Какая файловая система должна быть на флешке

Восстанавливайте любые типы файлов с помощью программ от East Imperial Soft

С помощью программного обеспечения от компании East Imperial Soft вы можете восстановить данные, утерянные в результате программной ошибки, случайного удаления, форматирования или вирусной атаки. Выбирайте инструмент восстановления Magic NTFS Recovery или Magic FAT Recovery, исходя из файловой системы вашего диска, чтобы легко и быстро восстановить любые типы файлов.

Magic FAT Recovery
Восстановите данные с поврежденных дисков FAT/FAT32! Инструмент идеально подходит для восстановления файлов с флеш и других карт памяти.

Опробовать бесплатно!

Марьяна Ермолова
Технический писатель
Июнь 1, 2017

Марьяна занимается технической поддержкой клиентов в компании East Imperial Soft. Ее задача – принимать обращения клиентов, у которых возникают проблемы и вопросы в процессе восстановления данных. Пользователи получают развёрнутое объяснение и пошаговую инструкцию по использованию программы.

Флеш-память как двигатель прогресса

Твердотельные накопители постепенно вытесняют дисковые, но пока вынуждены использовать чуждые им файловые системы, переданные по наследству. Они построены на массивах флеш-памяти, принципы работы которой отличаются от таковых у дисковых устройств. В частности, флеш-память должна стираться перед записью, а эта операция в чипах NAND не может выполняться на уровне отдельных ячеек. Она возможна только для крупных блоков целиком.

Связано это ограничение с тем, что в NAND-памяти все ячейки объединены в блоки, каждый из которых имеет только одно общее подключение к управляющей шине. Не будем вдаваться в детали страничной организации и расписывать полную иерархию. Важен сам принцип групповых операций с ячейками и тот факт, что размеры блоков флеш-памяти обычно больше, чем блоки, адресуемые в любой файловой системе. Поэтому все адреса и команды для накопителей с NAND flash надо транслировать через слой абстрагирования FTL (Flash Translation Layer).

Совместимость с логикой дисковых устройств и поддержку команд их нативных интерфейсов обеспечивают контроллеры флеш-памяти. Обычно FTL реализуется именно в их прошивке, но может (частично) выполняться и на хосте — например, компания Plextor пишет для своих SSD драйверы, ускоряющие запись.

Совсем без FTL не обойтись, поскольку даже запись одного бита в конкретную ячейку приводит к запуску целой серии операций: контроллер отыскивает блок, содержащий нужную ячейку; блок считывается полностью, записывается в кеш или на свободное место, затем стирается целиком, после чего перезаписывается обратно уже с необходимыми изменениями.

Такой подход напоминает армейские будни: чтобы отдать приказ одному солдату, сержант делает общее построение, вызывает бедолагу из строя и командует остальным разойтись. В редкой ныне NOR-памяти организация была спецназовская: каждая ячейка управлялась независимо (у каждого транзистора был индивидуальный контакт).

Задач у контроллеров все прибавляется, поскольку с каждым поколением флеш-памяти техпроцесс ее изготовления уменьшается ради повышения плотности и удешевления стоимости хранения данных. Вместе с технологическими нормами уменьшается и расчетный срок эксплуатации чипов.

Модули с одноуровневыми ячейками SLC имели заявленный ресурс в 100 тысяч циклов перезаписи и даже больше. Многие из них до сих пор работают в старых флешках и карточках CF. У MLC корпоративного класса (eMLC) ресурс заявлялся в пределах от 10 до 20 тысяч, в то время как у обычной MLC потребительского уровня он оценивается в 3–5 тысяч. Память этого типа активно теснит еще более дешевая TLC, у которой ресурс едва дотягивает до тысячи циклов. Удерживать срок жизни флеш-памяти на приемлемом уровне приходится за счет программных ухищрений, и новые файловые системы становятся одним из них.

Изначально производители предполагали, что файловая система неважна. Контроллер сам должен обслуживать недолговечный массив ячеек памяти любого типа, распределяя между ними нагрузку оптимальным образом. Для драйвера файловой системы он имитирует обычный диск, а сам выполняет низкоуровневые оптимизации при любом обращении. Однако на практике оптимизация у разных устройств разнится от волшебной до фиктивной.

