Особенности и отличия файловых систем FAT32 (16), NTFS и ExFAT

Вы знаете, что Windows Phone использует NTFS? Почему большинство карт памяти и почти все USB-накопители по-прежнему используют старый-добрый FAT? Почему вы можете хранить полноразмерные HD-фильмы на некоторых флеш-накопителях и не можете на других? Почему некоторые устройства поддерживают только карты памяти SDHC до 32 ГБ, и что можно сделать, чтобы заставить их использовать 64 ГБ SDXC? Эти и многие другие вопросы связаны с типом файловой системы, используемой конкретным устройством хранения. Но как это связано с Windows?

Содержание:

Файловые системы Windows

В начале истории персональных компьютеров (думаю, в эпоху текстовых DOS-боксов и дискет) единственной используемой файловой системой была FAT12. С появлением жестких дисков, способных хранить несколько мегабайт данных (да, именно мегабайт, а не гигабайт!) была разработана новая версия FAT под названием FAT16. Под эту файловую систему и разрабатывался Windows 95, получив лишь «апгрейд» в виде поддержки более длинных имен файлов. В Windows 98 Microsoft добавили поддержку еще одной новой версии FAT под названием FAT32 для поддержки больших жестких дисков (да, к тому времени мы уже начали измерять дисковое пространство в гигабайтах).

В параллельной вселенной Windows NT Microsoft все время использовала файловую систему новых технологий, или NTFS. Windows NT 4, Windows 2000, а затем Windows XP, Vista, Windows 7, 8, 8.1 и новые Windows 10 используют NTFS.

В еще одной параллельной вселенной – вселенной съемного хранилища вы можете выбирать между универсальным FAT32 (при этом столкнувшись с его ограничением в размерах файлов в 4 ГБ) и более новым, но не так широко поддерживаемым (из-за ограничений по лицензированию) exFAT. Кстати, exFAT используется в качестве файловой системы по выбору на всех картах SDXC емкостью 64 ГБ и более.

Итак, в настоящее время у нас есть три различных семейства файловых систем: древняя, но все же широко применяемая FAT32, новая NTFS и свежеразработанная, оптимизированная на основе Solid ExFAT. Какую из этих файловых систем использовать, и когда? И каковы различия между ними?

FAT32: Очевидный выбор

FAT32 по-прежнему остается единственной файловой системой, используемой в Windows 98 или Windows ME. FAT32 фактически является файловой системой выбора для карт памяти SD до 32ГБ включительно. Наконец, FAT32 часто используется для форматирования USB-накопителей, в том числе емкостью 64ГБ и выше.

Старичок FAT32… Его основные ограничения хорошо известны. FAT32 поддерживает работу с файлами размером не более 4 ГБ. Если кажется, что для одного файла это много, вспомните о том, что один видеоролик в формате HD занимает от 4,5 до 10 ГБ, и сразу станет понятно, насколько данное ограничение существенно в современных реалиях. Его другие ограничения включают в себя отсутствие надежной поддержки, абсолютное отсутствие контроля доступа, отсутствия шифрования, сжатия или отказоустойчивости.

Читайте также:  Как разбить жесткий диск на разделы в Windows

Иначе говоря, это совершенно простая и легкая файловая система, которая подходит практически для любой портативной электроники с низкой производительностью, такой как цифровые камеры и видеокамеры, простые смартфоны, MP3-плееры и аналогичные устройства. Из-за его почтенного возраста и широкой популярности в Windows с 1997 года FAT32 поддерживается практически всей техникой, включая холодильник и кофеварку. Другими словами, если вы хотите носить с собой одно съемное запоминающее устройство и быть уверенным, что его можно использовать с любым подключаемым модулем, FAT32 – то, что вам нужно.

NTFS: системный диск

Однако ограничения FAT32 не позволят эффективно использовать ее в современных вычислительных средах. Отсутствие контроля доступа – это одно, абсолютное отсутствие ведения журнала и каких-либо намеков на отказоустойчивость – это другое. Ограниченный размер файла также является огромным минусом. В результате Microsoft представила новую файловую систему, которую они назвали файловой системой новых технологий, или NTFS.

