1. FAT32
2. NTFS
3. exFAT

     Пройдемся подробно по каждой из них и рассмотрим преимущества, недостатки и особенности использования на различных устройствах.

FAT32

     FAT32 (от англ. File Allocation Table — «таблица размещения файлов») — это файловая система, разработанная компанией Microsoft, разновидность FAT.

     FAT32 — последняя версия файловой системы FAT и улучшение предыдущей версии, известной как FAT16. Она была создана, чтобы преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при этом использовать старый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 появилась вместе с Windows 95 OSR2.

     Логический предел

     Максимально возможное число кластеров в FAT32 равно 268 435 445, что позволяет использовать тома (логические диски) объёмом до 8 ТБ. Размер кластера по умолчанию для файловой системы FAT32 составляет от 512 байт до 32 КБ в зависимости от размера тома и конкретной версии ОС.При использовании размера кластера, равного 32768 байт, максимальный размер тома составит чуть менее 8 ТБ. Хотя размер сектора может быть любым, традиционно он считается равным 1 сектору диска и равен 512 байт и т.к. эта величина не менялась с момента создания — она может считаться некоторым ПО как константа. Это может вызвать некоторые проблемы совместимости. Средство ScanDisk, входящее в состав Microsoft Windows 95 и Microsoft Windows 98, является 16-разрядной программой. Для таких программ максимальный размер кластера отдельного фрагмента памяти составляет 16 МБ минус 64 КБ. Следовательно, ScanDisk в Windows 95 или Windows 98 не может работать с томами FAT32, у которых размер таблицы FAT превышает 16 МБ минус 64 КБ. Запись в таблице FAT на томе с файловой системой FAT32 имеет размер 4 байта, поэтому ScanDisk не может работать с таблицей FAT на диске FAT32, описывающей более 4 177 920 кластеров (включая два резервных). С учётом самих таблиц FAT и при максимальном размере кластера 32 КБ размер тома может быть до 127,53 ГБ.

     Штатными средствами Windows 2000, Windows XP, Windows Vista и Windows 7 невозможно создать разделы FAT32 более 32 ГБ, однако, с такими разделами возможно работать, если они были предварительно созданы в других ОС. Причина этого заключается в том, что, по мнению Microsoft, при увеличении размера тома FAT32 выше 32 ГБ резко падает производительность, и что более подходящее решение — использование NTFS, то есть родной формат файловой системы для Windows 2000 и Windows XP. Но поскольку NTFS нецелесообразно использовать на флеш-накопителях вследствие увеличивающегося их износа данной файловой системой, то была разработана специальная файловая система exFAT, снимающая ряд ограничений.

     Windows XP работает с томами объемом до 2 ТБ (из справки Windows XP). Программа Partition Magic позволяет создавать FAT32-раздел размером не более ~192 ГБ. Программа EASEUS Partition Master успешно создает FAT32-раздел размером 250 ГБ и более.

     Об особенностях работы Windows Vista с FAT32 информации пока нет. 

     Максимально возможный размер файла для тома FAT32 — ~ 4 ГБ — 4 294 967 295 байт (в FAT32 под размер файла отведено 4 байта. 4 байта - это 32 бита. 232-1 — 4 294 967 295 байт. Поэтому размер файла не может быть больше этого значения, иначе не получится указать его длину. Хотя цепочку в FAT таблице можно продолжать и дальше, но тогда для определения размера файла придется каждый раз пробегать по всей цепочке, а это будет занимать много времени. К тому же в FAT таблице указаны только номера кластеров, поэтому тогда можно будет узнать только округлённое значение длины файла) — это весьма важный фактор для смены файловой системы. FAT32 не поддерживает установку разрешений на доступ к файлам и папкам и некоторые другие функции современных файловых систем. Все эти причины привели к тому, что сейчас наблюдается тенденция отказа от FAT32 в пользу более продвинутых файловых систем, таких как NTFS, Ext2/Ext3. Чаще всего недоверие к NTFS возникает у пользователей из-за трудностей с назначением прав доступа (так как чаще всего они единственные владельцы файлов) и её закрытости. В настоящее время существуют полноценные бесплатные драйверы, предоставляющие полный доступ к Linux Ext2/Ext3/Ext4 разделам из под Windows 2000/XP/Vista/Win7:

• ext2fsd — Открытый Ext2/Ext3/Ext4 драйвер для работы в ОС Windows (2000/XP/Vista/Win7 и серверные ОС архитектуры x86/AMD64)
• ext2ifs — Ext2 Installable File System For Windows

     USB Flash

     Препятствием на пути отказа от FAT32 и перехода на другие файловые системы на USB флеш-накопителях является производительность. Помимо описанных ограничений у FAT32 есть ряд преимуществ (по крайней мере над NTFS) как в скорости записи на флеш-накопитель, так и в скорости чтения/копирования данных с него.

     Новейшие FAT 32 имеют атрибуты (архивный, системный, скрытый, временный, только для чтения).

     FAT32 и Mac OS X

     Boot Camp компании Apple поддерживает запуск Windows XP с тома FAT32, но сама система Mac OS X не может запускаться с такого тома. Однако сама Mac OS X по умолчанию (без дополнительных драйверов) определяет и поддерживает как чтение, так и запись на FAT32 разделы.

     Файловая система, созданная компанией Microsoft на замену умирающей FAT16. На данный момент самая распространенная система. Большая часть карточек памяти и флэшек поставляется в FAT32.  Кроме того, при форматировании носителя в бытовом устройстве, например фотоаппарате,  он будет работать именно в этой файловой системе. В этом заключается главный плюс – совместимость. Вставив такой накопитель в бытовой ДВД-плеер, медиапроигрыватель или фотопринтер, вы будете уверены, что все файлы доступны и могут нормально прочитаться. На этом плюсы заканчиваются.
     Самым главным недостатком данной системы является ограничение на размер файла в 4 Гбайта. Поэтому записать большой файл (например, резервную копию системного диска или переписанное с камеры видео) не получится - система выдаст ошибку "Недостаточно дискового пространства", хотя места еще полно. Кроме того, в Windows имеется ограничение на размер раздела в 32 Гбайт. Обойти последнее ограничение можно скачав утилиту HP USB Disk Storage Format Tool, которая позволит отформатировать в FAT32 хоть внешний жесткий диск.
     Впрочем, если у вас нет нужды записывать и переносить такие большие файлы, а также если у вас небольшой размер носителя: 4, 8 или даже 16 Гбайт, можете не раздумывая форматировать в FAT32. 
     Кстати, компания Transcend, выпускающая мобильные носители данных, свои внешние жесткие диски форматирует именно в FAT32.

NTFS

     NTFS (аббревиатура от англ. new technology file system — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Windows NT фирмы Microsoft.

     NTFS поддерживает хранение метаданных. С целью улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства для хранения информации о файлах в NTFS используются специализированные структуры данных. Информация о файлах хранится в главной файловой таблице — Master File Table (MFT). NTFS поддерживает разграничение доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — англ. access control lists, ACL), а также позволяет назначать дисковые квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый файлами тех или иных пользователей). Для повышения надёжности файловой системы в NTFS используется система журналирования USN. Для NTFS размер кластера по умолчанию составляет от 512 байт до 64 КБ в зависимости от размера тома и версии ОС.

     История

     Файловая система NTFS заменила файловую систему FAT, использовавшуюся в ОС MS-DOS и ОС Windows.

     Файловая система NTFS разработана на основе файловой системы HPFS. HPFS — аббревиатура от англ. high performance file system — высокопроизводительная файловая система, разработку которой вела фирма Microsoft совместно с фирмой IBM для операционной системы OS/2. Впоследствии разработчики из фирмы Microsoft добавили в HPFS-квотирование (англ.)русск., журналируемость, разграничение доступа и аудит, назвали файловую систему NTFS. NTFS в значительной степени утратила присущую прародительнице (HPFS) весьма высокую производительность файловых операций.

