什么是ReFS 文件系統(tǒng)? ntfs和refs的優(yōu)缺點(diǎn)區(qū)別介紹
我要評(píng)論數(shù)十年以來，Windows 系統(tǒng)一直將 NTFS 作為「內(nèi)置硬盤」的默認(rèn)文件系統(tǒng)。不過近些年來，微軟還在研發(fā)一款名為 ReFS 的新文件系統(tǒng)。它的全稱是 Resilient File System，即「彈性文件系統(tǒng)」。
盡管 ReFS 并不是一個(gè)全新的概念，但它在 Windows 客戶端系統(tǒng)中的應(yīng)用卻一直都非常有限。然而，最近有用戶在 Windows 11 Insider 的安裝界面中發(fā)現(xiàn)，可以使用 ReFS 來格式化硬盤。這是不是意味著，ReFS 有望在未來成為 Windows 桌面的默認(rèn)文件系統(tǒng)呢？
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什么是 ReFS？
顧名思義，ReFS 是微軟為了增強(qiáng) Windows 數(shù)據(jù)可靠性而打造的新一代文件系統(tǒng)。它集成了多種錯(cuò)誤檢測(cè)和校正機(jī)制，能夠主動(dòng)預(yù)防或修復(fù)損壞數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定存儲(chǔ)。
ReFS 內(nèi)置了數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)機(jī)制，可以定期掃描卷上的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)未被損壞。配合 Windows「存儲(chǔ)空間」使用，ReFS 在發(fā)現(xiàn)某個(gè)卷中的數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)，可以自動(dòng)從其他健康的卷中調(diào)取正確數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。整個(gè)修復(fù)過程不會(huì)中斷數(shù)據(jù)訪問，也無需管理員手動(dòng)干預(yù)，系統(tǒng)就能完成數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)。
實(shí)際上，ReFS 在 Windows Server 領(lǐng)域已經(jīng)有了十多年的使用歷史和經(jīng)驗(yàn)積累，首次亮相是在 Windows Server 2012 上。此后，微軟也在不斷為其添加新特性和增強(qiáng)功能。
Windows Server 支持
| Windows Server 版本 | ReFS 版本 | 引入功能 |
|---|---|---|
| Windows Server 2012 | 首次引入 ReFS | – 支持完整性流，元數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)（可選）都會(huì)被校驗(yàn)。 – 結(jié)合 Storage Spaces，在鏡像或奇偶校驗(yàn)池中，自動(dòng)修復(fù)損壞數(shù)據(jù)，而無需離線操作。 |
| Windows Server 2012 R2 | ReFS 1.2 | 增加了對(duì)部分 NTFS 特性的支持，并可以使用替代數(shù)據(jù)流。 |
| Windows Server 2016 | ReFS 3.x | 支持超大 ReFS 格式 VHD(X) 虛擬磁盤、塊級(jí)克隆、鏡像加速奇偶校驗(yàn)等虛擬化特性。 |
| Windows Server 2019 | ReFS 3.4 | 引入重復(fù)數(shù)據(jù)刪除功能。 |
| Windows Server 2022 | ReFS 3.7 | 支持在線捕獲單個(gè)文件快照，并進(jìn)一步優(yōu)化了 Storage Spaces Direct 等存儲(chǔ)堆棧。 |
| Windows Server 2025 | ReFS 3.10 | 支持原生去重與壓縮，優(yōu)化了虛擬化和開發(fā)者場(chǎng)景，例如實(shí)時(shí)分層移動(dòng)數(shù)據(jù)、自動(dòng)調(diào)整讀寫策略等。 |
Windows 客戶端支持
| Windows 客戶端版本 | ReFS 版本 | 引入功能 |
|---|---|---|
| Windows 10/11 | ReFS 3.3 | 從 Windows 10 v1709 起，企業(yè)版和專業(yè)工作站版可以「新建」 ReFS 卷，但其他版本只能讀寫已有 ReFS 卷。 |
| Windows 11 22H2/23H2 | ReFS 3.7 | 引入 Dev Drive 功能，支持用 ReFS 格式創(chuàng)建開發(fā)者專用卷，并優(yōu)化塊級(jí)復(fù)制，改進(jìn)稀疏文件支持，大幅加速了大規(guī)模文件復(fù)制。 |
| Windows 11 24H2 | ReFS 3.10 | 新增個(gè)人數(shù)據(jù)加密和 LZ4/zstd 壓縮支持。 |
需要注意的是，ReFS 目前并不是為普通用戶量身打造，它還無法完全取代 NTFS，而是更適用于服務(wù)器等需要大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的特定場(chǎng)景。
ReFS 與 NTFS 特性對(duì)比
| 特性 | ReFS（Resilient FS） | NTFS（New Technology FS） |
|---|---|---|