В NTFS есть все, чего не хватает FAT. Мощные параметры контроля доступа? Пожалуйста. Отказоустойчивость и ведение журнала? Получите. Мгновенное сжатие и шифрование отдельных файлов, папок и целых томов диска? Конечно. Альтернативные потоки данных, повышенные меры безопасности, резервное копирование самой файловой системы и важных системных файлов и многие другие функции… Начиная с его первоначального выпуска в 1994 году, NTFS получала все новые обновления, в том числе, повышающие ее совместимость. Ее великолепный дизайн и простая реализация по-прежнему не имеют аналогов среди других файловых систем даже сегодня. Она достаточно универсальна для использования даже на смартфонах начального уровня под управлением Windows Phone 8 и 8.1. Но, если это такая отличная файловая система, почему ее не используют все и везде?

Как вы могли ожидать, NTFS не лишена недостатков. Разработанная еще в 1994 году для серверных операций, эта файловая система всегда требовала большой вычислительной мощности для поддержания своих многочисленных структур. Ее системные записи быстро растут, занимают драгоценное пространство и добавляют дополнительную нагрузку на эти устройства хранения, использующие флэш-память NAND. Наконец, если использовать что-либо, кроме больших жестких дисков, ее накладные расходы окажутся слишком велики, поэтому всеобщее признание система пока так и не завоевала. И последнее, но не менее важное: NTFS запатентована Microsoft, которые не желают открывать лицензии на эту файловую систему конкурентам.

exFAT: лучшее, если поддерживается…

Чтобы преодолеть ограничения FAT32 и уменьшить дополнительную нагрузку, оказываемую NTFS на носители на основе NAND, Microsoft разработала еще одну файловую систему под названием Extended FAT или exFAT. Эта файловая система в значительной степени основана на той же концепции, что и оригинальный FAT, только теперь она является настоящей 64-битной файловой системой без ограничения размера файла, существующего в FAT32. Именно поэтому exFAT используется как стандарт для больших SD-карт (стандарт SDXC требует, чтобы все SD-карты размером 64 ГБ и более были отформатированы с помощью exFAT). Поэтому, если вы покупаете 64-гигабайтную карту microSDXC, она будет работать на основе exFAT … и по этой причине она может не распознаваться вашим смартфоном или планшетом.

Читайте также:  Программа для восстановления данных

Причина, по которой exFAT не заменила древний FAT32 повсюду – платное лицензирование. В отличие от FAT32, которая бесплатна для всех без роялти, с производителей, которые хотят использовать exFAT на своих устройствах Microsoft взимает плату за лицензирование. В результате создатели телефонов Android, низкоуровневых Android-планшетов и дешевых камеры предпочитают сэкономить несколько центов стоимости устройств (в пересчете на единицу выпущенной техники) на лицензировании, предпочитая исключить exFAT из списка поддерживаемых файловых систем. В результате, если вы вставляете новую 64-гигабайтную микро SD-карту в такое устройство, карта, скорее всего, не будет распознана.

Можете ли вы самолично преодолеть это ограничение? В большинстве случаев да, и довольно легко. Просто подключите свою SD-карту к ПК через устройство чтения карт и отформатируйте ее с помощью … вы догадались… FAT32! Таким образом, вы потеряете возможность хранить на ней файлы размером более 4 ГБ, но ваша карта памяти, скорее всего, будет распознана и будет бесперебойно работать на устройстве Android, которое по техническим характеристикам вроде как и не должно поддерживать SD-карты емкостью более 32 ГБ.

(Обратите внимание, что некоторые устройства могут быть слишком старыми, чтобы распознавать карты памяти SDXC чисто физически. Да, таковые не производятся вот уже несколько лет, но выпущенные ранее устройства могут по-прежнему не поддерживать карту SDXC независимо от того, с какой файловой системой она поставляются)

Однако минуточку… Windows Phone – это ОС Microsoft, так не будут ли устройства Windows Phone поддерживать exFAT по умолчанию? Так и есть! Windows Phone 8 и 8.1 действительно поставляются со встроенной поддержкой exFAT, бесплатной для производителей, которые хотят выпускать устройства для платформы Windows Phone. Microsoft предлагает бесплатную лицензию exFAT в рамках своего «пакета стимулирования», призванного побудить большее число производителей присоединиться к платформе Windows Phone.

Наконец, все или почти все планшеты с операционной системой Windows RT и полной версией Windows 8 или 8.1 поддерживают exFAT и распознают 64-ГБ и более крупные SD-карты без труда.

Восстановление файловых систем Windows

Практически каждый инструмент восстановления данных на базе Windows предлагает поддержку FAT32 и NTFS. Инструменты, поддерживающие exFAT, гораздо менее доступны из-за ограничений лицензирования Microsoft. Одним из инструментов поддержки всех трех файловых систем Windows является RS Partition Recovery.