В корпоративных SSD встроенный контроллер — это маленький компьютер. У него есть огромный буфер памяти (полгига и больше), и он поддерживает множество методов повышения эффективности работы с данными, что позволяет избегать лишних циклов перезаписи. Чип упорядочивает все блоки в кеше, выполняет отложенную запись, производит дедупликацию на лету, резервирует одни блоки и очищает в фоне другие. Все это волшебство происходит абсолютно незаметно для ОС, программ и пользователя. С таким SSD действительно непринципиально, какая файловая система используется. Внутренние оптимизации оказывают гораздо большее влияние на производительность и ресурс, чем внешние.

В бюджетные SSD (и тем более — флешки) ставят куда менее умные контроллеры. Кеш в них урезан или отсутствует, а продвинутые серверные технологии не применяются вовсе. В картах памяти контроллеры настолько примитивные, что часто утверждается, будто их нет вовсе. Поэтому для дешевых устройств с флеш-памятью остаются актуальными внешние методы балансировки нагрузки — в первую очередь при помощи специализированных файловых систем.

От JFFS к F2FS

Одной из первых попыток написать файловую систему, которая бы учитывала принципы организации флеш-памяти, была JFFS — Journaling Flash File System. Изначально эта разработка шведской фирмы Axis Communications была ориентирована на повышение эффективности памяти сетевых устройств, которые Axis выпускала в девяностых. Первая версия JFFS поддерживала только NOR-память, но уже во второй версии подружилась с NAND.

Сейчас JFFS2 имеет ограниченное применение. В основном она все так же используется в дистрибутивах Linux для встраиваемых систем. Ее можно найти в маршрутизаторах, IP-камерах, NAS и прочих завсегдатаях интернета вещей. В общем, везде, где требуется небольшой объем надежной памяти.

Дальнейшей попыткой развития JFFS2 стала LogFS, у которой индексные дескрипторы хранились в отдельном файле. Авторы этой идеи — сотрудник немецкого подразделения IBM Йорн Энгель и преподаватель Оснабрюкского университета Роберт Мертенс. Исходный код LogFS выложен на GitHub. Судя по тому, что последнее изменение в нем было сделано четыре года назад, LogFS так и не обрела популярность.

Зато эти попытки подстегнули появление другой специализированной файловой системы — F2FS. Ее разработали в корпорации Samsung, на долю которой приходится немалая часть производимой в мире флеш-памяти. В Samsung делают чипы NAND Flash для собственных устройств и по заказу других компаний, а также разрабатывают SSD с принципиально новыми интерфейсами вместо унаследованных дисковых. Создание специализированной файловой системы с оптимизацией для флеш-памяти было с точки зрения Samsung давно назревшей необходимостью.

Четыре года назад, в 2012 году, в Samsung создали F2FS (Flash Friendly File System). Ее идея хороша, но реализация оказалась сыроватой. Ключевая задача при создании F2FS была проста: снизить число операций перезаписи ячеек и распределить нагрузку на них максимально равномерно. Для этого требуется выполнять операции с несколькими ячейками в пределах того же блока одновременно, а не насиловать их по одной. Значит, нужна не мгновенная перезапись имеющихся блоков по первому запросу ОС, а кеширование команд и данных, дозапись новых блоков на свободное место и отложенное стирание ячеек.

Сегодня поддержка F2FS уже официально реализована в Linux (а значит, и в Android), но особых преимуществ на практике она пока не дает. Основная особенность этой файловой системы (отложенная перезапись) привела к преждевременным выводам о ее эффективности. Старый трюк с кешированием даже одурачивал ранние версии бенчмарков, где F2FS демонстрировала мнимое преимущество не на несколько процентов (как ожидалось) и даже не в разы, а на порядки. Просто драйвер F2FS рапортовал о выполнении операции, которую контроллер только планировал сделать. Впрочем, если реальный прирост производительности у F2FS и невелик, то износ ячеек определенно будет меньше, чем при использовании той же ext4. Те оптимизации, которые не сможет сделать дешевый контроллер, будут выполнены на уровне самой файловой системы.

Преимущества и недостатки Fat32 сегодня

Чтобы сравнить его преимущества и недостатки, лучше сравнить эту файловую систему со своим преемником NTFS. Обе системы используются Версии операционной системы Windows и их использование в других устройствах также распространено, при этом можно сосредоточиться на некоторых конкретных аспектах.