| 文件/卷容量 | 最大單個(gè)文件和卷可達(dá) 35 PB（1 PB = 1024 TB）。 | 最新版支持高達(dá) 8 PB，老版本上限為 256 TB。 |
| 數(shù)據(jù)完整性 | – 完整性流：元數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)（可選）都具有 64 位校驗(yàn)和。 – 配合 Storage Spaces 能夠自動(dòng)修復(fù)損壞的數(shù)據(jù)。 | 只校驗(yàn)元數(shù)據(jù)，依賴硬盤自帶的 CRC，需要手動(dòng)運(yùn)行 CHKDSK 來修復(fù)錯(cuò)誤。 |
| 文件壓縮 | – Windows Server 2025 引入了專用的去重和壓縮優(yōu)化。 – 在文件系統(tǒng)層面，仍沒有類似 NTFS 壓縮的功能。 | 原生支持文件系統(tǒng)壓縮功能，可以在文件屬性中啟用。 |
| 文件加密 | – 不支持 EFS 加密文件系統(tǒng)。 – 從 Windows 11 24H2 開始，可以使用「?jìng)€(gè)人數(shù)據(jù)加密」 – 支持使用 BitLocker 進(jìn)行卷加密。 | 原生支持 EFS 和 BitLocker，文件和卷都可以進(jìn)行加密。 |
| 兼容性 | – 支持大部分 Win32 API、NTFS 權(quán)限（ACL）。 – 有限支持重解析點(diǎn)、USN 日志等。 – 與 Storage Spaces 緊密集成。 – 不支持 NTFS 的擴(kuò)展屬性、8.3 短文件名、對(duì)象 ID、磁盤配額等。 | 完整支持所有 NTFS 特性，可以用作系統(tǒng)盤，兼容所有 NTFS 文件過濾器。 |
| 日志/事務(wù)支持 | 不使用傳統(tǒng)的日志元數(shù)據(jù)事務(wù)（無 TxF/日志事務(wù)），而是采用寫時(shí)復(fù)制等機(jī)制來保障數(shù)據(jù)一致性。 | 擁有獨(dú)立的$LogFile日志文件，支持寫前日志、事務(wù)處理等，元數(shù)據(jù)的變化可以回滾。 |
| 性能特性 | – 專門針對(duì)虛擬化和大文件進(jìn)行優(yōu)化。 – 支持塊級(jí)克隆、稀疏有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等功能，能夠快速?gòu)?fù)制和克隆大文件。 – 在 Storage Spaces Direct 上，支持鏡像加速奇偶校驗(yàn)。 – 支持卷內(nèi)分層自動(dòng)優(yōu)化，將熱點(diǎn)數(shù)據(jù)保存在高性能存儲(chǔ)中。 | – 沒有原生的塊級(jí)克隆或自動(dòng)分層等特性。 – 通過 NTFS 日志和磁盤緩存實(shí)現(xiàn)可靠性能。 – 傳統(tǒng) NTFS 在多文件復(fù)制和虛擬磁盤操作上速度較慢。 |
| 適用場(chǎng)景 | 高可靠性場(chǎng)景：例如超大數(shù)據(jù)中心、虛擬化主機(jī)、備份存儲(chǔ)、容錯(cuò)存儲(chǔ)池等。能夠自動(dòng)修復(fù)數(shù)據(jù)損壞、支持超大容量，還能在 Dev Drive 下加速開發(fā)者的讀寫操作。 | 通用場(chǎng)景：例如系統(tǒng)盤、普通軟件存儲(chǔ)，兼容舊應(yīng)用和驅(qū)動(dòng)程序。在小文件和多量級(jí)事務(wù)處理上表現(xiàn)穩(wěn)定。碎片和錯(cuò)誤主要依靠系統(tǒng)或第三方工具進(jìn)行維護(hù)。 |
對(duì)于普通用戶的日常使用來說，ReFS 缺少了一些基礎(chǔ)功能，有的甚至可以說是剛需。因此，ReFS 目前主要還是服務(wù)于特定的企業(yè)級(jí)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)場(chǎng)景，暫時(shí)無法成為個(gè)人用戶的主力選擇。
ReFS 會(huì)取代 Windows PC 上的 NTFS 嗎？
從微軟近期的動(dòng)作來看，微軟正在積極開發(fā) ReFS。它確實(shí)有潛力取代 NTFS，成為 Windows PC 的默認(rèn)文件系統(tǒng)。但也需要滿足一些特定的硬件和條件，例如：
- 多硬盤存儲(chǔ)空間：ReFS 能夠在多硬盤的「存儲(chǔ)空間」環(huán)境下，自動(dòng)修復(fù)和校正數(shù)據(jù)損壞。然而，大部分家用 PC 根本用不到這種高階功能，普通用戶也很難在日常使用中體會(huì)到 ReFS 的糾錯(cuò)能力。
- 性能改進(jìn)：ReFS 的性能提升主要依賴于虛擬硬盤和存儲(chǔ)空間等企業(yè)級(jí)配置，而普通用戶的設(shè)備通常不具備這樣的硬件條件。
- 超大卷和文件支持：ReFS 支持高達(dá) 35 PB 的單個(gè)文件或卷容量，但對(duì)普通用戶來說，這么大的容量幾乎根本不可能用得上。
- 數(shù)據(jù)遷移難度：更換文件系統(tǒng)最保險(xiǎn)的方法就是——將數(shù)據(jù)備份出來，重新格式化之后，再重新導(dǎo)入。如果直接轉(zhuǎn)換，一旦翻車，那將是全球性的災(zāi)難級(jí)后果。
總的來說，微軟目前并沒有強(qiáng)烈動(dòng)力立刻讓 ReFS 成為 Windows 11 的主力文件系統(tǒng)。ReFS 還需要進(jìn)一步完善，特別是還有一些關(guān)鍵功能尚未完全補(bǔ)齊。未來，它有可能會(huì)逐步普及，但在短期內(nèi)成為默認(rèn)選項(xiàng)并不太現(xiàn)實(shí)。
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