     Существует мнение, что прямым предком NTFS является файловая система Files-11 из ОС RSX-11 и ОС OpenVMS. Сравнение файловых систем NTFS и HPFS приведено в следующей таблице.

     Версии NTFS

     Различают несколько версий NTFS. Номер версии драйвера файловой системы (NTFS.sys) не стоит в зависимости от версии самой файловой системы.

     Поддержка операционными системами

     Спецификации файловой системы NTFS закрыты. Это создаёт определённые трудности при реализации её поддержки в продуктах, не принадлежащих фирме Microsoft, например, разработчикам драйверов для свободных операционных систем приходится заниматься обратной разработкой файловой системы NTFS.

     В данный момент полноценная поддержка NTFS присутствует только в ОС семейства Windows NT от фирмы Microsoft. Существующие средства доступа к разделам NTFS для других ОС перечислены ниже.

     MS-DOS

• Драйвер «NTFSDOS» от Марка Руссиновича (англ. Mark Russinovich). Стандартная версия поддерживает чтение разделов NTFS. Версия «Professional» поддерживает запись на разделы NTFS. С июля 2006 года права на утилиты Марка Руссиновича принадлежат фирме Microsoft[7]. На сайте фирмы Microsoft информации об этом продукте нет, но его без труда можно найти в сети.

     Windows 9x

• Драйвер «NTFS for Windows 98» от Марка Руссиновича[7]. Поддерживает чтение с разделов NTFS. Для записи можно использовать драйвер DOS. На сайте фирмы Microsoft информация об этом драйвере отсутствует, но его легко можно отыскать на сторонних сайтах.
• Драйвер «NTFS for Windows 98» от фирмы Paragon Software Group. В настоящий момент поддерживающий как чтение, так и запись. Версия бесплатна для некоммерческого использования.

     Linux

• Проект «Linux-NTFS». Включает модуль ядра и набор утилит для выполнения различных операций с файловой системой NTFS (проверка целостности, восстановление удалённых файлов, изменение размера и др.). Именно этот драйвер включается в ядро Linux ещё с версии 2.2 (с тех пор он был практически полностью переписан). Модулем ядра поддерживается практически только чтение; запись возможна лишь в существующие файлы без изменения их размера. Недавно в рамках проекта появилась утилита ntfsmount, использующая FUSE и позволяющая монтировать разделы NTFS с возможностью записи (с некоторыми ограничениями). Это был первый полностью свободный продукт, имеющий такую возможность.
• Проект «NTFS-3G». Возник как ответвление от проекта «Linux-NTFS». Отличается более полной поддержкой записи на разделы NTFS. 21 февраля 2007 года была выпущена версия 1.0, названная стабильной. Обеспечивает высокий уровень надёжности и производительности. В настоящее время проект активно развивается.
• Проект «Captive NTFS». Создавался как «обёртка» для использования оригинального драйвера из ОС Windows NT в ОС Linux. Запись поддерживается, но драйвер работает крайне медленно и имеет некоторые технические ограничения. На официальном сайте проекта помещено объявление о прекращении разработки.
• Драйвер «NTFS for Linux» от фирмы Paragon Software. Драйвер поддерживает чтение и запись с NTFS. Кроме драйвера проект поставляет ряд утилит для создания файловой системы NTFS и выполнения некоторых операций с разделами NTFS. Доступен бесплатно для домашних пользователей.

     OpenSolaris/Solaris

• Проект «NTFS File System Reader». Поддерживает чтение с NTFS.
• Проект «NTFS-3G». Необходимо установить дополнительные пакеты.

     BeOS-совместимые операционные системы

     Для операционных систем BeOS, Zeta и Haiku существуют следующие проекты.

• Системный драйвер. Поддерживает только чтение с NTFS.
• Экспериментальный драйвер. Поддерживает чтение и запись с NTFS.