выгода

По сравнению со своими предшественниками, FAT32 позволяла использовать гораздо больший размер файла, достигающий 4 ГБ. Il принимает Также в загружает разделы размером более 8 ТБ.

Теперь, по прошествии стольких лет, между плюсами и минусами Fat32, главным преимуществом этой файловой системы является ее совместимость. Благодаря простому дизайну он поддерживается практически всеми устройствами. Камеры Android и мобильные телефоны или Яблоко к мощным телевизорам и ПК нового поколения, все способны читать эту файловую систему.

Это делает это идеально подходит для портативных запоминающих устройств , например USB-накопители и SD-карты

Это связано с тем, что к нему потребуется подключить несколько устройств, а также из-за эпохи цифровых технологий, это очень важно. Точно так же его стабильность заслуживает похвалы, поскольку он сохраняет ваши данные с течением времени намного лучше, чем другие системы

Недостатки

Поскольку файловая система Fat32 несколько устарела, среди плюсов и минусов FatXNUMX можно найти несколько существенных недостатков.

Самое главное касается размер файла , потому что он не поддерживает файлы размером более 4 ГБ

Напротив, NTFS практически не имеет ограничения на размер файла, что сегодня очень важно, потому что даже фильм может превысить этот предел

Точно так же разделы NTFS имеют неограниченный размер. De плюс, Скорость чтения FAT32 немного ниже и не предлагает возможности шифрования данных.

Наконец, самым серьезным недостатком было бы то, что он не обеспечивает никакой защиты от нарушений напряжения. Это особенно заметно, когда речь идет о постоянном использовании на нескольких устройствах.

Влияние на износ чипов памяти

Рассматривая техническую сторону вопроса, каждая флешка не может работать вечно, поэтому существует определенный срок эксплуатации, зависящий от множества параметров: качества чипа, количества перезаписей. Стоит отметить, что характеристики напрямую влияют на срок эксплуатации памяти.

Так какая файловая система лучше, а какая хуже?

«Аутсайдером» является память FAT 32 ввиду специфических особенностей организации. Ее можно использовать полноценно в работе с небольшими файлами. Однако перезапись осуществляется намного чаще, поэтому срок ее эксплуатации ниже.

NTFS не зависит от количества проведенных дефрагментаций. Здесь уже внедрена гибкая система индексации, что помогает продлить срок эксплуатации. Но есть и негативный момент: из-за специфики журналирования программе приходится все чаще прибегать к одинаковым участкам памяти, что отрицательно сказывается на срок памяти.

exFAT была создана специально для хранения информации на накопителе, поэтому обладает минимальным циклом перезаписи. Также была добавлена специальная bit-карта, которая уменьшает дефрагментацию. Соответственно можно сделать вывод, что exFAT – лучший выбор по данному критерию.

Какую файловую систему выбрать?

NTFS
имеет многочисленные преимущества перед FAT
, а ее ограничения в большинстве случаев несущественны. Если Вы стоите перед выбором файловой системы, рассмотрите в первую очередь возможность использования NTFS
, и только потом — FAT
. В NTFS
реализовано большое количество различных технологий, таких как: средства разграничения доступа, возможность шифрования данных, упаковка файлов для экономии места, многопоточные файлы, жесткие связи, точки переопределения, переходы, квотирование дискового пространства, ведение журнала изменений. Поэтому я рекомендую именно ее.

С точки зрения перспективности, функциональных возможностей, безопасности и надежности NTFS
намного опережает FAT
. Однако сравнение производительности этих файловых систем не дает однозначного результата, так как производительность зависит от множества различных факторов. Так что, тот выигрыш в скорости доступа к файлам в FAT
недостаточен, чтобы отказаться от всех преимуществ NTFS
.

Экстенты и битовые карты

Пока F2FS воспринимается как экзотика для гиков. Даже в собственных смартфонах Samsung все еще применяется ext4. Многие считают ее дальнейшим развитием ext3, но это не совсем так. Речь идет скорее о революции, чем о преодолении барьера в 2 Тбайт на файл и простом увеличении других количественных показателей.

