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APFS gegen HFS+: Welches Dateisystem für welchen Zweck?

Lange Zeit setzten Apples Rechnerbetriebssysteme auf „MacOS Extended“, auch bekannt unter dem Namen „Hierarchical File System Plus“ (HFS+). Das 1998 eingeführte Laufwerksformat bekam im Jahr 2017 mit dem Apple File System (APFS) einen Nachfolger. Bis heute werden beide Dateisysteme weitgehend unterstützt: Macs können weiterhin Festplatten und andere Speichermedien im Format HFS+ lesen, schreiben – und sogar neu formatieren. Doch in welchem Fall lohnt es sich, das ältere Format einzusetzen? Howard Oakley diskutiert im Artikel mit dem Titel „Why use APFS?“ das Für und Wider der beiden Dateisysteme.


Die Einführung des neuen Dateisystems erlaubt einige neue Dateitypen namens Sparse und Clone. Sie sparen Platz im regulären Gebrauch: Sparse-Dateien geben ungenutzten Speicherplatz frei, und Clones sorgen dafür, dass bei Dateikopien unveränderte Bereiche nur einmal auf dem Medium verweilen. Hinzu kommen weitere Eigenschaften, die erst mit APFS Einzug hielten: Schnappschüsse erleichtern das Wiederherstellen früherer System- und Dateizustände, zudem integrierte APFS die Möglichkeit der Verschlüsselung kompletter Volumes.

Volumes teilen sich Speicherplatz
Ein APFS-Container kann mehrere Volumes enthalten. Diese haben keine feste Größe; sie teilen sich den freien Platz. Ein klarer Vorteil gegenüber dem Vorläufer: Für die unter HFS+ eingerichteten Partitionen muss man vorab den nötigen Speicherplatz bestimmen; eine Veränderung der Größe bedeutet mindestens einen Ausflug in das Festplatten-Dienstprogramm.

Vorteile von HFS+
Einen möglichen Grund, Speichermedien weiterhin als HFS+ zu formatieren, sieht Oakley in zunehmender Fragmentierung auf Festplatten. Das neuere Dateisystem ist von Grund auf für Flash-Speicher konzipiert und nimmt keine Rücksicht auf mögliche Dateifragmentierung. Eine als APFS formatierte Festplatte werde bei häufigen Schreib-Operationen deshalb zunehmend langsamer; um die ursprüngliche Geschwindigkeit einer APFS-Festplatte wiederherzustellen, müsse man Daten anderswo zwischenlagern, das Laufwerk komplett löschen und die Daten neu aufspielen.

Wichtige Funktionen von Apple-Dateisystemen
Funktion HFS+ APFS
Sparse-Dateien - +
Clone-Dateien - +
Schnappschüsse - +
Verschlüsselung - +
Dir. Hard Links + (-)

Keine Wahl bei Startvolume und Time Machine
Auf einem einigermaßen aktuellen Mac haben Anwender keine andere Wahl, als APFS für das System zu verwenden: Die Auftrennung in System- und Datenvolume setzt das modernere Dateiformat voraus. Auch bei Time Machine sollte man generell APFS (Groß-/Keinschreibung) verwenden. Insgesamt rät Oakley im Zweifel zum neueren APFS; lediglich bei Festplatten, auf denen häufig geänderte Dokumente lagern, lohnt sich eventuell das ältere HFS+.

Austausch mit Linux/Windows
Oakley konzentriert sich in seinem Artikel auf die beiden Apple-exklusiven Formate. Wer hingegen Dateien mit anderen Betriebssystemen austauschen will, hat mit diesen beiden keinen Erfolg. Windows nutzt sein eigenes proprietäres Dateisystem namens NTFS; macOS liest davon zwar, lässt aber keine Dateien darauf schreiben. Umgekehrt kann Windows ohne Zusatz-Software weder APFS noch HFS+ lesen sowie schreiben. Für den Zweck des plattformübergreifenden Dateiaustauschs bietet das Festplattendienstprogramm das Format „ExFAT“ an. Anders als der Vorgänger FAT kommt dies mit großen Dateien zurecht und kann universell gelesen und beschrieben werden.

