exFAT

O exFAT foi introduzido pela primeira vez no final de 2006 como parte do Windows Embedded CE 6.0, um sistema operacional da família Windows para dispositivos embarcados. A maioria dos fabricantes que adquirem as licenças do exFAT são fabricantes de sistemas embarcados ou fabricantes de dispositivos que produzem mídia que será pré-formatada com o exFAT. A família inteira da File Allocation Table (FAT), incluído nesta o exFAT, é usada para sistemas embarcados porque é leve e é mais adequado para soluções com baixa memória e baixos requisitos de energia, e pode ser implementado no firmware.

exFAT permite arquivos individuais maiores que 4 GiB, facilitando a gravação contínua de vídeos em HD longos que pode exceder o limite de 4 GiB em menos de uma hora. As câmeras digitais atuais usando o FAT32 quebrarão os arquivos de vídeo em múltiplos segmentos de aproximadamente 2 ou 4 GiB. Com o aumento da capacidade e o aumento dos dados transferidos, a operação de escrita precisa ser feita de forma mais eficiente. Os cartões SDXC, rodando no padrão UHS-I têm uma velocidade de gravação mínima garantida de 10 MBps e o exFAT desempenha um fator na obtenção dessa velocidade através da redução da sobrecarga do sistema de arquivos na alocação de cluster. Isso é conseguido através da introdução de um bitmap de cluster e eliminação (ou redução) de gravações para a FAT. Um único bit no registro do diretório indica que o arquivo é contíguo, informando o driver exFAT para ignorar a FAT.Essa otimização é análoga a um extent em outros sistemas de arquivos, exceto que ele se aplica apenas a arquivos inteiros, em oposição a partes contíguas de arquivos.

O exFAT também é suportado em vários dispositivos de mídia, como televisores de tela plana modernos,^[8] centros de mídia e players de mídia portáteis.

Alguns fabricantes de mídias em memória flash, incluindo pen drives USB, Compact Flash (CF) e unidades de estado sólido (SSD) fabricam algumas de suas mídias de alta capacidade já sendo pré-formatadas com o sistema de arquivos exFAT. Por exemplo, a Sandisk envia seus cartões CF de 256 GB como exFAT.

As especificações, recursos, e requisitos do sistema de arquivos exFAT incluem:

• Limite de tamanho de arquivo de 16 EiB - 1 byte (de outra forma limitado pelo tamanho máximo do volume de 128 PiB - 1 byte),^{[nota 1]} aumentado de 4 GiB - 1 byte em um sistema de arquivos FAT32 padrão.^[2] Portanto, para o usuário típico, interoperabilidade perfeita entre as plataformas Windows e OS X para arquivos com mais de 4 GiB.
• Escalabilidade para grandes tamanhos de disco: ca. 128 PiB^{[nota 2]} máximo, 512 TiB máximo recomendado, aumentado do limite de 32 bits (2 TiB para um tamanho de setor de 512 bytes) de partições FAT32 padrão.
• Suporte para até 2.796.202 arquivos por diretório.^{[1][nota 3]} A Microsoft documenta um limite de 65,534 arquivos por subdiretório para sua implementação FAT32, mas outros sistemas operacionais não têm limite especial para o número de arquivos em um diretório FAT32. As implementações FAT32 em outros sistemas operacionais permitem um número ilimitado de arquivos até o número de clusters disponíveis (ou seja, até 268,304,373 arquivos em volumes sem nomes de arquivos longos).^{[nota 4]}
• Número máximo de arquivos no volume: ca. 2³² - 11 (aumentado de 2²⁸ - 11^{[nota 4]} no FAT32 padrão)
• Desempenho de alocação de espaço livre e de exclusão de arquivos melhorado devido à introdução de um mapa de bits de espaço livre.
• Granularidade de rótulos de tempo de 10 ms para tempos de criação e modificação (reduzido de 2 s do FAT, mas não tão finas como 0,1 ms do NTFS).^[1]
• Granularidade de rótulo de tempo para o último tempo de acesso para segundos duplos (no FAT era apenas a data)
• Suporte opcional para rótulos de tempo UTC (a partir do Vista SP2).
• Suporte opcional para listas de controle de acesso (atualmente não suportado nas versões do Windows Desktop/Server).
• Suporte opcional para TexFAT, um padrão de sistema de arquivos transacional (função opcionalmente ativada no Windows CE, não suportada nas versões Windows Desktop/Server).
• Provisão para parâmetros definíveis pelo OEM para personalizar o sistema de arquivos para características específicas do dispositivo.^[9]
• Armazenamento em disco do comprimento de dados válido do arquivo (VDL) através do uso de dois campos de comprimentos distintos que podem ser usados para pré-alocar um arquivo.
• Tamanho do cluster de até 32 MiB.^[10]
• Integridade de metadados com soma de verificação
• Estruturas de metadados baseadas em modelos
• Remoção das entradas de diretórios físicas "." e ".." que aparecem nos subdiretórios
• exFAT não é limitado por nomes de arquivos curtos (formato 8.3)
• No Windows XP, a atualização KB955704 deve ser instalada; e no Windows Vista, o SP2 deve estar instalado.^[10]
• O Windows Vista não é capaz de usar dispositivos exFAT para o ReadyBoost. Windows 7 remove essa limitação, habilitando caches ReadyBoost maiores que 4 GiB.
• A implementação padrão do exFAT não tem journaling e usa apenas uma única tabela de alocação de arquivos e um mapa de espaço livre. Os sistemas de arquivos FAT usavam tabelas alternadas, pois isso permitia a recuperação do sistema de arquivos se a mídia fosse ejetada durante uma gravação (o que ocorre com freqüência na prática com mídia removível). O componente opcional TexFAT adiciona suporte para tabelas e mapas de backup adicionais, mas pode não ser suportado.

