Ao falar sobre os sistemas de arquivos FAT32 e o NTFS, muitos usuários ainda possuem dúvidas em relação às suas principais diferenças. Em pleno ano de 2009, ainda existem várias discussões sobre os principais pontos positivos e negativos de cada um deles.
Por isso elaboramos este artigo, dividido em duas partes, que tem como propósito principal objetivo esclarecer você sobre as principais características do FAT32 e do NTFS. A abordagem utilizada aqui é um pouco aprofundada, o que irá possibilitar que você se torne um perito no assunto. Em primeiro lugar, precisamos discutir um pouco sobre o conceito de sistema de arquivos.
O que é um sistema de arquivos?
O conceito mais importante sobre este assunto, sem sombra de dúvidas, é o de “sistema de arquivos”, também muito conhecido pelo seu nome em Inglês, filesystem. Basicamente, o sistema de arquivos funciona como um intermediário entre o disco rígido e os arquivos armazenados em seu computador.
O disco rígido tem a função de armazenar todos os dados dos documentos do seu PC, contudo, ele por si só não sabe como organizá-los em seu espaço. Nesse ponto o sistema de arquivos entra em ação, pois ele dita as regras de organização no disco rígido. Por exemplo, o FAT32 possui uma organização totalmente diferente do NTFS.
Além disso, um filesystem também diz como os arquivos são acessados no disco, quais usuários possui permissão para lerem ou alterá-los no computador. Assim, um mesmo documento pode ser armazenado de forma diferente no disco, dependendo do uso do NTFS ou do FAT32.
Como curiosidade, outros sistemas operacionais, como o Linux, possuem sistemas de arquivos totalmente diferentes do NTFS e FAT32, como EXT2, EXT3 e ReiserFS, mas que não são usados pelo Windows.
Uma comparação mais abrangente entre o FAT32 e NTFS exige que alguns fatos históricos sejam abordados, pois as suas concepções determinam muitas de suas principais características. Portanto, vamos detalhar a origem do FAT32 e do NTFS logo abaixo:
FAT32
O Sistema de arquivos FAT32 é basicamente uma evolução do FAT convencional ( também conhecido como FAT16). A sua primeira versão foi desenvolvida no ano de 1980, para atender às necessidades daquela época. No início, ele trabalhava somente com 12 bits de endereçamento, valor que passou para 16 em 1987. Finalmente, no ano de 1996 passou a usar os 32 bits, versão que é utilizada até hoje.
O FAT (sigla de File Allocation Table – Tabela de alocação de arquivos) foi criado para ser o filesystem oficial do MS-DOS, e continuou sendo até o fim do uso deste sistema. Contudo, as principais versões do Windows na década de 90 manteram o DOS como núcleo do sistema, sendo que toda a parte visual era como se fosse uma interface gráfica para o terminal de comandos. Entre os sistemas que utilizavam essa configuração, podemos citar o Windows 3.0, 95, 98 e ME. Somente os dois últimos trabalham com o FAT de 32 bits.
NTFS
Por outro lado, o NTFS ( sigla de NT Filesystem – Sistema de arquivo NT ) foi desenvolvido no ano de 1993, com o objetivo de ser o filesystem oficial do Windows NT. Na verdade, a sua criação foi uma necessidade, pois os sistemas baseados em MS-DOS não eram suficientemente estáveis para a execução em servidores. Nesse caso, a solução foi a implementação de um núcleo totalmente novo, chamado de NT( New Tecnology – Nova Tecnologia).
Como o NT foi criado em 1993, 13 anos depois do DOS, as especificações do FAT, ditadas em 1980, já estavam obsoletas para a época. Daí houve a necessidade da criação do NTFS. Como será possível observar no discorrer deste artigo, o NTFS possui muitos avanços em relação ao FAT, além de alguns recursos novos, como a encriptação e atribuição de permissões aos arquivos. No começo na década de 2000, com o Windows ME, foi constatado que o uso do DOS como núcleo não era mais eficiente, por isso, os SO domésticos também passaram a usar o padrão NT
No ano 2000, foi lançado o NTFS 5, que é a versão deste filesystem que usamos até hoje. Entre os sistemas nativos com ele, podemos citar o Windows 2000, XP, 2003 Server e Vista.
Afinal, o que é um núcleo?
Para as pessoas que ainda não compreenderam este conceito, um núcleo pode ser definido como a central do sistema operacional. Todas os programas e aplicações, obrigatoriamente, utilizam as funções deste núcleo. Em outras palavras, é ele que determina como os recursos de sistema são utilizados, como memória RAM, acesso ao disco e aos diversos dispositivos de hardware do seu PC.Por exemplo, ao usar o Internet Explorer, os comandos executados por este aplicativo são automaticamente traduzidos para a linguagem usada pelo núcleo (NT ou DOS). Por sua vez, ele informa ao hardware e a memória os recursos solicitados pelo IE. Existem muitas coisas interessantes que poderiam ser comentadas sobre núcleos, contudo, vamos focar na discussão FAT x NTFS.
A partir deste momento, vamos discutir sobre as principais características de cada um dos filesystems, do ponto de vista de vários quesitos: compartibilidade, segurança, confiabilidade, uso do disco rígido e velocidade.
