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

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。

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。

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。

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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