     KolibriOS

• Драйвер, поставляемый в составе ОС KolibriOS начиная с версии 0.6.5, написан на языке ассемблера, поддерживает чтение с разделов NTFS и запуска программ.

     ReactOS

     Реализована поддержка NTFS "на чтение" через свободный драйвер собственного производства.

     Mac OS X

• В ОС Mac OS X встроенный драйвер NTFS по умолчанию работает в режиме чтения. После официального выхода ОС «Mac OS X 10.6 Snow Leopard» была найдена возможность включения поддержки записи на NTFS[10].
• Драйвер «NTFS for Mac® OS X» от фирмы Paragon Software.
• Драйвер «NTFS-3G»[11].
• Драйвер «MacFUSE» версии 2.0.

     Сравнение файловых систем FAT и NTFS

     Современная надежная файловая система, берущая начало с Windows NT. 
В стационарных компьютерах  и ноутбуках заменила FAT32. Проверьте, если у вас все еще установлена FAT32 (щелкните правой кнопкой по диску в Моем компьютере и выберите пункт Свойства), настоятельно рекомендую заменить ее на NTFS.
Как преобразовать FAT32 в NTFS без потери данных
     Сделать это можно следующим образом. В командной строке (Пуск-Выполнить) наберите

convert e: /fs:ntfs

     Вместо e: можно подставить необходимый диск. Это позволит сменить файловую систему на NTFS без потери данных.
Однако на флешках и внешних жестких дисках NTFS работает несколько своеобразно. При копировании на такой накопитель Windows включает механизм кэширования, когда файлы копируются сначала в специальную память (так называемый кэш), а потом на конечный носитель. В стационарных жестких дисках это позволяет получить выигрыш в скорости копирования и сгладить задержки. В мобильных устройствах это будет выглядеть следующим образом. Сначала скорость копирования будет очень высокой и может достигать 100 Мбайт/с (теоретически равна скорости чтения жесткого диска, с которого вы копируете),  затем, когда память кэша закончится, скорость упадет до  критически малой величины. Более того, перед тем как перейти к копированию следующего файла система должна дописать текущий из кэша. Поэтому может показаться, что копирование зависло на 99 процентах, хотя индикатор жесткого диска будет показывать активность. Если сравнить скорость копирования с кэшем и без него, то окажется, что она почти идентична. То есть при использовании NTFS мы почти ничего не теряем, кроме неверной скорости копирования и информации о времени его окончания. Хотя некоторым такая «информативность» может потрепать нервы.

Вот такую скорость копирования "развивает" жесткий диск USB 2.0 в системе NTFS

NTFS "творит чудеса", копирование на флешку объемом на 512 Мбайт, реальная скорость записи которой составляет несколько Мбайт/с

     С другой стороны NTFS крайне надежная файловая система, выдерживающая не один внезапный ресет. Такая надежность обеспечивается журналированием. Это приведет к тому, что система будет чаще обращаться к определенным областям накопителя. Для флешек и карт памяти такой подход критичен. Они будут изнашиваться быстрее.

exFAT

     exFAT (от англ. Extended FAT — «расширенная FAT»), иногда называется FAT64 — проприетарная файловая система, предназначенная главным образом для флэш-накопителей. Впервые представлена фирмой Microsoft для встроенных устройств в Windows Embedded CE 6.0. Размер кластера по умолчанию для файловой системы exFAT составляет от 4 КБ до 128 КБ в зависимости от размера тома.

     Преимущества

     Основными преимуществами exFAT перед предыдущими версиями FAT являются:

• Уменьшение количества перезаписей одного и того же сектора, что важно для флеш-накопителей, у которых ячейки памяти необратимо изнашиваются после определённого количества операций записи (это сильно смягчается выравниванием износа (wear leveling), встроенным в современные USB-накопители и SD-карты). Это было основной причиной разработки exFAT.
• Теоретический лимит на размер файла 264 байт (16 эксабайт).
• Максимальный размер кластера увеличен до 225 байт (32 мегабайта).
• Улучшение распределения свободного места за счёт введения бит-карты свободного места, что может уменьшать фрагментацию диска.
• Введена поддержка списка прав доступа.
• Поддержка транзакций (опциональная возможность, должна поддерживаться устройством).