Compatibilidade
Os sistemas operacionais Windows mais modernos e utilizados do mercado, Vista e XP, utilizam o núcleo NT, consequentemente, possuindo como padrão o NTFS. Apesar deste filesystem ser nativo no Vista e XP, o FAT32 também está implementado, mesmo porque que é possível escolher qual sistema de arquivos usar nessas versões.
Já nos Windows ultrapassados, o contrário não é válido, visto que o núcleo DOS não dá suporte nenhum a muitas funcionalidades do NTFS. Portanto, as versões 95, 98 e ME são somente equipadas com FAT e FAT32. Para reconhecer partições NTFS (sem muita garantia), é possível usar software de terceiros.
No caso do XP e Vista, é possível converter partições FAT32 em NTFS com muita facilidade, em um processo rápido de poucos cliques. O oposto não ocorre, uma vez NTFS, nunca mais poderá ser transformada em FAT32.
Já o Windows 7 irá utilizar o WinFS, um novo filesystem, mas que está somente em fase de implementação. Provavelmente o NTFS também estará na próxima versão do Windows.
Segurança
A questão da segurança talvez seja o quesitos mais diferente entre os sistemas de arquivos discutidos aqui, e por sua vez, isso tem tudo a ver com os núcleos DOS e NT.
Quando o DOS foi criado, em 1980, o mundo da informática era muito mais underground comparado com hoje dia, pois não existia uma preocupação com segurança. Por isso, ele foi criado no conceito do “usuário único”, paradigma que assumia que uma única pessoa estava a frente do computador. Como era de se esperar, o FAT seguiu a mesma filosofia.
Por isso, mesmo no Windows XP ou Vista, os quais suportam vários tipos de usuários, o FAT32 não consegue fazer esta diferenciação. Para esse sistema de arquivos, existe somente um usuário, independentemente do seu nível de permissão do sistema. A principal consequência é o fato que não é possível atribuir permissões individuais. Logo, um arquivo de leitura, qualquer conta do windows conseguirá acessá-la. Pior, até mesmo o convidado do sistema pode modificar arquivos como bem entender.
A Microsoft percebeu este problema e implementou o conceito de usuários no NT. Esse núcleo passou trabalhar com dois níveis de acesso às funções de sistema: o “user mode” e o “kernel mode”. O primeiro deles atribui acesso ao SO e arquivos de forma bastante limitada, restringindo muitas operações para usuários comuns. Já o “kernel mode” é o método que permite a alteração completa do SO. Consequentemente, o NTFS implementou esse conceito.
Portanto, em partições NTFS é possível associar pastas e arquivos com usuários. Suponha que existam duas contas de usuário no seu computador, se você tornar a opção de leitura exclusiva para você, a outra conta não irá conseguir ler tais arquivos. Portanto, desta maneira você terá realmente a segurança que ninguém irá ler ou modificar seus dados, pois um convidado poderia efetuar somente poucas operações.
Uso do EFS
Além da parte do gerenciamento dos usuários, o NTFS faz uso do recurso EFS (Encriptation FileSystem), que funciona como uma camada extra de segurança. Deste modo, o usuário pode encriptar seus arquivos no disco, exigindo senha para desencriptação. O EFS não é suportado pelo FAT32.
Confiabilidade
Na questão de confiabilidade, novamente o NTFS está muito à frente do FAT32. Antigamente, quando algum problema de energia ocorria, era muito comum que informações fossem perdidas durante o processo. Isso acontecia pelo fato que, quando o sistema caía, existiam operações pendentes de gravação para serem executadas no HD, as quais nunca eram concluídas.
O FAT32 não possuía ( e ainda não possui, e provavelmente nunca possuirá) nenhum mecanismo de recuperação de arquivos eficiente , o que ocasiona em inconsistências no disco e em algumas funções do sistemas operacional. Quando o disco era danificado fisicamente, aí sim o problema se tornava mais grave.
Por sua vez, o NTFS usa o mecanismo de Journaling, que funciona como uma espécie de tabela de anotações. Toda vez que uma aplicação precisa escrever no disco, ela informa isso ao núcleo, que por sua vez coloca essa informação na tabela do Journaling. Logo, quando o sistema cai, é verificado item por item para ver se todas operações foram concluídas de forma satisfatória. Caso contrário, as tarefas pendentes são concluídas.
Gerenciamento de espaço em disco
O FAT32 , que trabalha com 32 bits, pode representar 4 294 967 296 (2^32) valores, que é exatamente 4GB de tamanho. Consequentemente, ele pode trabalhar com arquivos que possuam no máximo 4GB de espaço ocupado, pois para tamanhos maiores, precisaria manipular mais de 32 bits.
Hoje em dia, máquinas virtuais já estão ocupando muito mais espaço que isso nos discos rígidos. Por exemplo, uma VM que roda o Windows Vista como sistema emulado cria discos virtuais maiores que 16 GB, rodando em um único arquivo. Nesse caso, o uso do FAT32 não é nem um pouco aconselhável.
