Exfat windows 10 что это

Обновлено: 05.07.2024

exFAT ( Extensible File Allocation Table ) - это файловая система, представленная Microsoft в 2006 году и оптимизированная для флэш-памяти, такой как USB-накопители и SD-карты . exFAT был проприетарным до 28 августа 2019 года, когда Microsoft опубликовала свою спецификацию. Microsoft владеет патентами на несколько элементов своей конструкции.

exFAT может использоваться там, где NTFS не является приемлемым решением (из-за накладных расходов на структуру данных), но требуется больший предел размера файла, чем стандартная файловая система FAT32 (например, 4 ГБ ).

exFAT был принят SD Association в качестве файловой системы по умолчанию для карт SDXC размером более 32 ГБ .

СОДЕРЖАНИЕ

История

exFAT был представлен в конце 2006 года как часть встроенной операционной системы Windows CE 6.0 . Большинство поставщиков, подписывающих лицензии, являются производителями встроенных систем или производителей устройств, которые производят носители, отформатированные с помощью exFAT. Все семейство таблиц размещения файлов (FAT), включая exFAT, используется для встроенных систем, поскольку они легкие и лучше подходят для решений с низким объемом памяти и низким энергопотреблением и могут быть легко реализованы во встроенном ПО .

Функции

Поскольку ссылки на размер файла хранятся в восьми байтах вместо четырех, предел размера файла увеличился до 16 эксабайт (ЭБ) ( 2 64 -1 байт , или около 10 19 байт , что в противном случае ограничено максимальным размером тома 128 ПБ). , или 2 57 -1 байт ), увеличенный с 4 ГБ ( 2 32 -1 байт ) в стандартной файловой системе FAT32. Таким образом, для обычного пользователя это обеспечивает бесшовное взаимодействие между платформами Windows и macOS для файлов размером более 4 ГБ.

Другие спецификации, функции и требования файловой системы exFAT включают:

  • Масштабируемость до больших размеров дисков: прибл. Максимум 128 ПБ ( 2 57 -1 байт ), рекомендуемый максимум 512 ТБ ( 2 49 -1 байт ), увеличенный с 32-битного предела (2 ТБ для размера сектора 512 байт) стандартных разделов FAT32.
  • Поддержка до 2796202 файлов в каталоге . Microsoft документирует ограничение в 65 534 (2 16 -2) файлов на подкаталог для своей реализации FAT32, но другие операционные системы не имеют специального ограничения на количество файлов в каталоге FAT32. Реализации FAT32 в других операционных системах допускают неограниченное количество файлов вплоть до числа доступных кластеров (то есть до 268 304 373 файлов на томах без длинных имен файлов ).
  • Максимальное количество файлов на томе C - 4 294 967 285 ( 2 32 - 11 , по сравнению с примерно 2 28 - 11 в стандартной FAT32).
  • Повышение производительности выделения свободного пространства и удаления за счет введения растрового изображения свободного пространства .
  • Детализация временной метки составляет 10 мс для времени создания и изменения (по сравнению с 2 с для FAT, но не так хорошо, как 100 нс в NTFS).
  • Детализация метки времени для времени последнего доступа до двух секунд (в FAT была только дата).
  • Отметки времени идут с маркером часового пояса со смещением относительно всемирного координированного времени (начиная с Vista SP2 ).
  • Дополнительная поддержка списков управления доступом (в настоящее время не поддерживается в версиях Windows Desktop / Server).
  • Дополнительная поддержка TexFAT , стандарта транзакционной файловой системы (опция, активируемая WinCE , не поддерживается в версиях Windows Desktop / Server).
  • Смещение выравнивания границ для таблицы FAT.
  • Смещение выравнивания границы для области данных.
  • Предоставление параметров, определяемых OEM, для настройки файловой системы в соответствии с конкретными характеристиками устройства.
  • Действительная длина данных (VDL): за счет использования двух полей различной длины, одного для «выделенного пространства», а другого для «действительных данных», exFAT может предварительно выделить файл без утечки данных, которые ранее были на диске.
  • Размер кластера до 32 МБ.
  • Целостность метаданных с контрольными суммами.
  • Структуры метаданных на основе шаблонов.
  • Удаление физических записей . и .. записей каталога, которые появляются в подкаталогах.
  • exFAT больше не хранит короткие ссылки на файлы 8.3 в структуре каталогов и изначально использует расширенные имена файлов, тогда как устаревшие версии FAT реализуют расширенные имена файлов через расширение VFAT .

Windows XP требует установки обновления KB955704, а Windows Vista требует установки SP1 или SP2. Windows Vista не может использовать диски exFAT для ReadyBoost . Windows 7 снимает это ограничение, позволяя использовать кэш ReadyBoost размером более 4 ГБ. Windows 10 позволяет форматировать exFAT только на томах размером 32 ГБ или больше с пользовательским интерфейсом по умолчанию, а для меньших размеров рекомендуется формат FAT32; Утилиты командной строки по-прежнему принимают полный диапазон файловых систем и размеров единиц размещения.