Когда компьютеры были большими, а файлы — маленькими, адресация не представляла сложностей. Каждому файлу выделялось энное количество блоков, адреса которых заносились в таблицу соответствия. Так работала и файловая система ext3, остающаяся в строю до сих пор. А вот в ext4 появился принципиально другой способ адресации — экстенты.

Создаем раздел ext4 в Windows 7
Другие статьи в выпуске:

Xakep #213. FUCK UAC

Содержание выпуска
Подписка на «Хакер»-60%

Экстенты можно представить как расширения индексных дескрипторов в виде обособленных наборов блоков, которые адресуются целиком как непрерывные последовательности. Один экстент может содержать целый файл среднего размера, а для крупных файлов достаточно выделить десяток-другой экстентов. Это куда эффективнее, чем адресовать сотни тысяч мелких блоков по четыре килобайта.

Поменялся в ext4 и сам механизм записи. Теперь распределение блоков происходит сразу за один запрос. И не заранее, а непосредственно перед записью данных на диск. Отложенное многоблочное распределение позволяет избавиться от лишних операций, которыми грешила ext3: в ней блоки для нового файла выделялись сразу, даже если он целиком умещался в кеше и планировался к удалению как временный.

Управляем разделами ext3/ext4 в Windows

Какая разница между fat32 и ntfs

Для обработки файлов, хранящихся на жёстком диске (или других носителях), Windows может использовать файловую систему FAT32 или NTFS. Какая же между ними разница? В чем различия?

Самая распространенная FAT32. Она состоит из загрузочного сектора, корневой папки и цилиндра для чтения и записи.

NTFS — новая файловая система. Она делится на три зоны. Первая — MFT. В ней находится загрузочный сектор, таблица файлов и служебные файлы.

На чистом диске зона MFT занимает 12 процентов объёма. В центре диска (2 зоне) находится резервная копия таблицы файлов. Она нужна для восстановления поврежденных таблиц.

Все записи хранятся в 3 зоне. Если размера 3 зоны будет не достаточно, то она расширяется, уменьшая размер MFT (первой зоны). В случае высвобождения пространства MFT вновь увеличивается.

Суть такова. В FAT32 все записывается на кластеры. Причем на один кластер, можно записать только один файл – все остальное место остается свободным навсегда.

При такой расстановке, если вы перейдете с FAT32 на NTFS, и запишите одинаковое количество файлов, то можете обнаружить, что в последней осталось свободного места на несколько ГГБ больше.

Основные функции файловых систем

Файловая система отвечает за оптимальное логическое распределение информационных данных на конкретном физическом носителе. Драйвер ФС организует взаимодействие между хранилищем, операционной системой и прикладным программным обеспечением. Правильный выбор файловой системы для конкретных пользовательских задач влияет на скорость обработки данных, принципы распределения и другие функциональные возможности, необходимые для стабильной работы любых компьютерных систем. Иными словами, это совокупность условий и правил, определяющих способ организации файлов на носителях информации.

Основными функциями файловой системы являются:

размещение и упорядочивание на носителе данных в виде файлов;
определение максимально поддерживаемого объема данных на носителе информации;
создание, чтение и удаление файлов;
назначение и изменение атрибутов файлов (размер, время создания и изменения, владелец и создатель файла, доступен только для чтения, скрытый файл, временный файл, архивный, исполняемый, максимальная длина имени файла и т.п.);
определение структуры файла;
поиск файлов;
организация каталогов для логической организации файлов;
защита файлов при системном сбое;
защита файлов от несанкционированного доступа и изменения их содержимого.

Возможные проблемы

Иногда наш накопитель не желает форматироваться и выдает ошибку «Windows не удалось завершить форматирование». Решить такую проблему очень просто:

Запускаем командную строку от имени администратора, воспользовавшись поиском Windows.
Пишем команду Diskpart и жмем ENTER.
Снова пишем list disk для того, чтобы вывести список дисков.
Внимательно определяем наш диск по размеру, чтобы не уничтожить полезные данные на других томах. Затем пишем select disk номер вашего диска и ждем ENTER.
Остается только уничтожить все данные, написав clean.

В результате ваша флешка будет полностью очищена, и вы сможете ее отформатировать при помощи штатных средств Windows.