     Ограничения

• Более старые версии Windows NT, вплоть до Windows Vista без Service Pack 1 не поддерживают exFAT. Однако существуют официальные обновления от Microsoft, которые позволяют запускать exFAT на Windows XP SP2 и более поздних версиях.
• Windows Vista не способна использовать exFAT-размеченные устройства под ReadyBoost. В Windows 7 это ограничение устранено.
• Более сложная структура, в сравнении с FAT, вызывает большее потребление вычислительных ресурсов.
• Количество файлов в подкаталогах ограничено числом 2,796,202 (223/3). Для корневого каталога ограничения нет.

      Поддержка

     Поддержка exFAT имеется в Windows XP с Service Pack 2 и 3 с обновлением KB955704, Windows Vista с Service Pack 1, Windows Server 2008, Windows 7, Windows 8, в Mac OS X начиная с версии 10.6.5, а также Linux (требуется компиляция исходного кода Samsung).

     Технология ReadyBoost в Windows Vista не совместима с устройствами с файловой системой exFAT. Однако в Windows 7 это ограничение снято.

     Существует свободный драйвер exFAT в виде патча для ядра Linux, поддерживающий только чтение этой файловой системы. Также существует драйвер, работающий через FUSE. Данный драйвер поддерживает как чтение, так и запись. Кроме того, в августе 2013 года Samsung опубликовала драйвер для ядра Linux под лицензией GPL. Легальность использования всех этих реализаций стоит под вопросом.

     Лицензирование

     Лицензионный статус сначала был не определён. Однако Microsoft успешно запатентовала файловую систему FAT, и в феврале 2009 года подала в суд на компанию TomTom, обвиняя её в нарушении патента.

     Существует также сторонняя реализация exFAT для Windows XP[13] / Windows Server 2003, однако она предназначена для непосредственной интеграции в дистрибутив продукта без возможности ручной установки драйвера. Данный порт выполнен на базе драйвера Windows Vista.

     В декабре 2009 года Microsoft начала лицензировать файловую систему exFAT для сторонних производителей.

     Новая файловая система от Microsoft. Предназначена в первую очередь для флеш-накопителей. Утрируя, можно сказать, что это FAT32 со снятыми ограничениями. Размеры файлов и разделов могут достигать космических величин, да и количество файлов в одной папке теперь не ограничено. По моему мнению, идеально подходит для флешек и карт памяти.
     Но и у этой системы есть недостаток. Ее не поддерживают многие бытовые устройства, а компьютеры с Windows XP такой носитель тоже не увидят.  Однако компания Microsoft выпустила патч KB955704, позволяющий использовать exFAT в Windows XP.   Windows Vista и Windows 7 дружат с данной системой безо всяких дополнительных манипуляций.
Но если вы часто используете флеш-накопитель на разных компьютерах, использующих Windows XP, то придется таскать дополнительную флешку с драйверами. Это уже просто смешно.
     А вот в случае, если  у вас только компьютеры с Windows 7 или вы носите флешку/диск всего в 2-3 места, где есть возможность поставить вышеуказанное обновление, то exFAT подойдет идеально.

Общие рекомендации

     В заключение приведу несколько общих рекомендаций по выбору наиболее подходящей файловой системы. Если у вас флеш-накопитель небольшого объема, форматируйте его в FAT32. Флешки большого объема форматируйте exFAT, так как «скачки скорости» на них будут особенно заметны. Внешние жесткие диски обычно имеют большой объем и высокую производительность (особенно те, которые обладают разъемами USB 3.0), поэтому их лучше форматировать в NTFS.