Microsoft Windows Vistaでは、Microsoft Windowsオペレーティングシステムシリーズに、いくつかの新しいI/O機能が導入された。これらは、システム起動時間の短縮、システム応答性の向上、そしてデータストレージの信頼性向上を企図している。
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ReadyBoostは、USBフラッシュドライブ（USB 2.0または3.0のみ）、SDメモリーカード、コンパクトフラッシュなどのフラッシュメモリを利用して、Windows Vista搭載PCのシステムパフォーマンスを向上させ、応答性を高める機能。こうしたデバイスを接続すると、Windowsの自動再生ダイアログに、システムを高速化するためにそのデバイスを使用するという選択肢が表示され;ドライブのプロパティ画面に「ReadyBoost」タブが追加され、そこでReadyBoostに使用する容量を設定できる。Windows ReadyBoostは、Windows 7やWindows 10でも利用可能。大抵フラッシュメモリデバイスはFAT32形式でフォーマットされる。ReadyBoostでより大容量のフラッシュデバイスを適切に活用したい場合は、これを変更する必要がある。ただし、Windowsの自動再生機能からReadyBoostを有効にした場合、そのデバイスに対するReadyBoost設定を無効にするまで、デバイスの再フォーマットは行えなくなる。
ReadyDrive (開発コード名 Piton)は、ハイブリッドHDDまたはその他のフラッシュメモリキャッシュ (ターボメモリーなど)を搭載したWindows Vistaコンピュータの起動を高速化し、ハイバネーションから短時間で復帰し、バッテリ電力を節約できるようにするWindows Vistaの機能。ハイブリッドHDDは不揮発性フラッシュメモリと従来のハードディスクを統合したハードディスクの一種。ドライブ側の機能はATA-8で標準化される予定。ハイブリッドHDDがWindows Vista機にインストールされている場合、オペレーティングシステムはデバイスマネージャ内のドライブのデバイスプロパティの一部として、新しい「NVキャッシュ」プロパティタブを表示する。
eWeekはハイブリッドドライブ専用のドライバが不足しているために、この技術が十分に活用されておらず、その対応がデバイスメーカーに委ねられていると報じた。しかしマイクロソフトは、ハイブリッドシステム向けの専用ドライバを提供していないという指摘を否定した。また2006年6月には、David MorgensternがeWeekに寄稿した記事の中で、ReadyDriveは速度やバッテリー節約のためにデータ整合性を犠牲にしている可能性があると示唆した。マイクロソフトの文書では(これに対し)、ハードディスク上には常にデータのコピーが保持されているため、フラッシュキャッシュが故障してもデータ損失の心配はない、と同社は主張している。
SuperFetch は、よく使用されるアプリケーションをあらかじめメモリに読み込んでおくことで、それらの起動時間を短縮する技術およびWindowsサービスである。これは、Microsoft Windows XPに搭載されていた「プリフェッチャー（英語: prefetcher）」機能を拡張したものである。SuperFetchは、頻繁に使用されるライブラリやアプリケーションの構成要素を、実際に必要とされる前にページキャッシュへ読み込もうとする。その仕組みとして、アプリケーションの挙動や利用パターン（例えば、ログオン後の朝の時間帯にどのアプリケーションがよく使われるかなど）を継続的に分析する。 このキャッシュメモリには低い優先度が割り当てられており、他のプロセスがメモリを必要とした場合には、そのメモリ領域が解放されるようになっている。
デフォルトでは、必要なファイルは主記憶にロードされるが、ReadyBoostと呼ばれる機能を使用すると、Windows VistaおよびWindows 7はUSBフラッシュドライブなどの代替ストレージを使用して、主記憶を解放できる。ハードディスクの方がシーケンシャルデータ転送速度が高いかもしれないが、ランダムシーク時間が短いため、小さなファイルや非シーケンシャルI/Oにおいてはフラッシュドライブの方がより高速である。
「ReadyBoot」は、コンピュータの起動を高速化するために、起動の主要なプロセス（ドライバなど）のみを分析することでSuperFetchを補完する機能である。
Microsoft Windows 10では、SuperFetchはSysMainに改称された。
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トランザクションNTFS（略称：TxF）は、NTFSファイルシステムにアトミック処理の概念を導入するもので、(これにより)Windowsアプリケーション開発者は、「完全に成功する」か「完全に失敗する」かのいずれかであることを保証する、ファイル出力ルーチンを記述できるようになる。トランザクションNTFSを利用すれば、ファイルやディレクトリの作成、名前変更、削除といった操作をアトミックに行うことが可能になる。(すなわち)トランザクションを用いることで操作の正確性が保証され; （トランザクションとして実行されるもの）一連のファイル操作において、すべての操作が成功した場合にその操作がコミット（確定）される。何らかの失敗が発生した場合、一連の操作全体がロールバック（取消）され、失敗となる。
Microsoft Windowsのいくつかのコンポーネントが、シャドウコピーを利用するように更新された。Windows Vista以降のバックアップと復元センターでは、システム全体のバックアップを行う際、ブロック単位のバックアップが実行される。ファイルバックアップ機能もシャドウコピーを利用するが、ファイルはZIPファイル内に格納される。
Microsoft Windows Vista以降、シャドウコピーは（Windows Serverの「共有フォルダーのシャドウコピー」機能に類似する）同一のローカルボリューム上にシステムデータとユーザーデータの定期的にコピーを作成・保持するシステム保護 コンポーネントでも利用されるようになったがしかし、システムの復元を通じてローカルからアクセスできる。システムの復元では、復元ポイント と呼ばれる以前のシャドウコピーの状態へ、システム全体を元に戻すことが可能である。Windows Vistaより前のバージョンにおけるシステムの復元は、特定のファイル拡張子を持つファイルの変更を監視し、ファイルが上書きされる前にそのコピーを保存する、ファイルベースのフィルター技術に基づいていた。
さらに、以前のバージョン と呼ばれるプロパティシートのシェル拡張を利用すると、(スナップショット作成時点の)復元ポイントから個別のファイルやフォルダーをローカルに復元でき、これによりファイルの以前のバージョンを取得したり、誤って削除してしまったファイルを復元したりすることができる。
シャドウコピーは、ファイルが変更されるたびに作成されるわけではない; バックアップコピーは1日に1回自動的に作成されるほか、復元ポイント を作成するバックアップユーティリティまたはインストーラアプリケーションによってトリガーされた場合に手動で作成されることもある。「以前のバージョン」機能は、Windows VistaのBusiness、Enterprise、およびUltimateエディションで利用可能。
Windows Vistaでは、ユーザープロファイルのサブフォルダを最大10個まで、それぞれ個別にネットワーク上の場所へリダイレクトする機能が導入された。また、Windows Vistaには、Windows Vista、Windows XP、およびWindows 2000を実行しているクライアントに対して「フォルダーリダイレクト」を設定するための、管理コンソールスナップインも用意されている。
Windows Vista Service Pack 1では、exFATファイルシステムのサポートが導入された。
