Единицы измерения цифровых данных¶
Единицы измерения цифровых данных — это система количественных мер, применяемых для оценки объёма информации, хранимой на носителях или передаваемой по каналам связи. Основаны на двоичной системе счисления, поскольку в компьютерах данные хранятся в виде последовательностей битов. Наиболее распространённые производные единицы — байт (8 бит), килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт, петабайт, эксабайт и далее.
¶История и происхождение единиц
Термин «байт» появился в конце 1950-х годов в лексике инженеров IBM и первоначально обозначал группу битов, обрабатываемых процессором за один такт. В 1968 году инженер Werner Buchholz предложил считать байт равным 8 битам, что закрепилось в стандарте IBM System/360.
До конца 1990-х годов в компьютерной индустрии существовали две конкурирующие системы:
- Двоичная (IEC): 1 килобайт = 1024 байта, 1 мегабайт = 1024 килобайта и так далее. Обусловлено тем, что 1024 = 2¹⁰, что удобно для адресации памяти.
- Десятичная (SI): 1 килобайт = 1000 байтов. Такую систему использовали производители жёстки дисков и сетевого оборудования.
В 1998 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) утвердила стандарт МЭК 80000-13, разделивший обе системы: для двоичных кратных введены специальные префиксы киби-, меби-, гиби-, теби- (KiB, MiB, GiB, TiB), а «кило-», «мега-» и т. д. официально закреплены за десятичными значениями. На практике многие операционные системы и программы продолжают использовать двоичную интерпретацию, что приводит к расхождению заявленного и фактического объёма накопителей.
¶Порядок единиц
| Единица | Десятичная (SI) | Двоичная (IEC) |
|---|---|---|
| Килобайт (КБ / kB) | 10³ = 1000 Б | 2¹⁰ = 1024 Б |
| Мегабайт (МБ / MB) | 10⁶ = 1 000 000 Б | 2²⁰ = 1 048 576 Б |
| Гигабайт (ГБ / GB) | 10⁹ Б | 2³⁰ = 1 073 741 824 Б |
| Терабайт (ТБ / TB) | 10¹² Б | 2⁴⁰ = 1 099 511 627 776 Б |
| Петабайт (ПБ / PB) | 10¹⁵ Б | 2⁵⁰ ≈ 1,126 × 10¹⁵ Б |
| Эксабайт (ЭБ / EB) | 10¹⁸ Б | 2⁶⁰ ≈ 1,153 × 10¹⁸ Б |
¶Что больше терабайта
Единицей, превышающей терабайт, является петабайт (1000 ТБ в десятичной системе или 1024 ТБ в двоичной). Далее следуют эксабайт, зеттабайт и йоттабайт. Для масштабов современных дата-центров и глобального интернет-трафика используются петабайты и эксабайты; например, суточный объём данных, передаваемых крупнейшими сетевыми платформами, оценивается в сотни петабайтов.
¶Практическое значение
Терабайт стал базовой единицей измерения ёмкости бытовых накопителей в 2010-е годы. К 2020-м годам твердотельные накопители и жёсткие диски ёмкостью 1–20 ТБ стали массовыми. Объём облачных хранилищ и корпоративных систем резервного копирования измеряется в петабайтах.
Распространённые примеры объёмов данных:
- текстовый документ — единицы килобайтов;
- фотография высокого разрешения — 3–15 МБ;
- фильм в формате Full HD — 2–8 ГБ;
- музыкальный альбом в формате FLAC — 0,3–1 ГБ;
- база данных крупного банка — десятки–сотни ТБ;
- архив научных данных (например, обсерваторий) — петабайты.
¶Влияние на восприятие
Разница между десятичной и двоичной системами приводит к тому, что диск, заявленный производителем как «1 ТБ», в операционной системе отображается примерно как 0,91 ТБ (931 ГБ). Это объясняется тем, что производитель использует десятичный терабайт (10¹² байт), а операционная система пересчитывает объём в двоичные гигабайты (2³⁰ байт). Расхождение составляет около 9,3 %.
¶Смежные понятия
Для обозначения скорости передачи данных используются производные единицы: килобайт в секунду (КБ/с), мегабайт в секунду, гигабайт в секунду. Скорость измеряется в битах (Мбит/с) или байтах в секунду, что иногда приводит к путанице: провайдер, заявляющий скорость 100 Мбит/с, фактически обеспечивает около 12,5 МБ/с.
¶Интересные факты
- В 2020-х годах объёмы данных в мировом масштабе оцениваются в зеттабайты: по разным оценкам, ежегодно создаётся от 60 до 120 зеттабайтов информации.
- Единица «нibble» (полубайт, 4 бита) используется при работе с шестнадцатеричными числами, но в быту не применяется.
- Наибольшая ёмкость одиночного коммерческого HDD на 2024 год — 24 ТБ (модели Seagate Exos и Western Digital Ultrastar).