NTFS: che cos’è e a cosa serve?

“NTFS” è l’acronimo di “New Technology File System” (in italiano si potrebbe tradurre come file di sistema di nuova tecnologia). Grazie al ruolo di leader di mercato di Microsoft, NTFS è un file system ampiamente diffuso per l’organizzazione di dati su dischi fissi e altri supporti dati. Dall’introduzione di Windows XP nel 2001, questo file di sistema è diventato lo standard indiscusso dei sistemi operativi Windows. Di seguito vi spiegheremo come funziona esattamente, quali sono i suoi vantaggi e in che modo si differenzia da altri sistemi, come ad esempio FAT.

Caratteristiche e funzionamento di NTFS

La dimensione massima di una partizione nel file system NTFS è di circa 2 terabyte. Per i singoli file non ci sono limitazioni relative alle dimensioni, quindi teoricamente sarebbe possibile salvare un file di 2 terabyte su un supporto formattato in NTFS. A differenza dei file system classici come FAT32, la cosiddetta “dimensione del cluster” in NTFS è stata notevolmente ampliata ed è ora approssimativamente di 16×10^18. Nei file system FAT32 è invece di “soli” 4.294.967.296. Nello standard NTFS il nome di un file può essere lungo al massimo 255 caratteri.

N.B.

NTFS non è uno sviluppo totalmente nuovo, bensì si basa sul file system HPFS di IBM, che ha cominciato ad essere utilizzato nel sistema operativo OS/2 di Microsoft. L’acronimo “HPFS” sta per High Performance File System. HPFS è stato introdotto nel 1989 ed è stato il primo file di sistema installabile, un cosiddetto IFS. Precedentemente i file system (per es. FAT16) erano integrati direttamente nel core del sistema.

NTFS si ispira al concetto secondo il quale “Tutto è in un file”. Altri file system, per esempio nei sistemi operativi Unix, lavorano invece secondo il principio “Tutto è un file.” In NTFS tutte le informazioni di tutti i file salvati vengono registrate nella MFT, Master File Table. Questo indice indica anche quali blocchi nel dispositivo di memorizzazione appartengono a quale file e quali diritti di accesso e attributi sono assegnati a un determinato file. Nel file system NTFS, la Master File Table memorizza anche attributi quali il tipo, la dimensione, la data di creazione e l’ultima modifica del file. La MFT ha, dunque, una posizione speciale nei supporti dati formattati in NTFS; questa posizione fissa occupa solitamente il 12,5% della dimensione della partizione e non può essere occupata da altri file. La frammentazione del supporto inizia non appena la MFT viene riempita completamente di dati.

NTFS nel corso del tempo: una panoramica di tutte le versioni

Negli ultimi tre decenni Microsoft ha modificato regolarmente il suo file system standard proprietario. Tuttavia, la maggior parte delle diverse versioni pubblicate di NTFS attualmente non è più rilevante, dal momento che i sistemi operativi ai quali tali versioni erano destinate sono divenuti ormai obsoleti. La seguente tabella riassume le informazioni principali delle singole versioni:

Versione NTFS Pubblicazione Sistema operativo Specificità
1.0 1993 Windows NT 3.1 prima versione; a lungo incompatibile con le versioni successive
1.1 1995 Windows NT 3.51 primo supporto di compressione dei dati e gestione degli accessi (diritti di accesso personalizzati ai file)
1.2 1996 Windows NT 4.0 introduzione di descrittori di sicurezza per file system importanti; denominata anche NTFS 4.0
3.0 2000 Windows 2000 introduzione di diverse funzioni come la gestione quote e la crittografia basata sul file system; denominata anche NTFS 5.0
3.1 2001 Windows XP estensioni delle voci nella Master File Table (MFT) con record ridondanti per un più facile recupero delle voci danneggiate; denominata anche NTFS 5.1

Dove si utilizza NTFS?

A partire da Windows XP, NTFS si usa prevalentemente nei sistemi Microsoft, mentre da Windows Vista la formattazione NTFS del disco fisso, che contiene il sistema operativo, è obbligatoria. Scelta comprensibile, perché a differenza dei predecessori FAT come FAT32 o FAT16, NTFS presenta alcuni evidenti vantaggi.

Generalmente il file system NTFS è particolarmente adatto per essere utilizzato nelle reti, dove può far valere la sua struttura ben organizzata, inclusi i pratici controlli di accesso dei diritti di lettura e scrittura dell’utente. A differenza dello standard precedente FAT 32, che in alcuni casi viene utilizzato ancora oggi, NTFS offre altri vantaggi: la dimensione massima di una partizione è notevolmente superiore ed è pari a circa 16 Terabyte. Si tratta di una dimensione di memoria che ancora oggi (2020) viene raggiunta solamente da pochi dischi fissi in commercio, che si tratti di classici dischi fissi HDD meccanici o di moderne memorie flash SSD. Per illustrare in maniera ancora più chiara l’importanza del file system, vi mostriamo qui di seguito i vantaggi e gli svantaggi di NTFS per utenti privati e utenti business.

Quali sono i vantaggi di NTFS?

NTFS può scrivere file di piccole dimensioni in maniera molto più rapida di un file system come FAT32. Inoltre, la dimensione del fine non è limitata. Attraverso una scelta mirata dei settori da descrivere, il file system evita il problema della frammentazione e minimizza la necessità di una costante deframmentazione. È anche più raro che si vada incontro a perdite di dati con NTFS, perché il sistema riconosce più rapidamente i settori danneggiati e rimuove i file qui archiviati.

Grazie a NTFS, oltre alla denominazione del file possono essere salvate anche altre informazioni, con una dimensione di 64 kibibyte (KiB).

N.B.

Il kibibyte è l’unità matematica binaria appropriata che viene utilizzata dagli esperti al posto del “comune” kilobyte. Un kibibyte equivale esattamente a 1.024 byte, mentre un kilobyte solo a 1.000 byte.

I metadati così salvati mostrano ad esempio chiaramente con quale programma può essere aperto un file. I metadati hanno inoltre un effetto positivo secondario, ossia che in NTFS la specifica dell’estensione del file non è più obbligatoria. Relativamente ai metadati, viene tenuto il cosiddetto journal. Qui, per prima cosa, viene inserita un’azione pianificata, prima che venga concesso il reale permesso di scrittura; successivamente il journal viene aggiornato. In questo modo si possono evitare le incongruenze, perché anche in caso di crash o mancanza di corrente solo il journal deve essere corretto.

Breve panoramica sulle differenze tra NTFS, FAT32 e exFAT

A partire da Windows Vista, NTFS è il file system obbligatorio per sistemi Windows. Sui dispositivi di salvataggio mobili, come HDD o SDD, chiavette USB o schede di memoria, questo file system non gioca alcun ruolo, poiché tali supporti sono i domini di file system con il classico File Allocation Table (FAT) come FAT32 e il suo successore exFAT.

Un utente Apple difficilmente arriva a chiedersi cosa sia NTFS, perché lo standard proprietario di Microsoft non è compatibile con la concorrenza. Lo scambio di dati tra Mac e PC viene effettuato tramite supporti dati formattati con i file system compatibili FAT32 o exFAT. Anche i terminali multimediali, come le console di gioco o i lettori, richiedono di solito supporti FAT per riconoscere, visualizzare e riprodurre i dati.


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