Чем отличается FAT32 от NTFS. Типы файловых систем — в чем разница между FAT32, NTFS и exFAT

Периодически коллеги по работе меня спрашивают: «Какую файловую систему выбрать при форматировании новой флешки?».

Обычно я отвечаю, что надо выбирать NTFS, и все будет нормально. Но иногда попадаются дотошные пользователи, и они хотят узнать, почему именно NTFS, а не FAT32 или exFAT.

В этой статье я попробую объяснить разницу между этими файловыми системами с точки зрения обычного пользователя.

Сегодня актуальными файловыми системами для флешек (и других внешних носителей) являются такие: NTFS, FAT32, exFAT .

Эти системы позволяют по разному хранить файлы и дополнительную информацию о них на носителе. Каждая система имеет свои достоинства и недостатки, поэтому выбирать надо такую, которая наиболее подходит для ваших задач и файлов.

Например, FAT32 имеет ограничение на размер файлов в 4ГБ . Поэтому, если вы хотите сохранить на флешку образ DVD одним файлом 4,7ГБ (или 8,5 ГБ для двухслойного DVD), то FAT32 для этой операции не подойдет.

С другой стороны, за счет своей простоты FAT32 может обеспечить большую скорость работы, чем NTFS или exFAT. Но, опять же, при этом получается меньшая надежность при случайных потерях связи или отключения питания внешнего носителя.

Если флешка используется для переноса разных небольших по объему файлов (например офисная документация), то лучше использовать NTFS ;

Если флешка используется для переноса больших по объему файлов (например - фотографии или видеофайлы), то лучше использовать exFAT .

В таких вариантах указанные системы обеспечивают большую скорость работы флешки.

Это хорошо видно на примере карт памяти, которые в основном предназначены для фото и видеотехники. В современных устройствах файлы получаются большие, поэтому производители сразу форматируют карты памяти в системе exFAT.

Исключение для использования FAT32 может быть только в случае использования флешки для бытовой техники – телевизора, двд, авто ФМ-модулятора. Если у вас, например, телевизор может работать с флешками только в формате FAT32, то тут ничего не поделаешь – для просмотра фото или видео с флешки на ТВ придется форматировать флешку в системе FAT32.

Последние модели бытовой техники уже могут работать с разными системами, но более ранние модели «понимают» только FAT32.

Тестирование.

У меня сейчас есть 2 флешки с интерфейсом USB 2.0 – на 16 и 8 ГБ. Флешка на 16 ГБ – это Corsair Voyager . Флешка на 8 ГБ - это Silicon Power (алюминиевый корпус, код D33B29 на самой флешке).

Я протестировал обе флешки в системах NTFS, FAT32, exFAT. Сначала я копировал папку с разными файлами, а потом архив этой же папки. Для примера я взял папку игры "World of Tanks" – в ней и файлов много, и они разные по размеру.

В исходном (не сжатом) виде папка имеет параметры: файлов 3002, папок 391, объем 11,1 ГБ.

В сжатом виде получается 3 файла (чтобы записать на FAT32) – 2 по 3500 МБ и 1 на 48 МБ, общий объем 6,88 ГБ.

Тест я проводил следующим образом – форматировал флешку в нужную систему, потом записывал папку, замерял время записи, извлекал флешку, считывал папку, замерял время считывания, снова форматировал, аналогично записывал и считывал архивы, замерял время записи и считывания.

Потом переходил к следующей файловой системе. На флешку Silicon Power папку в несжатом виде я записывал до полного заполнения флешки на 8 ГБ.

В результате тестов я получил такие средние значения скорости:

Затем я нашел в интернете сайт (http://usbflashspeed.com/), на котором собраны результаты тестов разных флешек, и скачал оттуда утилиту для тестирования USB Flash Benchmark .

Этой утилитой я тоже протестировал три файловых системы на каждой флешке. Эта утилита тестирует флешку блоками данных разного объема.

На блоках данных от 16 МБ до 64КБ я увидел примерно такие же показатели скорости. На меньших блоках скорость заметно падает, но и файлы объемом 64КБ и менее сейчас встречаются редко.

А если даже и встречаются, то все равно на флешку записываются быстро. Утилита показывает результаты 2 последних тестов, возможно для сравнения между собой.

Вот пример теста флешки Silicon Power:

Тонким пунктиром показаны результаты для системы NTFS , жирной сплошной линией – для FAT32 .

