فراهم شود. این امر پشتیبانی ReFS از ویژگی‌هایی مانند لیست‌های کنترل دسترسی و شناسه‌های فایل را فراهم می‌کند.
NTFS دلایل مختلفی برای فساد متاداده‌های فایل‌ها دارد، مانند خاموش شدن ناگهانی سیستم در حین از دست دادن برق یا زمانی که سیستم تنها بخشی از یک بلوک را می‌نویسد. ReFS از روش "نوشتن تخصیص یافته" استفاده می‌کند که فایل‌ها را در یک دستور واحد می‌نویسد و می‌خواند تا از آسیب دیدن داده‌ها جلوگیری کند. تخصیص در نوشتن اجازه می‌دهد که از کلون‌های نازک منبع داده‌ها برای کاهش احتمال فساد استفاده شود.
ReFS از ساختار درخت B+ برای مدیریت داده‌ها از طریق ایندکس متاداده‌ها استفاده می‌کند. درخت از ریشه، گره‌های داخلی و برگ‌ها تشکیل شده است. درخت B+ داده‌ها را در یک الگوی شاخه‌ای ذخیره می‌کند، جایی که هر گره در درخت یک لیست مرتب از کلیدها و اشاره‌گرها به گره‌ها یا برگ‌های پایین‌تر دارد. سوابق در سطح برگ ذخیره می‌شوند که به افزایش شاخه‌ها کمک می‌کند. این فرآیند ورودی/خروجی دیسک (I/O) را کاهش داده و عملکرد بهتری ارائه می‌دهد.
✔️NTFS vs ReFS: تفاوت‌های ویژگی‌های کلیدی
مقاومت در برابر فساد داده‌ها: ReFS توانایی تعمیر خودکار فساد داده‌ها بدون نیاز به راه‌اندازی مجدد سیستم دارد. این سیستم از integrity streams برای شناسایی و اصلاح خطاها استفاده می‌کند و با Storage Spaces یکپارچه است تا خطاها را به طور خودکار اصلاح کند.
عملکرد بهتر: ReFS در بارهای کاری مجازی بهبود عملکرد قابل توجهی دارد، به ویژه با ویژگی‌های Block cloning و Sparse VDL که سرعت کپی‌سازی و ایجاد دیسک‌های مجازی را افزایش می‌دهد.
مقیاس‌پذیری: ReFS می‌تواند حجم داده‌ها و اندازه فایل‌ها را تا 35 PB پشتیبانی کند، در حالی که NTFS تنها تا 256 TB پشتیبانی می‌کند. همچنین، ReFS از فشرده‌سازی حجم پشتیبانی می‌کند.
مزایا و معایب:
NTFS: سیستم فایل پایدار و سازگار با سیستم‌های مختلف، اما فاقد توانایی تعمیر خودکار و برخی ویژگی‌های پیشرفته.
ReFS: سیستم فایل جدید با ویژگی‌های مقاوم در برابر فساد داده، اما هنوز در ویندوز دسکتاپ به طور کامل پشتیبانی نمی‌شود و فاقد پشتیبانی از برخی ویژگی‌ها مانند فشرده‌سازی سیستم فایل.
ReFS عملکرد بهتری در محیط‌های خاص مانند سرورها دارد، اما برای کاربران خانگی با محدودیت‌هایی مواجه است.
✔️آیا ReFS روزی جایگزین NTFS در کامپیوترهای ویندوز خواهد شد؟
احتمالاً، اما نه به زودی
دلایل معتبری برای جایگزینی ReFS با NTFS، حتی در کامپیوترهای خانگی وجود دارد. مشکل این است که شرایط مورد نیاز برای عملکرد بهینه آن فراهم نیست. ReFS می‌تواند فساد داده‌ها را زمانی که از فضای ذخیره‌سازی با درایوهای متعدد استفاده می‌شود، تعمیر کند، اما بیشتر کامپیوترهای خانگی از این ویژگی استفاده نمی‌کنند، بنابراین قابلیت‌های تصحیح خطا برای بیشتر کاربران محدود است. با این حال، این می‌تواند بهبود بزرگی نسبت به بررسی دستی فساد داده‌ها با ابزاری مانند chkdsk باشد. داستان مشابهی با بهبودهای عملکردی وجود دارد که بیشتر برای Storage Spaces و درایوهای سخت مجازی طراحی شده‌اند. علاوه بر این، افزایش حجم و اندازه فایل احتمالاً در چند سال آینده برای کاربران خانگی اهمیت زیادی نخواهد داشت.