Наконец, если вам нужна только поддержка одной из файловых систем, вы можете сэкономить, выбрав RS NTFS Recovery или RS FAT Recovery.

Файловая система — это основа, на базе которой происходят манипуляции с любыми данными, выполняемыми на компьютере, начиная загрузкой ОС и заканчивая чтением текстовых документов в блокноте. Эпоха первых Windows проблемы выбора файловой системы не ставила, так как она была представлена в одном единственном варианте — FAT16.

С появлением Windows 95 появилась альтернатива существующей файловой системе в виде fat32, но выбор не стал проблематичным, так как усовершенствованная версия была, очевидно, лучше предыдущей.

А вот уже появление Windows XP внесло смуту в ряды пользователей по поводу вопроса выбора между существующими файловыми системами. Актуальным стал вопрос, что лучше fat32 или ntfs? Сейчас и попытаемся в этом разобраться.

Что такое файловая система

Файловая система осуществляет управление процессами хранения и доступа к файлам на компьютере. Главное понятие в этой системе называется кластером — определение минимального размера данных на диске.

Так, если «вес» файла — 1 байт, а размер кластера на жестком диске составляет 8 КБ, соответственно файл на винчестере займет один кластер. В том случае, если «вес» файла составит 8,1 КБ, на диске его размер уже будет занимать два кластера, то есть 16 КБ. А теперь представьте, какое количество файлов может содержаться на жестком диске, и вы поймете насколько велико значение кластера и всей файловой системы в процессе хранения информации. Особо в данном случае хочется отметить, что размеры кластера зависят от типа файловой системы.

Кроме того, важным является момент того, как система осуществляет заполнение свободной области на диске. Некачественный алгоритм может привести к тому, что будет происходить фрагментация данных, то есть расстояние между частями одного файла, хранящегося на диске, будет достаточно велико.

FAT32 и ее особенности

Итак, fat32 что это и каковы ее главные характеристики? В теории размер диска этой системы имеет ограничение 8 ТБ. Но, практика показывает, что те средства администрирования, которые встроены в наиболее распространенные ОС — Windows 2000 и Windows XP не имеют возможности создания раздела большего, чем 32 ГБ. Впрочем, в большинстве случаев этого более чем достаточно. Максимальный объем файла в fat32 — не более 4 ГБ.

А сейчас обратимся к фактам не совсем приятным. В числе других, важная характеристика файловой системы – это ее стабильность, параметры устойчивости ко всевозможным ошибкам. fat32 тут особо похвастать нечем. Самой распространенной ошибкой в этой области становится неправильная запись данных, которые говорят об объеме свободного места. В fat16 этот параметр вычислялся, а в fat32 он просто записывается в загрузочной области. В этой ситуации, когда мы копируем, удаляем или перемещаем файл, наша операционная система не справляется с обновлением записи данных, которые содержат информацию о количестве свободного места на диске. Исправляется данная ошибка только применением специальной программы, которая осуществляет полную проверку жесткого диска.

NTFS и ее особенности

Если выбирать между fat32 или ntfs по параметрам ограничений размера винчестера, то последняя в этом пункте очевидно выигрывает, так как у нее этих ограничений не имеется. Устойчивость этой файловой системы тоже несколько более высока, она может пережить даже значительные повреждения поверхности винчестера.

Организация каталога в этой системе представлена специфическим файлом, который имеет ряд ссылок на другие файлы и системы каталогов. Подобная система во много раз сокращает временные затраты на поиски необходимого файла. По этому параметру выбор между ntfs или fat32 очевиден.

NTFS сжимает данные на уровне файловой системы, что дает возможность более быстрой организации с ними всех рабочих процессов. Механизмы сжатия отличаются гибкостью, которые позволяет упаковать половину файла, а оставшуюся составляющую не сжимать вовсе.

Преимущества этой системы по сравнению с fat32 весомы, но в большинстве случаев и возможности последней для пользователей оказываются более чем достаточными.

Как форматировать флешку в ntfs или в fat32

Для более наглядной иллюстрации возможностей файловых систем рассмотрим их на примере форматирования флешки. Вопрос выбора, что лучше в данном случае — форматирование флешки в ntfs или в fat32 не составляет сколь-нибудь значительной проблемы, так как ответ на него прост и очевиден. Так, если планируется запись на этот носитель файлов, объем которых превышает 4 ГБ, тогда форматировать флешку в ntfs будет более разумно. Если же объем записываемых файлов будет меньше указанного параметра, смело выбираем fat32, мы ведь помним, что для fat32 максимальный размер файла (max file size) = 4Gb.