Эти данные практически аналогичны показателям из моих тестов. Вы можете с помощью этой утилиты протестировать свои флешки, и понять их реальную скорость работы без долгого ожидания записи/считывания больших объемов данных.

Как видно из тестов – файловая система FAT32 иногда может иметь преимущество в скорости записи, но при этом отставать при чтении. В общем же, я считаю, что стоит придерживаться рекомендаций, указанных выше.

Если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте их комментариях.

Файловая система на вашем устройстве играет важную роль. Благодаря ей выполняется обработка и хранение данных на носителе. Файловая система ограничивает объем файла и количество символов в его имени, а также скорость обмена данными.

На данный момент в мире существует множество файловых систем, но две из них — самые популярные:

• exFAT,
• NTFS.

И при организации системы на компьютере у большинства пользователей возникает вопрос «Ntfs или exfat?». Рассмотрим каждую систему в отдельности, а после проведем сравнительный анализ.

exFat

Файловая система exFat разработана компанией Microsoft и представляет собой модернизированную версию системы FAT32. В новом воспроизводстве были сняты такие ограничения:

• Объем файла,
• Объем раздела,
• Количество файлов в одном разделе и папке.

Активнее всего используется она пользователями на съемных носителях. Однако имеется один недостаток, который может показаться камнем преткновения, многие бытовые устройства не поддерживают ее! Что же касается системы Windows, то версия XP не поддерживает exFAT по умолчанию. Но пользователь может с официального сайта скачать обновление, которое снимет это ограничение. Современные версии операционных систем обладают поддержкой exFAT.

NTFS

Данная файловая система так же была разработана корпорацией Майкрософт (разработчик Windows) и используется по сей день как современный аналог FAT32.
Если установить ее на съемный носитель, то скорость передачи данных будет довольно низкой. Обуславливается это использованием кэша при копировании данных. Работает это так:

1. Сначала информация сохраняется в кэш, скорость при этом может достигать 100 мб в секунду!
2. Но поскольку на съемном носителе кэш невелик, он быстро заполняется и скорость резко уменьшается.

В ситуации с компьютерами и ноутбуками эта фишка работает отлично, потому что объем кэша больше, а это позволяет сгладить кривую передачи данных и повысить скорость.

Сравнение файловой системы exFAT c NTFS

exFAT не имеет большинства приятных фишек, которые присутствуют в NTFS, например файловых потоков передачи данных, что увеличивает скорость обмена информацией. Но к преимуществам exFAT можно отнести использование меньшего объема служебной памяти, к тому же она способна хранить файлы размером более 4 Гб. На такое раньше была способна только NTFS.
Какую систему использовать зависит от носителя, его объема и выбора пользователя! Если не хотите испытывать свою судьбу и натыкаться на подводные камни несовместимости, тогда рекомендуется система NTFS.

На сегодня выбор файловой системы при форматировании носителя становится актуальным. Допустим, Вы хотите отформатировать жесткий диск или флэшку, при этом есть выбор: отформатировать в такие файловые системы как NTFS , FAT32 , FAT , FAT16 , exFAT . Существует еще , но таковой, по сути, не является, а обозначает наличие проблем с диском.

Пользователи начинают форматировать, как им может быть советовали, или они где-то прочитали в NTFS или FAT32, которые являются наиболее популярными файловыми системами, в отличие от остальных. Например, exFAT на сегодня, является еще не самой распространенной, да и не все операционные системы ее поддерживают.

Отличие FAT32 от NTFS

FAT32 – файловая система создана на основе FAT16. Она является наиболее старой и не безопасной. Также, технология FAT использовалась еще в Windows 95 и 98. Если Ваш носитель отформатирован под данную файловую систему, то файлы, находящиеся на носителе видны любому пользователю, имеющему доступ к компьютеру. Минус файловой системы в том, что она имеет ограничение на размер. Создать раздел более 32 Гб невозможно. Расшифровка файловой системы выглядит так: File Allocation Table.

NTFS – эта файловая система наиболее предпочтительна и имеет ряд преимуществ перед FAT32

• Может автоматически восстанавливаться в случае ошибок на диске
  
• Поддержка жестких дисков с большим объемом улучшена
  
• Более безопасная файловая система. Можно использовать шифрование или запрет на какие-либо данные.
  

Как показала практика, NTFS работает медленнее FAT32, но в обращении с файлами больших размеров работает эффективнее. Также, для NTFS потребуется больше оперативной памяти, компьютеры и прочие устройства с ОЗУ меньше 64 Мб NTFS не поддерживает. Хотя таких компьютеров, скорее всего и не существует.