این همه به این معنی است که احتمالاً برای مایکروسافت انگیزه زیادی برای تلاش در جهت جایگزینی ReFS با NTFS در ویندوز 11 در حال حاضر وجود ندارد. ویژگی‌های گمشده مانند رمزگذاری سیستم فایل به این معناست که هنوز کار زیادی باید انجام شود تا ReFS بتواند به طور کامل جایگزین NTFS شود، و به دلیل اینکه برای بیشتر کاربران مزایای زیادی ندارد، نیازی به شتاب در این زمینه نیست. هنوز احتمال زیادی وجود دارد که این اتفاق بیفتد، اما مدتی طول می‌کشد تا ReFS به طور پیش‌فرض برای بیشتر کاربران ویندوز تبدیل شود.
✔️ReFS آینده‌ای دور است
اگرچه ReFS می‌تواند در برخی موقعیت‌ها راه‌حل بهتری نسبت به NTFS باشد و احتمالاً در آینده آن را جایگزین خواهد کرد، اما تصور اینکه این تغییر به زودی تأثیر زیادی خواهد داشت دشوار است. ReFS برای سرورهای بزرگ و پیاده‌سازی‌های مقیاس‌پذیر طراحی شده است و مدتی طول می‌کشد تا برای کامپیوتر خانگی شما معنادار شود. با این حال، مزایای آن وجود دارد و شاید فناوری به گونه‌ای پیشرفت کند که ReFS منطقی‌تر از امروز شود.
✔️سیستم فایل Ext4 چیست؟
سیستم فایل Ext4 یک سیستم فایل روزنامه‌نگاری برای لینوکس است که به‌عنوان جانشین Ext3 توسعه یافته است. این سیستم فایل اساساً سیستم فایل پیش‌فرض برای بسیاری از توزیع‌های محبوب لینوکس است. مهم‌ترین مزیت Ext4 نسبت به Ext3، عملکرد آن است. Ext4 بهبودهایی مانند زمان‌های دسترسی سریع‌تر به فایل‌ها، پشتیبانی از حجم‌ها و فایل‌های بزرگ‌تر، و افزایش قابلیت اطمینان و پایداری ارائه می‌دهد.
✔️آیا NTFS بهتر از Ext4 است؟
سیستم فایل جدید ReFS (Resilient File System) مایکروسافت به منظور ارتقاء قابلیت‌های ذخیره‌سازی و مقابله با فساد داده‌ها طراحی شده است. هدف اصلی این سیستم فایل، افزایش مقاومت در برابر خرابی داده‌ها و بهبود قابلیت دسترسی به داده‌ها حتی در مواقع خرابی است. برخلاف سیستم فایل قدیمی NTFS که برای سال‌ها به عنوان استاندارد در ویندوز استفاده می‌شد، ReFS با قابلیت‌هایی همچون تشخیص و تعمیر خودکار خرابی‌ها و ادغام با Storage Spaces برای تعمیر داده‌ها به صورت خودکار و بدون نیاز به ریستارت سیستم، به صورت چشمگیری می‌تواند عملکرد بهتری در برابر خرابی‌های داده‌ای داشته باشد.
ویژگی‌های دیگر ReFS شامل پشتیبانی از فایل‌های بزرگ و حجیم، عملکرد بهتر در بارهای کاری مجازی و افزایش مقیاس‌پذیری است. با این حال، هنوز ReFS در مقایسه با NTFS به صورت کامل به عنوان یک سیستم فایل جایگزین پذیرفته نشده است، چرا که برخی ویژگی‌های NTFS را ندارد و همچنان برای کاربردهای خاص در سرورها و حجم‌های داده بالا طراحی شده است.
در نهایت، اگرچه ReFS ویژگی‌های جذاب و پیشرفته‌ای دارد، اما برای کاربری خانگی و عمومی، جایگزینی برای NTFS در حال حاضر ضروری به نظر نمی‌رسد.