Zusätzlich zu den hauseigenen Dateisystemen bietet Apple zusätzlich noch zwei Formate aus der Windows-Welt an.

Kommentare

aMacUser
aMacUser09.01.25 17:17
ExFAT ist allerdings bei sehr vielen Dateien völlig ungeeignet. Zumindest am Mac. Hatte ich neulich erst, dass ich 400GB auf einen ExFAT-formatierte Festplatte schreiben wollte. Der ist beim Kopieren irgendwann so extrem langsam geworden, das selbst händisches Abschreiben der Bits schneller gewesen wäre. Zusätzlich habe ich das gleiche Problem auch schon von anderen gehört. Ob Windows besser mit ExFAT umgehen kann, weiß ich nicht.
+3
fronk
fronk09.01.25 17:37
Aber eine Time Machine-Festplatte, also keine SSD, unterliegt doch regelmäßiger Änderung, oder nicht? Bei mir hatte sich im Hinterkopf die Regel festgesetzt, wenn Harddrive, also mechanische Festplatte dann HFS+ und wenn SSD dann APFS. Was denn nun?
Nicht nur meckern und jammern, selber was zum Positiven verändern!
+5
Marcel Bresink09.01.25 17:55
Das neuere Dateisystem ist von Grund auf für Flash-Speicher konzipiert und nimmt keine Rücksicht auf mögliche Dateifragmentierung.

Diese Information ist veraltet. Apple hat inzwischen eine optionale, automatische Defragmentierung für mechanische Festplatten in APFS eingebaut.
fronk
wenn Harddrive, also mechanische Festplatte dann HFS+ und wenn SSD dann APFS. Was denn nun?

Falls man keine Tricks anwendet, gibt es überhaupt keine Wahl. Bei neu angelegten Sicherungsmedien wird in macOS 10 automatisch HFS+ für Time Machine verwendet, ab macOS 11 automatisch APFS.
+18
Retrax09.01.25 19:17
Wieso denn auf einmal "APFS (Groß / Kleinschreibung)" für Time Machine?

Das ist für mich das erste mal dass ich das hier lese.
0
Marcel Bresink09.01.25 20:30
"APFS (Groß / Kleinschreibung)" ist schon seit 4 Jahren der Standard für Time Machine. Seit macOS 11 sind die Sicherungsmedien technisch komplett anders aufgebaut, es sei denn, man führt eine alte Datensicherung fort.
+9
xcomma09.01.25 20:57
Ist ExFAT nicht ein Filesystem vornehmlich für USB Sticks und Konsorten? Also in Ordnung zum reinen Transfer von Daten und die Sticks sind lediglich in temporärer Benutzung. Aber ich glaube nicht, dass es geschickt ist eine "echte Platte" damit zu formatieren und dauerhaft operativ damit und darauf zu arbeiten. Oder sehe ich das falsch?
+6
Accelerator
Accelerator09.01.25 22:35
Marcel Bresink
"Seit macOS 11 sind die Sicherungsmedien technisch komplett anders aufgebaut, es sei denn, man führt eine alte Datensicherung fort.

Danke für die Erklärung.
Welche konkreten Nachteile (HDD) könnten sich denn ergeben wenn man ein Laufwerk für TM mit APFS (verschlüsselt) ohne "Groß / Kleinschreibung" formatiert auf aktuellem OS (macOS 14 / 15) einsetzt?
+1
xcomma10.01.25 01:06
Accelerator
Welche konkreten Nachteile [..] ohne "Groß / Kleinschreibung"
TM mit "Gross/Klein" dürfte flexibler sein. Sicherungen wären nachwievor konsistent wenn das Host System ohne oder mit "Gross/Klein" aufgesetzt wurde.