В итоге, можно сказать следующее, что NTFS рационально использует дисковое пространство и неплохо работает с файлами большого размера, но FAT32 работает быстрее, правда поддерживает работу с файлами только до 4 Гб. NTFS более надежен, FAT32 не требует большого объема оперативной памяти.

Под какую файловую систему форматировать свой жесткий диск или флэшку решать Вам. Также, обсуждаем в комментариях, какая же все таки лучше.

Когда вы устанавливаете Windows XP вас установщик спрашивает: «Как форматировать диск FAT32 или NTFS». Давайте разберемся, что действительно лучше. В сугубо технические детали удаваться не буду, кому интересно поищите в Википедии или еще где то, я объясняю для «чайников».Начнем с FAT 32 (File Allocation Table) — электронная таблица размещения файлов. Это означает, что местоположения файла на записано в специальной таблице. Находиться она практически в самом начале диска. Но перед ней только загрузочная запись. После записи FAT идет корневой каталог, а потом все остальные. Максимальная длинна имени файла — 255 символов, размер файла — 4 ГБ. Виндовс ХР не может создать диск больше 32 ГБ, хотя может работать с большими дисками. При записи файла в таблицу заносятся данные о его местоположении и о свободном и занимаемом месте. Вот тут и беда FAT. Если вдруг пропадает питание при копировании файла. ОС не может записать в таблицу количество свободного места и приходится делать проверку дисков — знаменитый голубенький экран с процентами во время загрузки.

NTFS (New Technology File System) — Файловая система по новой технологии. NTFS хранит информацию о файлах тоже в таблице — в главной файловой таблице - Master File Table (MFT), она может занимать 12% всего диска. Это много конечно, но когда место исчезает, зона MFT сама уменьшается, а когда можно — сама увеличивается. Отсюда и минус — при большой загрузке диска скорость работы снизится из за фрагментации самой зоны. Каждая запись в MFT соответствует какому-либо файлу и занимает около 1 Kb. А что же нового? Надежность. Достигается она журналированием — записывается порядок действий. Было произведено копирование файла — появляется запись, если пропало питание в момент копирования — записи не будет — процедура не закончена, и в MFT все остается правильно. К достоинству следует отнести поддержка больших файлов, возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей. Кроме того, посреди диска сохраняется еще и копия MFT — MFTmirr.

Так что лучше FAT32 или NTFS?

FAT32 быстрее, требует меньше ресурсов, может кэшировать файлы небольшого размера, но низкая защита от сбоев, ограничения на размер файла и диска.

NTFS требует как минимум 64 МБ оперативной памяти под свои нужды, немного помедленнее, совершает больше движения головками при чтении записи. Но зато более защищена от сбоев и практически не имеет ограничения на размер диска. Высокая производительность при работе с файлами большого размера, и что бы не снижалась скорость работы рекомендуется не забивать диск под завязку — оставлять MFT зоне ее 12%.

Итак, если вам надо поставить машину в офисе, за которой сидит сотрудник с «кривыми» руками — однозначно NTFS.

Эту файловую систему используют такие операционные системы, как Windows NT/2000/XP. При установке NTFS, диск разделяется на две неравные части: первая отводиться под MFT (Master File Table - общая таблица файлов), называется MFT - зоной и занимает порядка 12% от общего размера диска, вторую часть занимают собственно Ваши данные. Есть еще и третья зона, но о ней позже. Что за зверь этот MFT? Это основа NTFS. Он лежит, как было сказано ранее, в MFT - зоне т. е. в начале диска. Каждая запись в MFT соответствует какому-либо файлу и занимает около 1 Kb. По своей сути это каталог всех файлов находящихся на диске. Надо заметить, что любой элемент данных в NTFS рассматривается как файл, даже MFT. Первые 16 файлов (метафайлы) в MFT - зоне являются особой кастой. В них содержится служебная информация, они имеют фиксированное положение и они недоступны даже операционной системе. Кстати, первым из этих 16 является сам MFT - файл. Существует копия первых трех записей. Помните, я говорил о третьей зоне, так вот там она и лежит и своим положением, если можно так выразиться, делит диск пополам. Зачем это сделано? Да для надежности, в случае утери информации в MFT - файле, всегда можно восстановить информацию, а там уже дело техники, как говориться. Все остальные файлы в MFT - зоне могут располагаться произвольно. Надо заметить, что в MFT - зоне теоретически кроме служебных файлов ничего не находиться. Но бывают случаи, когда места на той части диска, что отведена для пользователя не остается:-(и тогда MFT - зона уменьшается. Соответственно появляется место во второй половине диска для записи данных. Когда же в этой зоне освобождается достаточное количество свободного места, MFT - зона опять расширяется. И вот тут то появляется проблема. В MFT - зону попадают обычные файлы и она начинает фрагментироваться. Это не смертельно конечно, но и приятного тут мало. Но вернемся к нашим баранам, то бишь метафайлам. Каждый из них отвечает за какую-либо область работы. Начинаются они с символа имени $ (тем, кто занимается программированием значок известен). Приведу пример некоторых из них:

• MFT - не что иное как сам MFT
• MFTmirr - та самая копия, что по серединке диска
• LogFile - это файл журналирования
• Boot - как видно из названия, его величество загрузочный сектор
• Bitmap - карта свободного места раздела

Ну и так далее. Информация о метафайлах находиться в MFT - файле. Сложно? Есть такое дело. Но вся эта фигня придумана для увеличения надежности NTFS и себя оправдывает. Едем дальше. NTFS практически не имеет ограничения на размеры диска (во всяком случае при нынешних технологиях производства жестких дисков). Размер кластера может варьироваться от 512 b до 64 Kb, хотя обычный его размер равен 4 Kb.

Поговорим теперь о каталоге. Это метофайл с обозначением $. . Он разделен на части в каждой из которых содержится имя файла, его атрибуты и ссылка на MFT - файл. А там уже есть вся остальная информация. Каталог представляет собой бинарное дерево. Попробуем разобраться, что это за фигня такая. В каталоге информация о данных на диске расположена таким образом, что при поиске какого-либо файла каталог разбивался на две части и ответ заключался в том, в какой именно части находиться искомое. Затем та же самая операция повторяется в выбранной половине. И так до тех пор, пока не будет найден нужный файл.

А теперь о файлах. Их как таковых нет. Нормально, да! Есть так называемые стримы, или говоря нормальным русским языком - потоки. То есть, любая единица информации представляет собой несколько потоков. Один поток - это сами данные, он является основным. Другие потоки - атрибуты файла. К любому файлу можно прикрепить любой другой файл. Проще говоря, к потокам одних данных можно прикрепить совершенно новый поток и записать туда новые данные. Вот только информация по объему файла берется по объему основного потока. Пустые или малоразмерные файлы на диске отображены только в метафайлах. Сделано это в целях экономии дискового пространства. Вообще надо отметить, что понятие файл намного глубже и шире и все свойства описать довольно сложно. Отмечу, что максимальная длина имени файла может достигать 255 символов.

Ко всему прочему, файлы NTFS имеют такой замечательный атрибут как сжатый. Любой файл или даже каталог может быть сжат. Сама операция сжатия происходит незаметно, так как скорость ее довольно высока. До кучи, используется так называемое виртуальное сжатие т. е. одна часть файла может быть сжата, а другая нет. Сжатие осуществляется блоками. Каждый блок равен 16 кластерам.

В NTFS используется шифрование данных. Таким образом, если Вы снесли систему и установили ее по новой, зашифрованные файлы без соответствующей санкции прочитать не сможете.

Теперь о журналировании. Но сначала определимся с понятием транзакция. Транзакция - это действие, которое должно быть выполнено целиком и полностью (читай - корректно), в противном случае оно вообще не будет выполнено. Так вот, на основе этой фигни, при сбое во время записи данных на диск, пометок о новом файле в метафайлах сделано не будет. А место, куда была начата запись будет считать чистым. Это необходимо для предохранения:-) от различного рода геморроев. Короче, выполнил действие до конца - сделал запись, не удалось - и записывать об этом незачем. Но следует заметить, что функция журналирования сохраняет работоспособность файловой системы, а не ваших данных.

И наконец в NTFS есть еще две такие функции, как Symbolic Links - возможность создания виртуальных каталогов, и Hard Links - поддержка нескольких имен для одного и того же файла.Вот пожалуй что и все.