Стандартная реализация exFAT не ведется журналом и использует только одну таблицу размещения файлов и карту свободного пространства. Вместо этого в файловых системах FAT использовались чередующиеся таблицы, поскольку это позволяло восстановить файловую систему, если носитель был извлечен во время записи (что часто случается на практике со съемными носителями). Дополнительный компонент TexFAT добавляет поддержку дополнительных таблиц и карт резервного копирования, но может не поддерживаться.

Формат exFAT позволяет обрабатывать отдельные файлы размером более 4 ГБ, обеспечивая длительную непрерывную запись HD-видео, которая может превышать ограничение в 4 ГБ менее чем за час. Современные цифровые камеры, использующие FAT32, разбивают видеофайлы на несколько сегментов размером примерно 2 или 4 ГБ.

Эффективность

По мере увеличения емкости и увеличения объема передаваемых данных операцию записи необходимо сделать более эффективной. Карты SDXC, работающие в UHS-I, имеют минимальную гарантированную скорость записи 10 МБ / с, и exFAT играет важную роль в достижении этой пропускной способности за счет снижения накладных расходов файловой системы при распределении кластера. Это достигается за счет введения отдельной битовой карты кластера, где состояние резервирования каждого кластера (зарезервировано / свободно) отслеживается только одним битом, что сокращает количество операций записи в гораздо больший FAT, который изначально служил этой цели.

Кроме того, один бит в записи каталога указывает, что файл является непрерывным (нефрагментированным), что указывает драйверу exFAT игнорировать FAT. Эта оптимизация в некоторой степени аналогична другим файловым системам, за исключением того, что она применяется только ко всем файлам, а не к непрерывным частям файлов.

Принятие

Компании могут интегрировать exFAT в определенную группу потребительских устройств, включая камеры, видеокамеры и цифровые фоторамки, за фиксированную плату . Мобильные телефоны, ПК и сети имеют другую модель ценообразования.

exFAT поддерживается рядом мультимедийных устройств, таких как современные плоские телевизоры, медиацентры и портативные медиаплееры.

Некоторые поставщики флэш-носителей, в том числе USB-накопители, компактные флэш-накопители (CF) и твердотельные накопители (SSD), поставляют некоторые из своих носителей большой емкости, предварительно отформатированных с файловой системой exFAT. Например, Sandisk поставляет свои карты CF на 256 ГБ как exFAT.

Mac OS X Snow Leopard 10.6.5 и более поздних версий может создавать, читать, писать, проверять и восстанавливать файловые системы exFAT.

Linux поддерживает exFAT через FUSE с 2009 года. В 2013 году Samsung Electronics опубликовала Linux- драйвер для exFAT по лицензии GPL . 28 августа 2019 года Microsoft опубликовала спецификацию exFAT и выдала патент участникам OIN . Ядро Linux представила встроенную поддержку EXFAT с выходом 5.4.

ChromeOS может читать и писать в разделы exFAT.

Технические специальности

Поиск имени файла

exFAT использует фазу поиска на основе хэша имени файла для ускорения определенных случаев, что описано в патенте США 8321439 « Быстрый поиск имени файла с использованием хэша имени» . Приложение A к документу содержит подробности, полезные для понимания файловой системы.

Предварительное выделение файлов и кластеров

Как и NTFS, exFAT может предварительно выделить дисковое пространство для файла, просто пометив произвольное пространство на диске как «выделенное». Для каждого файла exFAT использует два отдельных поля 64-битной длины в каталоге: допустимая длина данных (VDL), которая указывает реальный размер файла, и физическая длина данных.

Чтобы улучшить распределение кластерного хранилища для нового файла, Microsoft включила метод предварительного выделения смежных кластеров и обхода использования обновления таблицы FAT, и 10 декабря 2013 года патентное ведомство США выдало патент US8606830. Одна из функций exFAT (используемая в реализации exFAT во встроенных системах) обеспечивает атомарные транзакции для нескольких этапов обновления метаданных файловой системы. Эта функция, получившая название Transaction Safe FAT или TexFAT , была выдана патентным ведомством США под номером US7613738 3 ноября 2009 года.

Набор файлов каталога

exFAT и остальные файловые системы семейства FAT не используют индексы для имен файлов, в отличие от NTFS, которая использует B-деревья для поиска файлов. При обращении к файлу необходимо последовательно искать в каталоге до тех пор, пока не будет найдено совпадение. Для имен файлов короче 16 символов требуется одна запись имени файла, но весь файл представлен тремя 32-байтовыми записями каталога. Это называется набором файлов каталога, а подкаталог размером 256 МБ может содержать до 2 796 202 набора файлов. (Если файлы имеют более длинные имена, это число будет уменьшаться, но это максимум, основанный на минимальном наборе файлов из трех записей.) Чтобы улучшить последовательный поиск в каталогах (включая корень), получается хеш-значение имени файла. для каждого файла и хранится в записи каталога. При поиске файла имя файла сначала преобразуется в верхний регистр с использованием таблицы верхнего регистра (имена файлов не чувствительны к регистру), а затем хэшируется с использованием запатентованного алгоритма в 16-битное (2 байта) хеш-значение. Каждая запись в каталоге просматривается путем сравнения хеш-значения. При обнаружении совпадения имена файлов сравниваются, чтобы убедиться, что правильный файл был обнаружен в случае коллизии хешей. Это повышает производительность, поскольку для каждого файла нужно сравнивать только 2 байта. Это значительно сокращает циклы ЦП, поскольку большинство имен файлов имеют размер более 2 символов (байтов), и практически каждое сравнение выполняется только по 2 байтам за раз, пока не будет найден предполагаемый файл.