O exFAT é suportado no Windows XP e no Windows Server 2003 com a atualização KB955704,^[2] Windows Embedded CE 6.0, Windows Vista com Service Pack 1, Windows Server 2008,^[11] Windows 7, Windows 8, Windows Server 2008 R2 (exceto Windows Server 2008 Server Core), Windows 10, Mac OS X a partir de 10.6.5, Linux a partir da versão 5.4 e iPadOS.^[12][13]

As empresas podem integrar o exFAT em um grupo específico de dispositivos de consumo, incluindo câmeras, filmadoras e molduras digitais para uma taxa fixa . Os telefones celulares, PCs e redes possuem um modelo de preço de volume diferente.^[14]

A Microsoft entrou em acordos de licenciamento com BlackBerry, Panasonic, Sanyo, Sony, Canon, Aspen Avionics, Audiovox, Continental, Harman, LG Automotive e BMW.

Uma implementação baseada em FUSE chamada fuse-exfat ou exfat-fuse^[4], com suporte à leitura/gravação está disponível para o FreeBSD e múltiplas distribuições Linux. A implementação no kernel também foi lançada, escrita pela Samsung. Foi inicialmente lançado no GitHub sem intenção, e mais tarde lançado oficialmente pela Samsung em conformidade com a GPLv2 em 2013.^[5] (Este lançamento não torna o exFAT isento de royalties, pois o licenciamento da Samsung não remove os direitos de patente da Microsoft.^[15]) Uma implementação chamada exFATFileSystem, com base no fuse-exfat, está disponível para o AmigaOS 4.1.

Soluções proprietárias de leitura/gravação licenciadas e derivadas da implementação do Microsoft exFAT criadas pela Paragon Software Group e pela Tuxera estão disponíveis para Android^[16], Linux e outros sistemas operacionais.

XCFiles (criada pela Datalight) é uma implementação proprietária e completa, destinada a ser portável para sistemas de 32 bits. O Rtfs (criada pela EBS Embedded Software) é uma implementação completa para dispositivos incorporados.

Duas soluções experimentais, não oficiais estão disponíveis para o DOS. O driver carregável USBEXFAT requer a pilha USB da Panasonic para o DOS e só funciona com dispositivos de armazenamento USB; O executável de código aberto EXFAT é um leitor de sistema de arquivos exFAT e requer o extensor DOS HX para funcionar. Não existem drivers de DOS em modo real exFAT nativos, o que permitiria o uso ou a inicialização de volumes exFAT.

O Mac OS X Snow Leopard 10.6.5 e posterior podem criar, ler, escrever, verificar e reparar sistemas de arquivos exFAT.^[12][13]

O Linux oferece suporte para exFAT via FUSE desde 2009.^[4] Em 2013, a Samsung Electronics publicou um driver Linux para exFAT sob GPL.^[7] Em 2019 a Microsoft anunciou que tornaria pública a especificação do exFAT para que a comunidade de desenvolvedores do Linux possa desenvolver implementações interoperáveis^[17]. Em 28 de agosto de 2019, a Microsoft publicou a especificação do exFAT^[6] e lançou a patente para os membros do OIN.^[18] O núcleo Linux introduziu suporte nativo ao exFAT com a versão 5.4.^[3]

• FAT16
• FAT32