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耐久性ファイルシステム(ReFS)について知る必要があるすべて

Updated on 2024年6月14日金曜日

iBoysoft author JackYamamoto

Written by

JackYamamoto
Professional tech editor

Approved by

Jessica Shee

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概要: ReFSはNTFSの後継であり、NTFSが考案されて以来重要な問題となっていた問題を克服するために設計されました。この投稿では、これらの2つのファイルシステムの比較を含めて、このファイルシステムについて詳しく紹介します。

耐久性ファイルシステム

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しようとする際に一般的なWindowsファイルシステムに非常に馴染みがあります。例えば、NTFS、FAT32、およびexFATであり、これらの中でNTFSはこのOSのほとんどの最新バージョンのデフォルトファイルフォーマットです。

ただし、MicrosoftはWindows Server 2012でプロプライエタリなファイルシステムであるReFSを導入し、Windows 10に含まれています。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について深く理解しましょう。

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の問題に対処するために目指しているReFSは、NTFSから更新された一連の機能を提供しています。ただし、NTFSは古いファイルシステムにはないパフォーマンス、信頼性、および機能を提供しています。

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、電源障害時のデータ破損の確率が非常に低くなり、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。

  • Windows Server 2022/2019/2016/2012
  • Windows 8.1以降

ReFSの利点と欠点

メリットとデメリットがあるReFSも例外ではありません。以下にReFSの利点と欠点をリストアップします。

ReFSの特徴

自動的な整合性チェックとデータスクラビング

ReFSは、CHKDSKを実行せずにデータの破損を検出および修正するのに役立ちます。また、定期的にボリュームをスキャンし、Storage Spacesまたは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、メタデータおよび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、16 EBまでのファイルサイズ、18.4×1018個までのディレクトリ、および1 YB(64 KBのクラスタを持つボリューム)までの容量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用的な制限がありません。

Bツリーの構造

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またはストライプ化し、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、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、データスクラビングプロセス(オプションで有効になっている場合)を使用して、ファイルのミラー化されたコピーが破損していないかどうかを検出し、すべてのコピーを定期的に読み取り、チェックサムの検証を行い、破損したコピーを正常なコピーで置き換えます。

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ファイルシステムではなく、NTFSファイルシステムから起動することができます。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はできません。

ReFS VS VTFS

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

ReFS VS NTFS

拡張性:先述しましたが、ReFSの主な特長は大規模な拡張性で、最大容量は262,144エクサバイトであり、一方でNTFSは16エクサバイトしか提供していません。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。

耐障害性:ReFSはデータの破損をCHKDSKを手動で使用せずに検出および修正することができ、プロセスは自動的に完了します。一方、NTFSはログファイルとチェックポイントを使用するため、システムの障害時には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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