Метаданные и контрольные суммы

exFAT обеспечивает целостность метаданных за счет использования контрольных сумм. В настоящее время используются три контрольные суммы. Объемная загрузочная запись (VBR) представляет собой область из 12 секторов, которая содержит загрузочные записи, блок параметров BIOS (BPB), параметры OEM и сектор контрольной суммы. (Есть две области типа VBR, основная VBR и резервная VBR.) Сектор контрольной суммы - это контрольная сумма предыдущих 11 секторов, за исключением трех байтов в загрузочном секторе (используемые флаги и процент). Это обеспечивает целостность VBR, определяя, был ли изменен VBR. Наиболее частой причиной может быть вирус загрузочного сектора, но он также может выявить любые другие повреждения VBR. Вторая контрольная сумма используется для таблицы upcase. Это статическая таблица, которую нельзя менять. Любое повреждение таблицы может помешать обнаружению файлов, поскольку эта таблица используется для преобразования имен файлов в верхний регистр при поиске файла. Третья контрольная сумма находится в наборах файлов каталога. Несколько записей каталога используются для определения одного файла, и это называется набором файлов. Этот набор файлов содержит метаданные, включая имя файла, отметки времени, атрибуты, адрес первого кластера данных, длину и имя файла. Контрольная сумма берется по всему набору файлов, и несоответствие может возникнуть, если набор файлов каталога был случайно или злонамеренно изменен. Когда файловая система смонтирована и проводится проверка целостности, эти хэши проверяются. Монтирование также включает сравнение версии файловой системы exFAT драйвером, чтобы убедиться, что драйвер совместим с файловой системой, которую он пытается смонтировать, и убедиться, что ни одна из требуемых записей каталога не отсутствует (например, требуется запись каталога для таблицы upcase и Bitmap распределения, и файловая система не может работать, если они отсутствуют). Если какая-либо из этих проверок завершилась неудачно, файловую систему не следует монтировать, хотя в некоторых случаях она может монтироваться только для чтения.

Файловая система обеспечивает расширяемость за счет определений метаданных на основе шаблонов с использованием общих макетов и общих шаблонов.

Оптимизация Flash

exFAT содержит несколько функций, которые, по словам Microsoft, делают его удобным для использования с флэш-памятью:

  • Выравнивание границ для структур файловой системы. Смещения для FAT и кучи кластера настраиваются во время форматирования, так что запись в эти области будет происходить в как можно меньшем количестве блоков флэш-памяти.
  • Поле «OEM Parameters» может использоваться для записи таких функций, как размер блока базового хранилища.
  • Отсутствие журнала , так что записывается меньше данных. (Хотя в FAT32 тоже нет журнала.)

Другие реализации

exFAT была проприетарной файловой системой до 2019 года, когда Microsoft выпустила спецификацию и разрешила членам OIN использовать свои патенты. Этот недостаток документации наряду с угрозой судебного процесса о нарушении патентных прав, как это произошло ранее, когда Microsoft подал в суд на различные компании из-за патента на длинное имя файла VFAT (до истечения срока его действия), затрудняло разработку бесплатных драйверов с открытым исходным кодом для exFAT и привело к до ситуации, когда дистрибутивы Linux не могли даже сказать пользователям, как получить драйвер exFAT. Соответственно, официальная поддержка exFAT фактически ограничивалась собственными продуктами Microsoft и продуктами лицензиатов Microsoft. Это, в свою очередь, препятствовало принятию exFAT в качестве универсального формата обмена, поскольку поставщикам было безопаснее и проще полагаться на FAT32, чем платить Microsoft или рисковать судебным преследованием.

Функциональная совместимость требует, чтобы определенные результаты были достигнуты определенным, предопределенным способом ( алгоритмом ). Для exFAT это потенциально требует, чтобы каждая реализация выполняла определенные процедуры точно так же, как реализация Microsoft. Некоторые процедуры, используемые при реализации Microsoft, запатентованы, и эти патенты принадлежат Microsoft. Лицензию на использование этих алгоритмов можно приобрести у Microsoft, и некоторые компании, включая Apple , Google и Samsung, уже сделали это. Однако в экосистеме с открытым исходным кодом пользователи обычно реагируют на нежелание поставщиков платить за патентные лицензии, приобретая для себя реализацию из неофициальных источников. Например, это то, что произошло с LAME, когда патенты на MP3 были еще действительны. (В качестве альтернативы пользователь может решить, что эта функция для него не важна.)