На данный момент времени эта файловая система является самой распространенной, хотя и сдает постепенно свои позиции после выхода Windows XP. Поддерживают FAT 32 все операционные системы семейства Windows начиная с Windows 95 OSR2. Итак, FAT 32 (File Allocation Table) - это электронная таблица размещения файлов. Находиться она практически в самом начале диска. Структура диска FAT:

1. загрузочные секторы главного и дополнительного разделов;

2. загрузочный сектор логического диска;

3. корневой каталог;

4. область данных;

5. цилиндр для выполнения диагностических операций чтения/записи;

Основное преимущество FAT 32 перед FAT 16 заключается в том, что вместо 16 разрядных записей используются 32х разрядные. Это в свою очередь увеличивает количество кластеров в разделе до 268 435 456 (в FAT - 65 536). При использовании FAT 32 размер тома равен 2 Tb, а размер одного файла может достигать 4 Gb. Заметное отличие FAT 32 от предшествующих таблиц заключается в том, что корневой каталог не занимает фиксированного места на диске и может иметь любой размер.

Размер кластера при использовании FAT 32 в разделе размером 2 Gb с 5 000 файлами равен 4 Kb (в FAT 16 - 32 Kb), в таблице будет использоваться до 524 288 записей. При этом сама таблица будет весить порядка 2 Мb.

Сравнение NTFS и FAT 32.

Ну что, займемся неблагодарным делом - сравнением двух файловых систем.

Достоинства:

1. Быстрая скорость доступа к файлам малого размера;

2. Размер дискового пространства на сегодняшний день практически не ограничен;

3. Фрагментация файлов не влияет на саму файловую систему;

4. Высокая надежность сохранения данных и собственно самой файловой структуры;

5. Высокая производительность при работе с файлами большого размера;

Недостатки:

1. Более высокие требования к объему оперативной памяти по сравнению с FAT 32;

2. Работа с каталогами средних размеров затруднена из-за их фрагментации;

3. Более низкая скорость работы по сравнению с FAT 32

Достоинства:

1. Высокая скорость работы;

2. Низкое требование к объему оперативной памяти;

3. Эффективная работа с файлами средних и малых размеров;

4. Более низкий износ дисков, вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.

Недостатки:

1. Низкая защита от сбоев системы;

2. Не эффективная работа с файлами больших размеров;

3. Ограничение по максимальному объему раздела и файла;

4. Снижение быстродействия при фрагментации;

5. Снижение быстродействия при работе с каталогами, содержащими большое количество файлов;

Итак, некоторые соображения. Обе файловые системы хранят данные в кластерах минимальный размер которого равен 512 b. Как правило обычный размер кластера равен 4 Kb. На этом сходства пожалуй и заканчиваются. Кое-что о фрагментации: скорость работы NTFS резко снижается при заполнении диска на 80 - 90 %. Это связано с фрагментацией служебных и рабочих файлов. Чем больше Вы работаете с таким загруженным диском, тем сильнее фрагментация и тем ниже производительность. В FAT 32 фрагментация рабочей области диска происходит и на более ранних этапах. Дело тут зависит от того, насколько часто Вы записываете/стираете данные. Как и в NTFS, фрагментация сильно снижает производительность. Теперь об оперативной памяти. Объем самой электронной таблицы FAT 32 может занимать в ОЗУ порядка нескольких мегабайт. Но на помощь приходит кэширование. Что записывается в кэш:

1. Наиболее используемые каталоги;

2. Данные о всех используемых в данный момент времени файлах;

3. Данные о свободном пространстве диска;

А что же NTFS? Кэшированию трудно поддаются каталоги больших размеров, а они могут достигать размеров нескольких десятков мегабайт. Плюс MFT, плюс информация о свободном месте на диске. Хотя надо заметить, что NTFS все же довольно экономно расходует ресурсы оперативной памяти. В наличии удачная система хранения данных, в MFT каждая запись примерно равна 1 Kb. Но все же требования к объему ОЗУ выше, чем для FAT 32. Короче, если Ваша память меньше или равна 64 Mb, то эффективнее с точки зрения скорости окажется FAT 32. Если больше - разница в скорости будет маленькая, а зачастую вообще никакой. Теперь о самом жестком диске. Для использования NTFS желательно наличие Bus Mastering. Что это? Это особый режим работы драйвера и контроллера. При использовании BM обмен происходит без участия процессора. Отсутствие ВМ скажется на производительности системы. Кроме этого, вследствие использования более сложной файловой системы количество движений головок чтения/записи возрастает, что так же влияет на скорость. Наличие дискового кэша одинаково положительно сказывается, как на NTFS, так и на FAT 32.