Какую файловую систему выбрать

Сравнивая совокупность выше представленных параметров, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом станет система exFAT. Однако существует серьезный нюанс – низкий критерий совместимости, из-за чего придется обращаться к дополнительной файловой системе. Так, например, перед эксплуатацией можно отформатировать FAT 32, которая практически не предъявляет никаких требований.

Если файлы предполагают больший размер, чем 32 ГБ, то целесообразно обращаться к exFAT. Она позволяет справляться с большим количеством задач. Для компромиссного решения целесообразно обратиться к промежуточному звену NTFS.

Сравнение файловых систем NTFS , FAT32 и exFAT

	FAT32	exFAT	NTFS
История	Представлена в Windows 95 в 1996 г.	Представлена с Windows Embedded CE 6.0 в 2006 г.	Представлена в Windows NT в 1993 г.
Платформы	Совместима со всеми версиями Windows, Linux, macOS	Совместима со всеми версиями Windows, macOS X и требует дополнительного программного обеспечения для работы в Linux	Совместима со всеми версиями Windows и некоторыми версиями Linux, только для чтения с macOS и другими версиями Linux

Посмотрев на сравнение NTFS, FAT32 и exFAT, вы увидите, что NTFS — самая современная система с большим количеством функций, необходимых для встроенного накопителя. Однако и у других файловых систем есть свои преимущества. Давайте подробнее рассмотрим различия между системами.

В чем разница между NTFS и FAT32?

Ответ на вопрос, в чем разница между FAT32 и NTFS, довольно обширен. Новый формат NTFS имеет больше преимуществ по сравнению со старым FAT32. Основное различие между NTFS и FAT32 заключается в том, что у первой нет ограничений на размер файла и раздела. И к счастью, существуют способы конвертировать FAT32 в NTFS без потери данных, чтобы избежать этого ограничения

Однако, несмотря на эти преимущества, NTFS имеет определенные недостатки, из-за которых сложно ответить на вопрос, что лучше – NTFS или FAT32? Важно учесть, что NTFS не так широко распространена. Например, она несовместима с macOS и Linux (только для чтения), и даже большинство игровых консолей не поддерживают этот формат файловой системы

В чем разница между NTFS и exFAT?

ExFAT – современный аналог устаревшей файловой системы FAT32. Но в то же время, существуют некоторые сходства между exFAT и NTFS. Например, функция предварительного выделения файлов и кластеров.

Основным преимуществом exFAT перед NTFS является скорость функционирования. То есть, exFAT работает быстрее, чем NTFS. Эффективность операции «записи» в exFAT увеличивается за счет уменьшения накладных расходов файловой системы. Однако, exFAT не обладает многими полезными характеристиками, которые присущи NTFS. Например, уровень безопасности файлов и улучшенное управление дисковым пространством. Так что вопрос, что лучше – NTFS или exFAT, тоже не однозначен.

В чем разница между exFAT и FAT32?

Несмотря на то, что эти системы имеют схожее происхождение, вы обнаружите несколько существенных отличий при сравнении exFAT и FAT32. Основное отличие заключаются в том, что система exFAT была разработана специально с учетом различных форматов внешних накопителей информации (USB-флешки, SSD-диски, SD-карты). То есть её поддерживает большее количество устройств, чем FAT32. ExFAT является самой простой в использовании файловой системой, а устройства с ней отлично читаются и перезаписываются как на Windows, так и на Mac OS, Linux. ExFAT также избавляет вас от ограничений на размер файлов и разделов, которые свойственны системе FAT32.

Влияние на износ чипов памяти

Так какая файловая система лучше, а какая хуже?

Типы и различия ФС

В ОС от Microsoft используются только две файловые системы. Это FAT32 и NTFS. У них много отличий, однако, в нашем случае играет роль лишь один момент. У файловой системы FAT32 есть одно очень серьезное ограничение. Это невозможность записи файла размером больше, чем 4 Гб. В это же время у NTFS таких проблем не существует.

Развитие цифровых технологий (например, 4К-видео) делает даже обычный видеоклип больше, чем 4 Гб. Не говоря уже о фильмах. Естественно, закинуть их на флешку мы уже не можем. Поэтому съемный накопитель многие пользователи банально форматируют в NTFS и забывают о таких проблемах.

Какую файловую систему выбрать

Общие советы по выбору

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.