Resilient File System（ReFS）について知る必要があるすべて

Windowsユーザーは、Windowsコンピュータ上でハードドライブをフォーマットする場合、NTFS、FAT32、exFAT などの一般的なWindowsファイルシステムに非常に馴染んでいなければならない。このうち、NTFS は、この OS の最新バージョンのほとんどでデフォルトのファイル形式です。

ただし、Microsoft は、Windows 10 に含まれる Windows Server 2012 で独自のファイル システムである ReFS を導入しました。これは、次世代のNTFSのファイルシステムとなることを目指しています。

以下のテキストを読んでReFSについて詳しく理解してください。

ReFSとは何ですか？

ReFSはResilient File Systemの略であり、データの整合性を保ち、データの耐性を保護し、データの可用性を最大化するために設計されたMicrosoftの最新のファイルシステムです。

NTFSの問題に対処することを目的としたReFSは、NTFSから更新された一連の機能を表していますが、NTFSは、古いファイル システムでは利用できないパフォーマンス、信頼性、機能を提供します。

ReFSの主な設計上の利点には、自動整合性チェックとデータのスクラビング、CHKDSKの実行の必要性をなくし、データの破損から保護する、非常に長いパスとファイル名の処理、ハードディスクの障害と冗長性の組み込み処理などがあります。

最初はWindows Server 2012でReFSがサポートされ、そのバージョンではディスククォータ、代替データストリーム（ADS）、および拡張属性など、いくつかのNTFSの機能が削除されました。

ReFSは非常に長いパスとファイル名を処理できるため、停電時にデータが破損する可能性は非常に低く、Windows Server 2016で導入されたWindowsストレージスペースともうまく機能します。

ReFSはWindowsユーザーにとって素晴らしいファイルシステムですが、すべてのオペレーティングシステムと互換性がありません。次のリストを参考に、お使いのオペレーティングシステムがReFSをサポートしているかどうかを確認できます。

ReFSの利点と欠点

コインには裏表があり、ReFS も例外ではありません。ここでは、ReFS の長所と短所を挙げます。

ReFSの特徴

自動的な整合性チェックとデータ スクラブ

ReFSは、CHKDSK を実行せずにデータ破損を検出して修正できます。また、定期的にボリュームをスキャンし、Storage Spacesyaやミラーアクセラレーテッドパリティによって提供される冗長なデータのコピーを使用して潜在的なエラーを修復します。

大規模なスケーラビリティと組み込みの耐障害性を許可

ReFSは、メタデータとファイルデータを含むディスク上のすべての構造にB+ツリーを使用し、データにアクセスするために必要なI/O操作の数を削減します。ReFS は、最大 16 EB のファイル サイズ、最大 18.4 × 1018 のディレクトリ、最大 1 YB (64 KB クラスターのボリューム) のファイル サイズを簡単に処理できるため、ファイルとディレクトリのサイズに実質的な制限がなく、大規模なスケーラビリティが実現します。

ReFSは、メタデータに対してallocate-on-writeの更新ポリシーを使用し、新しいブロックを割り当て、各更新に対してバルクIOを使用します。すべてのReFSメタデータは独立して64ビットのチェックサムで保存されます。ファイルデータは、別のオプションで「整合性ストリーム」のチェックサムを持つことができ、その場合、ファイルの更新ポリシーもallocate-on-writeを実装します。新しい「整合性」プロパティは、ファイルとディレクトリに適用することができます。ファイルデータまたはメタデータが破損している場合、ファイルはボリューム全体をオフラインに保持する必要なく直接削除することができ、バックアップからファイルを復元することができます。

ストレージの仮想化とミラーリング

ReFSはストレージスペースとシームレスに統合され、ストレージ仮想化レイヤーによりデータをミラーリングやストライプ化し、マシン間で共有ストレージプールとして使用することができます。ReFSの回復可能な機能は、データスクラブプロセス (オプションで有効化) を使用してファイルのミラーコピーが破損しているかどうかを検出することで、ストレージスペースによって提供されるミラーリング機能を強化します。データスクラブプロセスでは、定期的にすべてのコピーを読み取り、チェックサムを検証し、破損したコピーを正常なコピーに置き換えます。

ReFSの欠点

素晴らしい機能を持っている一方で、いくつかの欠点も存在します。NTFSからReFSに切り替えることはできません。つまり、データの損失なしでNTFSディスクをReFSディスクに変換することはできません。さらに、ReFSは現在、システムドライブのフォーマットをサポートしていません。

さらに、Windows はReFSファイルシステムから起動することはできず、NTFSファイルシステムから起動できます。現時点では、ReFSはStorage Spacesとのみ使用できます。Windows 10では、古いパーティションをReFSとしてフォーマットすることもできません。

ReFS VS VTFS

ReFSはNTFSのほとんどの機能を借用していますが、現時点では ReFS は NTFS の完全な代替品ではありません。両者の間にはいくつかの違いがあります。

拡張性：先述しましたが、ReFSの主な特徴は大規模な拡張性で、最大容量は 262,144 エクサバイトですが、NTFS は 16 エクサバイトしか提供しません。ReFSは長いパスやファイル名を簡単に処理できるため、最大パス長は32,768文字ですが、NTFSの最大ファイルパス長は255文字です。

回復力：ReFSでは、手動でCHKDSKを使わなくても、データの破損を検出し修正することができ、自動的に完了します。しかし、NTFSはログファイルとチェックポイントを使用するため、システム障害時にはCHKDSKを手動で実行する必要があります。

パフォーマンス：NTFSはディスククォータ、ファイル圧縮、サイズ変更などの機能によりパフォーマンスが向上しますが、ReFSのミラーアクセラレーテッドパリティはさらに優れたパフォーマンスと効率的なストレージを提供します。

互換性：NTFSはすべてのWindowsバージョンと互換性がありますが、ReFSはWindows Server 2012、Windows 8.1以降の新しいバージョンとのみ互換性があります。

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