Независимо от того, открыт ли исходный код или нет, Microsoft заявила, что «лицензия требуется для реализации exFAT и использования ее в продукте или устройстве». Нелицензионное распространение драйвера exFAT возлагает на дистрибьютора ответственность за финансовый ущерб, если будет установлено, что драйвер нарушил патенты Microsoft. Хотя патенты могут не иметь исковой силы, это может быть определено только в рамках судебного процесса, который является дорогостоящим и требует много времени. Также возможно достичь желаемых результатов без нарушения патентов Microsoft. ср. В октябре 2018 года Microsoft выдала участникам Open Invention Network 60 000 патентов на системы Linux, но в то время патенты exFAT изначально не включались. Однако внутри Microsoft велась дискуссия о том, следует ли Microsoft разрешить exFAT в устройствах Linux, что в конечном итоге привело к тому, что Microsoft опубликовала официальную спецификацию для открытого использования и передала патенты exFAT в OIN в августе 2019 года.

FUSE -На реализацию под названием плавкой ExFAT или ExFAT предохранитель, с поддержкой чтения / записи доступна для FreeBSD , несколько Linux дистрибутивов, и более ранние версии Mac OS X . Он поддерживает TRIM. Реализация exFATFileSystem, основанная на fuse-exfat, доступна для AmigaOS 4.1 . Также была выпущена реализация ядра Linux, написанная Samsung Electronics . Первоначально он был непреднамеренно выпущен на GitHub , а затем официально выпущен Samsung в соответствии с GPLv 2 в 2013 году. (Этот выпуск не делает exFAT бесплатной, поскольку лицензирование от Samsung не отменяет патентные права Microsoft.) драйвер был впервые включен в версию 5.4 ядра Linux. В ядро ​​5.7 была включена гораздо более новая версия драйвера с несколькими исправлениями ошибок и повышенной надежностью. До того, как она была объединена с ядром Linux, эта новая версия уже была принята на смартфонах Android и впоследствии продолжала использоваться как на Linux, так и на Android.

Запатентованные решения для чтения / записи, лицензированные и основанные на реализации Microsoft exFAT, доступны для Android , Linux и других операционных систем от Paragon Software Group и Tuxera .

XCFiles (от Datalight ) - это проприетарная полнофункциональная реализация, предназначенная для переносимости на 32-битные системы. Rtfs (от EBS Embedded Software) - это полнофункциональная реализация для встраиваемых устройств.

Для DOS доступны два экспериментальных неофициальных решения. Загружаемый драйвер USBEXFAT требует USB-стека Panasonic для DOS и работает только с USB-накопителями; исполняемый файл EXFAT с открытым исходным кодом является средством чтения файловой системы exFAT и требует для работы расширителя HX DOS . Не существует собственных драйверов для DOS реального режима exFAT, которые позволяли бы использовать тома exFAT или загружаться с них.

Переименование меток файловой системы ExFAT изначально поддерживается Microsoft Windows Explorer , в то время как Linux полагается на сторонний exfatlabel инструмент.

Подробная информация об exFAT без сложных терминологий и лишних цифр. Узнайте больше о популярном расширении и ознакомьтесь с эффективным способом восстановления файлов.

Что такое exFAT

Файловая система exFAT — это относительно новый формат, который был разработан с учетом флэш-накопителей, таких как USB и SD-карты. Кроме того, этот формат также используется на SSD-накопителях. Вместо ненужной разработки новых технологий, система представляет собой улучшенную версию FAT32. Она была оптимизирована специально для работы на современных накопителях: как съемных внешних, так и внутренних — SSD.

Про exFAT в двух словах

ExFAT (Extended File Allocation Table) — это аббревиатура, означающая «Расширенная таблица распределения файлов». Максимальный размер кластера ExFAT составляет 32 мегабайта. Максимальное же количество файлов, которое может быть сохранено в папке — 2 796 202. Обычные пользователи, такие как мы с вами, скорее всего, никогда не подойдут к этому пределу. В то время как у, так называемых, профессиональных пользователей, например, в научных исследованиях или промышленности, этот предел может быть достигнут. Но и то, вероятность такого исхода мала и зачастую им также достаточно памяти на все нужды. В случае с FAT32 — предшественником exFAT — верхний предел был ограничен 65 534 файлами. Как вы видите, развитие просто колоссальное.

Начиная с версии 10.6.5, стандарт exFAT обрел поддержку компании Apple. Это повышает совместимость между Mac и устройствами PC, и, как следствие, упрощает обмен данными. То же самое сложно сказать про Linux, который долгое время не поддерживал exFAT. Тем не менее, эта проблема была исправлена. И произошло это благодаря драйверам от таких компаний, как Samsung. С дистрибутивом Linux Ubuntu, exFAT был включен в официальные источники пакетов начиная с версии 12.04.

С менее технической точки зрения, exFAT можно рассматривать как гибрид между NTFS и FAT32.

Где используется exFAT?

В настоящее время exFAT используется многими производителями, а значит и многими пользователями, как на USB-носителях, так и на SSD-накопителях. Несмотря на отсутствие технических ограничений в отношении размера файла — как описано выше, — exFAT быстро показал себя наиболее эффективно, когда общий размер хранилища данных не слишком велик.