Процесс форматирования флешки предполагает создание на ней файловой системы, которая организует возможность доступа к информации, способы хранения и систематизации данных. После того, как вы отформатируете носитель, все, что на нем хранилось, удалиться. При необходимости определенное количество данных с применением специальных программ можно восстановить, но эту возможность реализовать удается далеко не всегда.

Распространено мнение, что форматирование флешки – это просто способ очистки ее от содержащихся данных. Но такое сравнение не совсем правомерно, так как удаление информации в процессе форматирования – это лишь следствие основного процесса, который представляет собой создание базовой структуры доступа к информации.

Пошаговая инструкция по форматированию флешки

Существует определенное количество причин, по которым форматирование флешки становится необходимым:

• очистка от ненужных файлов;
• нейтрализация ошибок в рабочих процессах;
• нейтрализация наличия вредоносных составляющих;
• изменение файловой системы.

Как флешку отформатировать в ntfs или fat32? Мероприятие не представляет особой сложности, в силу чего этот способ очень распространен. Вот пошаговая инструкция выполнения процесса:

• вставляем носитель в компьютер;
• находим его в папке «Компьютер»;

• кликаем на обозначение правой кнопкой мыши;
• в появившемся списке выбираем «форматировать»;

• в появившемся окне выбираем тип файловой системы, с помощью которой вы бы хотели отформатировать носитель (о параметрах выбора мы говорили выше);

• пункт «размер кластера» не меняем;
• в пункт «метка тома» вписываем имя носителя;
• для активизации процесса нажимаем «начать»;

• после завершения процесса жмем «ок».

Теперь вы знаете, как форматировать флешку в ntfs и fat32 и факт того, что процесс этот не представляет собой особых сложностей, налицо.

NTFS, FAT или exFAT это совершенно разные файловые системы, которые могут использоваться для хранения данных на различных носителях. Обе созданы в компании Microsoft и в основном используются для Windows, но поддержка в ядре Linux для них тоже есть.

Чаще всего NTFS используется для установки операционной системы Windows или разделов Windows для файлов, в то время как FAT часто применяется на флешках или других внешних накопителях. Также FAT может часто использоваться в качестве основной файловой системы для Android. В этой статье мы рассмотрим различия FAT и NTFS, подробно разберем чем они отличаются и зачем нужны.

Что такое файловая система?

Файловая система устанавливает основные правила того как будут организованны данные при записи на носитель, независимо от того, что это — жесткий диск или флеш накопитель. Файловая система описывает каким образом будут организованы папки.

Определенная часть данных под названием файл размещается в нужной области накопителя. Файловая система выполняет все необходимые вычисления, а также определяет минимальный неделимый размер блока данных, максимальный размер файла, следит за фрагментацией. Существует множество различных типов файловых систем, это, например, файловые системы для установки ОС, для внешних носителей, для оптических дисков, распределенные файловые системы. Но в этой статье мы только выполним сравнение fat и ntfs.

Что такое файловая система FAT?

Файловые системы fat32 и ntfs очень сильно отличаются. FAT расшифровывается как File Allocation Table. Это очень давняя файловая система в истории вычислительных систем. Ее история началась в 1977 году. Тогда была разработана 8 битная файловая система, которая использовалась в NCR 7200 на основе Intel 8080. Это был терминал ввода, который работал с гибкими дисками. Файловая система была написана сотрудником Microsoft, Марком Макдональдом после обсуждения ее концепции с Билом Гейтсом.

Затем файловая система FAT начала использоваться в операционной системе MDOS для платформы Z80. Спустя несколько лет были выпущены новые версии, такие как FAT12, FAT16 и FAT32.

FAT32 увеличила максимальный размер тома до 16 Тб, по сравнению с FAT16. Также был увеличен размер файла до 4 Гб. File Allocation Table 32 бит вышла в августе 1995 года для Windows 95. Но эта файловая система все еще не может использоваться для установки тяжелых приложений или хранения больших файлов. Поэтому Microsoft разработала новую файловую систему — NTFS, которая лишена таких недостатков.

FAT32 — это отличная файловая система для внешних носителей, если вам нужно передавать файлы размером не более чем 4 Гб. Она поддерживается множеством различных устройств, таких как фотоаппараты, камеры, музыкальные плееры. Все версии Windows и дистрибутивы Linux полностью поддерживают FAT32. Даже Apple MacOS ее поддерживает.

Что такое файловая система NTFS?