A solução deste problema é o uso do NTFS, que na teoria trabalha com 64 bits. Assim, o tamanho máximo de arquivo aumenta de forma considerável, pois 2^64 = 2^32 x 2^32 = 4 GB x 4 GB (valor extremamente alto. Na prática não é exatamente desta forma, mas cada vez mais os novos sistemas com NTFS estão se aproximando do ideal.
Nas versões do XP e Vista 64 bits, o NTFS trabalha com toda a sua capacidade de endereçamento. Contudo, em 32 bits, algumas limitações aparecem. Por exemplo, o Windows XP 32 bits usa artifícios computacionais para reconhecer e manipular arquivos maiores que 4 GB.
Além disso, existem ainda outras questões, como o fato que o FAT32 consegue endereçar 2TB de espaço, só que divididos em várias partições. Já no caso do NFTS, uma única partição já pode ter esse tamanho. Entretanto, para explicar o motivo, precisaríamos falar sobre matemática, algo que provavelmente você não gostaria de ouvir.
Criação de cotasO NTFS também permite a criação de cotas para usuários, que limitam o espaço de uso do disco de cada um. Por exemplo, caso o limite seja 2 GB, o sistema não irá permitir a criação de novos arquivos enquanto espaço não seja liberado. Esse recurso é bastante útil em redes de universidades, onde bastante pessoas acessam os computadores.
Compressão de arquivos
Outro novo recurso do NTFS foi a compressão de arquivos que não são utilizados durante um período de tempo. Quando comprimidos, eles estão ocupando uma quantidade de espaço reduzida no disco. Ao serem acessados, são descompactados e voltam as suas condições normais. No FAT32 não é possível aplicar este recurso.
Nos sistemas operacionais Windows mais novos (XP e Vista), é possível definir limites de dias sem uso para que arquivos sejam comprimidos. Esse recurso é bastante útil quando o HD já está lotado.
Velocidade
Quando o NTFS começou a ser utilizado em larga escala, no lançamento do Windows XP, vários testes de comparação foram realizados, os quais comprovaram que o FAT32 era mais rápido. Essa vantagem do FAT32 durou alguns anos, principalmente pelo fato dos computadores da época possuírem um poder de processamento muito menor que hoje em dia. Isso acontecia também porque as estruturas de dados usadas para armazenar informações de arquivos no NTFS eram mais complexas que no FAT32. Em discos rígidos antigos, que possuíam tamanhos menores que 20 GB, o NTFS não era uma boa opção.
Contudo, em pleno 2009, o NTFS está relativamente mais rápido que o FAT32, principalmente na execução de aplicativos mais novos. Os desenvolvedores estão criando seus programas para o funcionamento em NTFS, portanto, trabalhando melhor com suas estruturas de dados mais complexas. Além disso, os PCs atuais possuem potência de processamento suficiente para que essas estruturas não sejam sentidas.
Resumindo, em aplicações mais antigas e lineares, o FAT32 é melhor. Entretanto, para os programas mais novos, é recomendado o uso do NTFS.
Busca de arquivos
O nome FAT (File Allocation Table) significa em português “tabela de alocação de arquivos”, basicamente já explicando o seu funcionamento. Como uma tabela, a indicação dos arquivos contidos no disco rígido é organizada de forma sequencial. Por exemplo, se o seu HD possui 10 mil arquivos, pode ser que ele esteja tanto no começo quanto no final da lista. Se você o encontrou no começo, parabéns. Contudo, se ele está somente no final, você acaba de fazer 10.000 testes para finalmente encontrar o que estava procurando.
Pensando neste problema, a Microsoft implementou a chamada busca por índice nas partições NTFS, deste modo, agilizando o processo. Ao invés de uma lista, os arquivos agora são indexados através de uma árvore B+ como estrutura de dados. Sem aprofundar muito na explicação, uma árvore B+ organiza as informações de forma que é possível encontrar mais rápida do que na estrutura de listas. Nesse caso os dados estão organizados em forma de árvore.
Para não aprofundar nos cálculos matemáticos, com 10.000 elementos, um arquivo demora mais ou menos de 100 a 1000 testes para ser encontrado. A princípio, acredite nesse valor, você provavelmente não gostaria de ver a sua fórmula matemática.
Como qualquer valor entre 100 e 1000 é muito menor que 10.000, a busca indexada é mais vantajosa na questão da velocidade. Contudo, caso o seu PC seja meio antigo, e você estiver usando o NTFS, a utilização de índices pode consumir bastante processamento. Nas máquinas novas, o processamento da busca indexada não é sentido, portanto, seu uso é recomendado.
Então, qual é o melhor sistema de arquivos?
Apesar da grande discussão promovida nesse artigo, na maioria dos casos a melhor opção é usar NTFS. Se você tem um computador relativamente novo, com o Windows XP ou Vista, prefira o uso do NTFS em relação ao FAT32. O NTFS é muito mais moderno, seguro, confiável e suporta arquivos maiores.
Contudo, se o seu PC é mais antigo, não suportando o NTFS (Win 95, 98 ou ME), ou utilizando um HD muito pequeno ( menor que 20 GB), o FAT32 é mais recomendado.
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