Рекомендации по оптимальному использованию формата exFAT:

Жесткие диски с большим объемом памяти, которые используются только на компьютерах под управлением Windows, всегда должны быть в формате NTFS. Это относится и к данным, требующим быстрый доступ — например, к приложениям в режиме реального времени. Когда необходимо сжатие файлов, необходимо использовать NTFS, так как exFAT не поддерживает сжатие. Во всех остальных случаях применения следует отдавать предпочтение exFAT, а для небольших объемов данных — FAT32.

Когда речь заходит о быстром обмене данными между устройствами Apple и Windows PC, exFAT раскрывает свой полный потенциал. Обмен данными происходит уже не с компьютера на компьютер, а через облако, при этом без мобильного устройства хранения данных с файловой системой exFAT.

Всем хорошо известна печальная политика Apple относительно “несовместимости”. Они хотят продвигать исключительно свой бренд и отказываются от всего извне. Поэтому iMac не дружит с форматом NTFS. Недостатком же FAT32 является то, что вы не можете сохранять данные размером более 4 гигабайт. Решением является exFAT; он может хранить большие файлы (например, фильмы) на одном носителе. В этом случае с накопителем могут работать сразу несколько устройств с широким набором операционных систем. Пользователи и эксперты часто говорят, что решение exFAT наиболее гибкое.

Таким образом, файловая система exFAT используется повсеместно, где NTFS не предлагает практического решения. Например, из-за структуры данных. Все форматы FAT — особенно exFAT — подходят для вторичных систем. Это связано с тем, что файловая система имеет экономичную структуру. Из-за низких требований к памяти и питанию, exFAT также часто используется в прошивках. По сравнению со своим предшественником FAT32, exFAT технически лучше, так как предлагает более высокие максимальные размеры файлов и разделов.

Каковы преимущества exFAT?

ExFAT крайне полезен при работе с различными операционными системами. Причиной тому является прекрасное взаимодействие и совместимость с Mac, Windows и Linux. Кроме того, поддерживаются все носители информации — от жестких дисков до USB-накопителей и SD-карт. ExFAT элементарно решает все проблемы, при хранении огромных файлов на различных платформах. По этой причине его часто называют «better FAT» или, по-русски, “улучшенный/лучший FAT”. Поскольку он имеет много преимуществ перед старым стандартом FAT32.

Мультимедийное оборудование — камеры, автомобильные радиоприемники, медиаплееры или телевизоры обычно не работает должным образом с файловой системой NTFS. Следовательно, аудио или видео файлы не отображаются и не воспроизводятся. Иногда папка вовсе не распознается. Подключенное устройство выглядит как пустая USB-флешка, пустая SD-карта или пустой жесткий диск, несмотря на то, что все данные были успешно скопированы и ранее отображались на компьютере корректно. Стандарт exFAT, в отличие от NTFS, совместим практически со всеми операционными системами и обеспечивает корректную работу файлов на всех распространенных мультимедийных устройствах, независимо от того, являются они старыми или новыми.

Каковы недостатки exFAT?

Например, при использовании exFAT на компьютере со старой операционной системой Windows XP, вам понадобится установить обновление. В противном случае формат не будет поддерживаться. Windows Vista же может работать с программой exFAT только после установки пакета обновления 1 или пакета обновления 2.

При работе с интенсивными, ресурсозатратными приложениями exFAT часто может столкнуться с теми или иными проблемами. Причем, независимо от операционной системы на которой используется данный формат. Жесткий диск иногда может не отображаться в списке подключенных устройств и, иногда, для правильной передачи данных может понадобиться несколько попыток. Поскольку ExFAT не является избыточным носителем для хранения основных данных, носители с файловой системой exFAT всегда следует извлекать с особой осторожностью. В противном случае данные могут быть потеряны или повреждены. И восстановить их после этого довольно сложно.

Отсутствие поддержки сжатия также делает exFAT неподходящим выбором для определенных приложений. Поэтому, если вы работаете только с Windows и не считаете межплатформенный обмен данными важным для своей работы, NTFS остается лучшим вариантом. Тем более что со скоростными показателями и так все в порядке.

В чем разница между exFAT, FAT32 и NTFS?

Файловая система exFAT является современным расширением классических файловых систем FAT. Другими словами, exFAT лучше, чем FAT32. Различия касаются, прежде всего, расширенного размера файлов и разделов, а также улучшенной совместимости. Сравнивать exFAT с NTFS невозможно, поскольку. NTFS является стандартом Microsoft и только он работает с основными дисками компьютера.

Будучи файловой системой, оптимизированной для флеш-накопителей, exFAT не является прямым конкурентом NTFS. Вместо этого, он представляет собой полезное дополнение для передачи файлов на разных платформах: с одной операционной системы(накопителя) на другую — быстро, надежно и в идеале без ошибок. Тем не менее, NTFS по прежнему является более быстрой и работоспособной системой.

Несмотря на свои технические преимущества, файловая система exFAT пока не так известна среди пользователей, как FAT32 или NTFS. Однако, формат регулярно используется производителями аппаратного обеспечения и ПО, и широко распространен. Тот факт, что Microsoft только в 2019 году опубликовала подробные спецификации exFAT, несомненно, сыграл свою роль в популяризации нового расширения.

Как восстановить файлы с диска exFAT?

