什么是ReFS 文件系統(tǒng)? ntfs和refs的優(yōu)缺點區(qū)別介紹
我要評論數(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 并不是一個全新的概念，但它在 Windows 客戶端系統(tǒng)中的應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 桌面的默認文件系統(tǒng)呢？
什么是 ReFS？
顧名思義，ReFS 是微軟為了增強 Windows 數(shù)據(jù)可靠性而打造的新一代文件系統(tǒng)。它集成了多種錯誤檢測和校正機制，能夠主動預防或修復損壞數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的長期、穩(wěn)定存儲。
ReFS 內(nèi)置了數(shù)據(jù)完整性檢測機制，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「存儲空間」使用，ReFS 在發(fā)現(xiàn)某個卷中的數(shù)據(jù)出錯時，可以自動從其他健康的卷中調(diào)取正確數(shù)據(jù)進行修復。整個修復過程不會中斷數(shù)據(jù)訪問，也無需管理員手動干預，系統(tǒng)就能完成數(shù)據(jù)的保護和恢復。
實際上，ReFS 在 Windows Server 領域已經(jīng)有了十多年的使用歷史和經(jīng)驗積累，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）都會被校驗。 – 結合 Storage Spaces，在鏡像或奇偶校驗池中，自動修復損壞數(shù)據(jù)，而無需離線操作。 |
| Windows Server 2012 R2 | ReFS 1.2 | 增加了對部分 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、塊級克隆、鏡像加速奇偶校驗等虛擬化特性。 |
| Windows Server 2019 | ReFS 3.4 | 引入重復數(shù)據(jù)刪除功能。 |
| Windows Server 2022 | ReFS 3.7 | 支持在線捕獲單個文件快照，并進一步優(yōu)化了 Storage Spaces Direct 等存儲堆棧。 |
| 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)者場景，例如實時分層移動數(shù)據(jù)、自動調(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)化塊級復制，改進稀疏文件支持，大幅加速了大規(guī)模文件復制。 |
| Windows 11 24H2 | ReFS 3.10 | 新增個人數(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，而是更適用于服務器等需要大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的特定場景。
ReFS 與 NTFS 特性對比
| 特性 | ReFS（Resilient FS） | NTFS（New Technology FS） |
|---|---|---|
| 文件/卷容量 | 最大單個文件和卷可達 35 PB（1 PB = 1024 TB）。 | 最新版支持高達 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 位校驗和。 – 配合 Storage Spaces 能夠自動修復損壞的數(shù)據(jù)。 | 只校驗元數(shù)據(jù)，依賴硬盤自帶的 CRC，需要手動運行 CHKDSK 來修復錯誤。 |
| 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「個人數(shù)據(jù)加密」 – 支持使用 BitLocker 進行卷加密。 | 原生支持 EFS 和 BitLocker，文件和卷都可以進行加密。 |
| 兼容性 | – 支持大部分 Win32 API、NTFS 權限（ACL）。 – 有限支持重解析點、USN 日志等。 – 與 Storage Spaces 緊密集成。 – 不支持 NTFS 的擴展屬性、8.3 短文件名、對象 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/事務支持 | 不使用傳統(tǒng)的日志元數(shù)據(jù)事務（無 TxF/日志事務），而是采用寫時復制等機制來保障數(shù)據(jù)一致性。 | 擁有獨立的$LogFile日志文件，支持寫前日志、事務處理等，元數(shù)據(jù)的變化可以回滾。 |
| 性能特性 | – 專門針對虛擬化和大文件進行優(yōu)化。 – 支持塊級克隆、稀疏有效數(shù)據(jù)長度等功能，能夠快速復制和克隆大文件。 – 在 Storage Spaces Direct 上，支持鏡像加速奇偶校驗。 – 支持卷內(nèi)分層自動優(yōu)化，將熱點數(shù)據(jù)保存在高性能存儲中。 | – 沒有原生的塊級克隆或自動分層等特性。 – 通過 NTFS 日志和磁盤緩存實現(xiàn)可靠性能。 – 傳統(tǒng) NTFS 在多文件復制和虛擬磁盤操作上速度較慢。 |
| 適用場景 | 高可靠性場景：例如超大數(shù)據(jù)中心、虛擬化主機、備份存儲、容錯存儲池等。能夠自動修復數(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。 | 通用場景：例如系統(tǒng)盤、普通軟件存儲，兼容舊應用和驅(qū)動程序。在小文件和多量級事務處理上表現(xiàn)穩(wěn)定。碎片和錯誤主要依靠系統(tǒng)或第三方工具進行維護。 |
對于普通用戶的日常使用來說，ReFS 缺少了一些基礎功能，有的甚至可以說是剛需。因此，ReFS 目前主要還是服務于特定的企業(yè)級大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲場景，暫時無法成為個人用戶的主力選擇。
ReFS 會取代 Windows PC 上的 NTFS 嗎？
從微軟近期的動作來看，微軟正在積極開發(fā) ReFS。它確實有潛力取代 NTFS，成為 Windows PC 的默認文件系統(tǒng)。但也需要滿足一些特定的硬件和條件，例如：
- 多硬盤存儲空間：ReFS 能夠在多硬盤的「存儲空間」環(huán)境下，自動修復和校正數(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到 ReFS 的糾錯能力。
- 性能改進：ReFS 的性能提升主要依賴于虛擬硬盤和存儲空間等企業(yè)級配置，而普通用戶的設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 35 PB 的單個文件或卷容量，但對普通用戶來說，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，再重新導入。如果直接轉(zhuǎn)換，一旦翻車，那將是全球性的災難級后果。
總的來說，微軟目前并沒有強烈動力立刻讓 ReFS 成為 Windows 11 的主力文件系統(tǒng)。ReFS 還需要進一步完善，特別是還有一些關鍵功能尚未完全補齊。未來，它有可能會逐步普及，但在短期內(nèi)成為默認選項并不太現(xiàn)實。
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