Wenn aber TM "ohne Gross/Klein" läuft, man dann aber den Host "mit Gross/Klein" einrichtet, dann dürfte es zu Problemen kommen, denn

test.txt und Test.txt wären 2 verschiedene Dateien auf dem Host,
aber für TM wäre es nur eine Datei. Im Worst Case also evtl. Datenverlust, weil Test.txt ein test.txt überschreiben würde - wenn überhaupt TM in so einem Setup läuft (ich habe so was noch nicht getestet).
+4
Metty
Metty10.01.25 08:49
Marcel Bresink
Diese Information ist veraltet. Apple hat inzwischen eine optionale, automatische Defragmentierung für mechanische Festplatten in APFS eingebaut.
Diese Info finde ich interessant, weil mir schon 2 Festplatten dank APFS kaput gegangen sind. Wo kann ich das mit der Defragmentierung bei APFS nachlesen? Gibt es dazu einen Link von Apple?
+5
Nebula
Nebula10.01.25 17:53
Die einzige offizielle Dokumentation, die ich kenn ist die mitgelieferte. Gib mal folgendes im Terminal ein. Ist natürlich wie gewohnt spärlich. Auch die Manpage zu Diskutil verrät nicht mehr:

diskutil apfs defragment
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
+1
bmonno210.01.25 22:20
Bei mir war beim APFS-Container disk5 die Defragmentierung ausgeschaltet. Ich habe sie jetzt eingeschaltet, ob es was hilft? Eher nicht.
Status feststellen:
diskutil apfs defragment disk5 status
Defragmentierung einschalten
diskutil apfs defragment disk5 enable
Defragmentierung ausschalten
diskutil apfs defragment disk5 disable
+2
Fischmuetze11.01.25 20:31
xcomma
Accelerator
Welche konkreten Nachteile [..] ohne "Groß / Kleinschreibung"
TM mit "Gross/Klein" dürfte flexibler sein. Sicherungen wären nachwievor konsistent wenn das Host System ohne oder mit "Gross/Klein" aufgesetzt wurde.

Wenn aber TM "ohne Gross/Klein" läuft, man dann aber den Host "mit Gross/Klein" einrichtet, dann dürfte es zu Problemen kommen, denn

test.txt und Test.txt wären 2 verschiedene Dateien auf dem Host,
aber für TM wäre es nur eine Datei. Im Worst Case also evtl. Datenverlust, weil Test.txt ein test.txt überschreiben würde - wenn überhaupt TM in so einem Setup läuft (ich habe so was noch nicht getestet).

Das halte ich für eine falsche Aussage, da TM zu sichernde Dateien überhaupt nicht als Dateien, sondern wie die meisten Backup-Systeme, als Blöcke speichert. Warum sollte es also dort Konflikte geben? Konflikte kann es also frühestens beim Restore geben, wenn für die ordnungsgemäße Wiederherstellung ein Medium erforderlich ist, dass groß/klein-Unterstützung zur Verfügung stellt.
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Nebula
Nebula12.01.25 01:45
Seit wann macht TM-Blockkopien? Damit wäre es doch nicht möglich, Ordner auszuschließen?
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
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aMacUser
aMacUser13.01.25 08:57
Nebula
Seit wann macht TM-Blockkopien? Damit wäre es doch nicht möglich, Ordner auszuschließen?
Wenn ich das richtig verstanden habe, arbeiten Blockkopien immer noch auf Dateiebene, nur halt nicht mit ganzen Dateien, sondern mit Teilen von Dateien. Dadurch ist dann auch das Ausschließen von Ordnern kein Problem.
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Nebula
Nebula13.01.25 22:28
Hast du denn eine Quelle für die Vermutung? Das Festplattendienstprogramm macht beim Wiederherstellen eine Blockkopie und dd macht da, aber sonst kenne ich da nichts für den Mac.
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
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aMacUser
aMacUser13.01.25 23:42
Nebula
Hast du denn eine Quelle für die Vermutung? Das Festplattendienstprogramm macht beim Wiederherstellen eine Blockkopie und dd macht da, aber sonst kenne ich da nichts für den Mac.
Meine Aussage war sehr oberflächlich ausgedrückt. Klar spricht man auf Block-Ebene nicht mehr von Dateien, aber am Ende beinhaltet ein Block einen Teil von einer Datei. Und wenn man nur bestimmte Dateien kopieren will, könnte man ja gucken, welche Blöcke dahinter stecken. So meine Theorie.
Aber ich habe keine Ahnung, wie Time Machine im Hintergrund tatsächlich die Daten kopiert. Spätestens, wenn das Zielvolume auf einem Netzlaufwerk liegt, wird das mit den Blockkopien vermutlich eh schwierig werden. Und Time Machine arbeitet ja auch sehr viel mit Hardlinks, wodurch die selbe, unveränderte Datei in mehreren Backups nur einmal Speicherplatz verbraucht. Ob TM das nur auf Dateiebene macht, oder sogar auf Blockebene, weiß ich nicht. Zumindest APFS unterstützt sowas in der Art ja auch auf Blockebene, aber keine Ahnung, ob TM davon gebrauch macht.
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Nebula
Nebula14.01.25 01:32
Bei APFS sind keine Hardlinks nötig, weil es dort Snapshots gibt. Zudem gibt es dort keine Hardlinks für Ordner.
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
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aMacUser
aMacUser14.01.25 09:57
Nebula
Bei APFS sind keine Hardlinks nötig, weil es dort Snapshots gibt. Zudem gibt es dort keine Hardlinks für Ordner.
Benutzt Time Machine den APFS-Snapshots für die Backups auf der Backup-Festplatte? Das wäre doch eher sonderbar, oder nicht?
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Nebula
Nebula14.01.25 13:24
Ja, vor dem Backup wird ein Snapshot erstellt, um einen fest definierten Zustand zu haben. So können sich während des Backups gefahrlos Dateien ändern. Auf dem Backupvolume werden ebenfalls Snapshots genutzt, wie man im Finder erkennen kann. Anders geht es auch nicht, weil es keine Ordner-Hardlinks mehr gibt.
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
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aMacUser
aMacUser14.01.25 14:18
Nebula
Ja, vor dem Backup wird ein Snapshot erstellt, um einen fest definierten Zustand zu haben. So können sich während des Backups gefahrlos Dateien ändern. Auf dem Backupvolume werden ebenfalls Snapshots genutzt, wie man im Finder erkennen kann. Anders geht es auch nicht, weil es keine Ordner-Hardlinks mehr gibt.
Ob auf meinem Mac ein Snapshot erstellt wird, ist doch für die Organisation des Backup-Volumes unerheblich, und nur darum geht es doch.
Im Finder sehe ich auch nur eine nette grafische Darstellung der Backups. Das hat nichts mit Snapshots zu tun. Das geht auch mit der "klassischen" Variante der Hardlinks.
Und Ordner-Hardlinks sind doch auch völlig unnötig. Datei-Hardlinks sind das einzige, was man braucht.
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Nebula
Nebula14.01.25 16:26
Es ist schon ein Unterschied, ob meine Sicherung, die auf 11 Uhr datiert ist tatsächlich nur Dateien enthält, die um 11 Uhr auch vorhanden waren. Vor APFS konnten auch Dateien auftauchen, die sich noch um 11:15 geändert haben, weil das Backup noch nicht so weit war. Die APFS-Snapshots auf der Rechner-Seiten kommen aber meines Wissens auch für HFS+-Backups zum Tragen, sodass auch hier mittlerweile eindeutige Backups vorliegen.

Mit dem Finder meinte ich nicht die grafische Time-Machine-Ansicht (die gehört nicht zum Finder). Die unterscheidet in der Tat nicht zwischen Snapshots und Hardlinks. Ich meinte die Darstellung des Backup-Volumes in einem herkömmlichen Finder-Fenster. Da siehst du dann die Sicherungszeitpunkte und wenn du einen davon öffnest, wird dieser als Volume gemountet, was ein Indiz für Snapshots ist. Anders kann man da darauf nicht mit dem Finder zugreifen. Auch das Festplattendienstprogramm zeigt unmissverständlich die Snapshots an.

Ordner-Hardlinks sind essenziel für das alte Backup-Verfahren. Apple hat sie extra für Time Machine eingeführt. Das wird genutzt um einen umveränderten Ordner leichter abbilden zu können. Hat dieser nämlich Millionen Dateien, müssten sonst für jedes Backup Millionen Datei-Hardlinks angelegt werden. Das kostet Zeit und belegt auch ein wenig mehr Speicherplatz.

Hier kannst und in den verlinkten Folgeartikeln kannst du dich in die Thematik einlesen:

Die Hardlink-Methode ist etwas anfälliger und vor allem komplexer als das Snapshot-Verfahren. Snapshots sind zudem unveränderlich und nicht von einer Malware manipulierbar.
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
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