Данный способ универсален и подходит для дисков любых файловых систем, включая рассматриваемый нами exFAT. Чтобы восстановить потерянные документы, загрузите и запустите приложение Starus Partition Recovery .

Читайте о том, что собой представляют файловые системы и какие у них между собой отличия. Сделаем акцент на разнице между файловыми системами «NTFS», «FAT», «FAT32» и «exFAT».

difference-between-ntfs-fat-fat32-and-exfat-file-systems.jpg

Введение

За ответственное и сохранное расположение информационных материалов отвечают запоминающие устройства. Для их успешного и безошибочного функционирования необходимо обязательное наличие программного интерфейса, структурирующего расположение любой информации, и предоставляющего упорядоченные способы управления доступными ресурсами. Такой урегулированный контролируемый способ внутренней организации, расположения и упорядочивания данных, в соответствии с собственными методами каталогизации и озаглавливания, на различных носителях информации в компьютерах и ноутбуках, а также в разнообразных сторонних электронных устройствах, получил обобщающее название файловая система.

Файловые системы имеют собственную классификацию и представлены различными видами, включающие как наиболее распространенные «NTFS», «FAT», «HFS+», «Extfs», «Ext2», «ReiserFS», «XFS», «HPFS», «ext2», «OpenBSD», «UDF», «YAFFS», так и довольно редкие «ZFS», и данный ряд может быть существенно дополнен многими другими вариантами.

Наиболее часто встречающимися и массово представленными файловыми системами безусловно являются «NTFS», «FAT», «FAT32» и «exFAT». Но обычный пользователь не всегда точно может понять разницу между системами. В этой статье мы попытаемся рассмотреть общее понятие файловой системы и ответить на отдельные вопросы, такие как: – «Что представляют собой файловые системы «FAT», «FAT32», «exFAT» и «NTFS» и в чем разница между ними?».

Определение термина файловая система

Файловая система – это организованный порядок, определяющий набор правил для безопасного расположения, хранения и последующего доступа к разнообразным данным на запоминающих хранилищах информации в компьютерных и других устройствах, содержащих цифровой накопитель. Параметры файловой системы изначально определяют формат содержимого, группируют его в понятном, для операционной системы, виде, содержащим набор файлов и каталогов, устанавливают максимальный граничный размер файла и раздела, управляют приоритетами доступа, осуществляют шифрование файлов, назначают набор атрибутов файла и перенаправляют к конкретной информации при соответствующем запросе операционной системы.

Программная система управления аппаратными средствами компьютера идентифицирует любой накопитель как набор однотипных кластеров. Драйверы файловой системы организуют кластеры доступного дискового пространства в файлы и каталоги и содержат список реализованной организации, на основании которого происходит отслеживание и маркировка используемых, свободных или неисправных кластеров, а также осуществляется переход к нужным ячейкам хранения данных по первому требованию.

Файловые системы обслуживают любые виды накопителей информации и управляют различными категориями, например, носители с произвольным или последовательным доступом, виртуальные и сетевые файловые системы, оптические носители, устройства на базе флэш-памяти и т.д.

Главные функции файловой системы сводятся к построению логической модели внутренней организации пространства запоминающего устройства, устойчивой к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств, и обеспечению беспрепятственного взаимодействия элементов операционной системы и программных приложений с расположенными на носителе информационными ресурсами.

Что представляют собой файловые системы «FAT», «FAT32», «exFAT» и «NTFS»

Операционная система «Windows», как самый массовый представитель систем управления компьютерными устройствами в мире, настроена на взаимодействие с различными файловыми системами («NTFS» и «FAT»), но «NTFS» поддерживает большие размеры файлов и томов и обеспечивает более эффективную организацию данных, по сравнению с другими вариантами файловых систем.

И несмотря на общие цели, файловые системы «NTFS» и «FAT» различаются методами организации и хранения данных на диске, а также указанием типов атрибутов, прикрепленных к файлам. И далее мы представим непосредственное описание конкретных файловых систем.

Файловая система «FAT»

Сокращенная аббревиатура «FAT» расшифровывается как «таблица размещения файлов». Это простая классическая архитектура файловой системы, изначально предназначенная для небольших дисков и простых структур папок. Иными словами, файловая система «FAT» представляет собой групповой метод организации, в котором таблица размещения файлов выделена в отдельную логическую область и находится в начале тома. Для исключения непреднамеренных или случайных ошибок, способных повлиять на корректное отображение таблицы, система, в целях безопасности, хранит копию массива индексных указателей.

Файловая система «FAT32»

«FAT32» является фактическим стандартом, пришедшим на смену более ранним версиям файловой системы «FAT», «FAT12» и «FAT16», и изначально устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Пространство «FAT32» логически разделено на три сопредельные области: зарезервированную область для служебных структур, табличную форму указателей и непосредственную зону записи содержимого файлов. Файловая система позволяет использовать накопители на ее основе не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом «USB».