Для своих новых систем Microsoft разработала новую файловую систему — New Technology File System или NTFS. Она появилась в 1993 году, в Windows NT 3.1. NTFS сняла многие ограничения на размеры файлов и диска. Ее разработка началась еще в далеком 1980 году, в результате объединения Microsoft и IBM для создания новой файловой системы с улучшенной производительностью.

Но сотрудничество компаний продлилось недолго, и IBM выпустила HPFS, которая использовалась в OS/2, а в Microsoft создали NTFS 1.0. Максимальный размер одного файла в NTFS может достигать 16 экзабайт, а это значит, что в ней поместятся даже самые большие файлы.

NTFS 3.1 была выпущена для Windows XP и получила множество интересных улучшений, таких как поддержку уменьшения размера разделов, автоматическое восстановление и символические ссылки, а максимальный размер диска с файловой системой увеличен до 256 ТБ. Это несмотря на максимальный размер файла в 16 Эб.

Из других интересных функций, которые были добавлены позже можно отметить отложенную запись на диск, поддержка дефрагментации, настройка дисковых квот, отслеживание ссылок и шифрование на уровне файлов. При всем этом, NTFS сохраняет совместимость с прежними версиями.

Сейчас это журналируемая файловая система, все действия с файлами заносятся в специальный журнал, с помощью которого файловая система может быть очень быстро восстановлена при повреждениях. NTFS поддерживается в Windows XP и более поздних версиях. Если сравнивать fat или ntfs, то последняя в Linux поддерживается не полностью, возможна запись и восстановление при повреждениях, а в MacOS поддерживается только чтение.

Что такое файловая система exFAT?

Файловая система exFAT — это еще один проект Microsoft по улучшению старой файловой системы. Ее можно исполосовать там, где не подходит FAT32. Она намного легче за NTFS, но поддерживает файлы размером более 4 Гб, и тоже часто применяется на флешках и накопителях. При ее разработке Microsoft использовала свою технологию поиска имен файлов по хэшу, что очень сильно улучшает производительность.

Большинство стран признают патентное право США, поэтому любая реализация exFAT невозможна в любых системах с закрытым или открытым исходным кодом. Но Microsoft хочет чтобы эта файловая система свободно распространялась и использовалась. Поэтому была разработана версия exFAT на основе FUSE под названием fuse-exfat. Она дает полный доступ на чтение и запись. Также была создана реализация на уровне ядра Linux в Samsung, которая сейчас тоже есть в открытом доступе.

Эта файловая система тоже имеет максимальное ограничение на размер файла 16 ЭБ, но она намного легче и не имеет никаких дополнительных возможностей. Если говорить про совместимость, то она полностью поддерживается в Windows, MacOS, Android и Linux.

Различия FAT и Ntfs

А теперь рассмотрим основные различия FAT и NTFS в виде краткого резюме по каждой из файловых систем:

FAT32

• Совместимость: Windows, Mac, Linux, игровые консоли, практически все устройства, имеющие USB порт;
• Плюсы: кроссплатформенность, легкость;
• Минусы: максимальный размер файла 4 ГБ и раздела 16 ГБ, не журналируемая;
• Использование: внешние носители.

NTFS

• Совместимость: Windows, Linux, Xbox One, и только чтение в Mac;
• Плюсы: журналируемая, большие лимиты на размер раздела и файла, шифрование, автоматическое восстановление;
• Минусы: ограниченная кроссплатформенность;
• Использование: для установки Windows.

exFAT

• Совместимость: Windows XP и выше, MacOS X 10.6.5, Linux (fuse), Android;
• Плюсы: большой лимит на размер раздела и файла, легкая по сравнению с NTFS;
• Минусы: Microsoft ограничивает ее использование лицензионным соглашением;
• Использование: для внешних носителей и внешних жестких дисков.

Выводы

В этой статье мы выполнили сравнение fat и ntfs. Это очень разные файловые системы. Но понять какая файловая система лучше fat или ntfs сложно, с одной стороны NTFS имеет намного больше возможностей, но зато FAT более легкая и поддерживается везде, где это возможно. Для разделов данных в Linux, которые должны быть доступны в Windows лучше использовать FAT, а не NTFS, поскольку она поддерживается лучше. А по-вашему что лучше fat или ntfs для Linux?

Источник: fossbytes.com

Используемые источники:

• https://recovery-software.ru/blog/windows-file-systems.html
• https://windows-9.net/fat32-ntfs-formatting-flash.html
• https://losst.ru/razlichiya-fat-i-ntfs