Тем не менее, стандарт «FAT32» имеет определенные системные ограничения. Размер отдельных файлов на диске с файловой системой «FAT32» не может превышать четыре гигабайта. Кроме того, весь раздел «FAT32» должен быть менее восьми терабайт. По совокупности ограничений, формат «FAT32» считается подходящим для «USB-накопителей» или внешних носителей информации. Для внутреннего накопителя, особенно при желании установить новейшую версию операционной системы «Windows 10», отсутствие отдельных привилегий прикладного уровня в «FAT32» будет серьезным препятствием, и потребует наличия более продвинутой версии файловой системы.

Файловая система «exFAT»

«exFAT» – это сокращенное обозначение от полного английского названия «Extended File Allocation Table» («расширенная таблица размещения файлов»). Стандарт является обновленной версией файловой системы «FAT32», созданный корпорацией «Microsoft». Основными параметрами система «exFAT» чрезвычайно похожа на «FAT32». Но главным отличием является устранение ограничений, присутствующих в файловой системе «FAT32», что позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта.

Также в файловой системе «exFAT» значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации, что особенно важно для флэш-накопителей, ввиду необратимого изнашивания ячеек после определённого количества операций записи, и улучшен механизм распределения свободного места.

Файловая система «NTFS»

«NTFS» («файловая система новой технологии») была в основном создана с целью устранения ограничений и недостатков файловых систем «FAT», улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства, а также создания надежного механизма защиты и хранения информации. Файловая система «NTFS» хранит информацию о файлах в главной файловой таблице «Master File Table» («MFT»), осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла, применяя систему шифрования под названием «Encryption File System», которая использует защитный метод «прозрачного шифрования» данных.

Помимо вышесказанного, в файловой системе «NTFS» добавлена способность, отсутствующая в характеристиках файловой системы «FAT», открывать файлы, в названиях которых не используются английские буквы, позволяя использовать любые символы стандарта кодирования юникода «UTF». Таким образом, ограничения использования в названиях символов любых сложных языков, например, хинди или корейский, отсутствует.

Разница между файловыми системами «NTFS», «FAT», «FAT32» и «exFAT»

Файловая система «FAT» создавалась первоначально для накопителей незначительного объема и способна поддерживать граничные размеры файлов до четырех гигабайт, в то время как в системе «NTFS» допустимый предел размера увеличен до шестнадцати терабайт. Далее подробнее представлены другие отличия:

«NTFS»

  • Поддержка файлов и дисков значительных размеров, на порядок превышающие остальные файловые системы.
  • Позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку множества сложных языков.
  • Падение работоспособности системы при запуске приложения проверки жёсткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы «chkdsk».
  • Стандартное приложение обслуживания системы «chkdsk» печально известно своей медлительностью.
  • Повышен уровень безопасности благодаря внедрению метода шифрования файлов.
  • Значительно быстрее на дисках объемом менее сорока гигабайт.
  • Меньшие файловые кластеры.
  • Поддержка сжатия на уровне файловой системы для файлов, каталогов и дисков для уменьшения дискового пространства.
  • Пользовательские разрешения для файлов и папок.
  • Копии файлов «отменяются», если прерванный кластер очищен.
  • Небольшие файлы хранятся в главной таблице файлов в начале диска.

«FAT»

  • Не совместим с последней версией операционной системы «Windows».
  • Поддержка дисков от тридцати двух мегабайт до двух терабайт.
  • Более сильные преимущества и результативные особенности инструментов для восстановления.
  • Поддерживает быструю проверку работоспособности диска.
  • Простой способ размещения операционной системы и быстрый алгоритм чтения файлов.
  • Быстрее функционирует на дисках объемом менее десяти гигабайт.
  • Цепочки кластеров, содержащие данные из прерванных копий, помечаются как поврежденные.
  • Таблица основных файлов отделена от других файлов.

«FAT 32»

  • Отсутствуют функции безопасности, которые реализованы в более современной файловой системе «NTFS».
  • Не удается установить новейшие версии операционной системы «Windows» (поскольку файл имеет большой размер и может быть установлен только на диски, отформатированные в системе «NTFS»).

«exFAT»

  • Доступ к дискам с файловой системой «exFAT» в операционной системе «Linux» можно получить только после установки соответствующего программного обеспечения.
  • Работает со всеми версиями операционной системы «Windows» и современными версиями системы «Mac OS X».

Полную версию статьи со всеми дополнительными видео уроками смотрите в источнике. Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях.

Прочтите, чтобы узнать больше о файловых системах и узнать, какие файловые системы лучше всего подходят для Windows 10.

Что такое файловые системы?

Файловые системы представляют, как данные хранятся на устройстве хранения. Это части программного обеспечения, которые помогают ОС организовывать данные и более эффективно использовать пространство.

Чтобы лучше понять файловые системы, представьте, что у вас есть хорошо организованный шкаф.

В шкафу есть разные отделения для разных вещей. Есть место для рубашек, место для обуви и место для брюк. Вы так хорошо знаете организацию, что, принося домой новую рубашку, знаете, где ее спрятать в шкафу.

Это именно то, что файловые системы делают с вашими данными. Когда вы храните что-то, будь то фильм или видеоигра, на устройстве хранения, компьютер знает, куда будет помещен файл, благодаря файловой системе. Файловые системы поддерживают все в порядке и минимизируют потерю места для хранения за счет логической организации данных.

В разных операционных системах используются разные файловые системы. Например, Windows использует NTFS, а Mac требует, чтобы внутренние запоминающие устройства были отформатированы в Mac OS Extended File System или HFS +.

Кроме того, внешние устройства хранения, такие как флэш-накопители и SD-карты, часто форматируются в FAT32 или exFAT.

Таблица размещения файлов (FAT)

Таблица размещения файлов (FAT) существует с 1977 года. Изначально FAT использовалась для дискет. Windows начала использовать FAT с DOS и несколькими ранними версиями Windows.

Итак, если у вас есть флеш-накопитель или SD-карта объемом 4, 16 или 32 ГБ, более чем вероятно, что производитель отформатировал их в FAT32. Именно здесь возникает ошибка «Файл слишком большой для файловой системы назначения».


FAT32 не поддерживает файлы размером более 4 ГБ. Другими словами, если вы хотите перенести на флешку FAT32 полнометражный фильм 4K, вы получите вышеупомянутую ошибку.

FAT32 также не поддерживает объем памяти более 32 ГБ.

Тем не менее, FAT32 по-прежнему остается наиболее широко используемой файловой системой из-за ее широкой совместимости с ОС. Он просто работает со всем, от Windows до Linux.

Итак, если у вас есть флэш-накопитель с объемом памяти менее 32 ГБ, отформатируйте его с помощью FAT32.

Связанный: Как отформатировать SD-карту на вашем Mac

Файловая система новой технологии (NTFS)

Microsoft разработала файловую систему новой технологии (NTFS) в 1993 году, чтобы преодолеть ограничения FAT32. Например, если FAT32 поддерживает максимальный размер файла 32 ГБ, NTFS поддерживает максимальный размер файла 16 ЭБ (эксабайт).

Чтобы помочь вам представить, насколько массивен 1EB, типичный HD-фильм составляет 1 ГБ. Вы можете сохранить около 1000 таких фильмов на жестком диске емкостью 1 ТБ. И вы можете хранить 1000000 ТБ на жестком диске емкостью 1 ЕБ.

Итак, NTFS поддерживает практически неограниченный максимальный размер файла. NTFS также имеет ряд других преимуществ по сравнению с FAT32.

Во-первых, NTFS может отслеживать изменения, внесенные в файл. В случае внезапного отключения электроэнергии или повреждения файла NTFS предотвращает потерю данных.

Во-вторых, NTFS также поддерживает шифрование и разрешение только на чтение для файлов. Таким образом, вы можете зашифровать свои файлы паролем или установить для них статус только для чтения, чтобы предотвратить любые изменения.

Все эти функции делают NTFS предпочтительной файловой системой для Windows. Более того, Windows может быть установлена ​​только на диск, отформатированный в NTFS.


К сожалению, старые версии Windows и старые дистрибутивы Linux не поддерживают NTFS. А macOS поддерживает NTFS только как файловую систему только для чтения.

Итак, если вы хотите установить Windows на накопитель, например, на флешку, отформатируйте его в NTFS, в противном случае используйте FAT32 или exFAT.

Расширенная таблица размещения файлов (exFAT)

Microsoft представила расширенную таблицу размещения файлов (exFAT) в 2006 году. Она была предназначена для замены FAT32 на флэш-накопителях большой емкости и SD-картах.

exFAT устраняет ограничения FAT32 на размер файла, сохраняя при этом отличную совместимость с ОС. Он поддерживает максимальный размер файла 16EB. Другими словами, в отличие от FAT32, вы не столкнетесь с ошибкой, если передадите файл размером 4 ГБ или больше.

Наконец, поскольку он поддерживает неограниченную максимальную емкость файла и совместим с широким спектром операционных систем, exFAT является файловой системой по умолчанию для карт SDXC, которые вы используете в камерах.

Другими словами, все карты SDXC имеют формат exFAT.

Итак, если у вас есть флэш-накопитель большой емкости объемом 32 ГБ или больше (или SD-карта), отформатируйте его с помощью exFAT.

Форматирование флэш-накопителя с файловой системой exFAT

Прежде чем форматировать флешку, помните, что при форматировании все данные о погружении стираются. Итак, сделайте резервную копию ваших данных, прежде чем продолжить.

Чтобы отформатировать флешку с файловой системой exFAT, подключите ее к компьютеру. Щелкните правой кнопкой мыши значок диска и выберите «Форматировать» в раскрывающемся списке.

Когда появится поле «Форматировать диск», нажмите «Файловая система» и выберите из списка exFAT. Выберите «Быстрое форматирование» в разделе «Параметры формата», если он еще не выбран.

Наконец, нажмите «Пуск», а затем «ОК».


Файловые системы упорядочивают данные, но нет стандартных

Файловые системы организуют данные, но в отрасли нет стандартов. Разные операционные системы предпочитают разные файловые системы. Если вы ежедневно используете различные операционные системы, лучше придерживаться стандартных, рекомендованных производителем.

С другой стороны, бывают случаи, когда компании ошибаются. Так что не бойтесь возиться с разными файловыми системами, если считаете, что они могут изменить ваш рабочий процесс.

Читайте также: