Już od dłuższego czasu technologie komputerowe rozwijają się w niesamowitym tempie. Doszliśmy do punktu gdzie praktycznie wszystko jest sterowane za pomocą procesorów i posiada własną pamięć. Właśnie – pamięć, tej w dzisiejszych czasach jest potrzebnej dużo a będzie jeszcze więcej! Wraz z rozwojem metod przechowywania danych ewoluowały jednostki pomiaru danych i pojawiały się nowe, znacznie większe od poprzedników. Niektóre stanowią taką ilość której człowiek nawet gdyby się bardzo starał mógłby nie zapełnić ich w połowie… Zapraszam do artykułu na temat jednostek wielkości danych.
Bit – mały jak atom
Pamięta ktoś bita? Najmniejszą z jednostek? Jest tak mały że często o nim zapominamy, zupełnie jak o atomach budujących cały ten świat. Bit też buduje – ale komputerowy. Może on przyjąć jedną z dwóch wartości: 1 lub 0, gdzie 1 oznacza TAK/prawda, analogicznie 0 oznacza NIE/fałsz.
Komputer jako urządzenie elektroniczne rozpozna 1 jako stosunkowo wysokie napięcie, obecność elektronów (pamięć flash) lub brak ładunku magnetycznego – w zapisie magnetycznym.
W dyskach twardych (HDD) to ładunki magnetyczne symbolizują wartość bita – gdy ładunek magnetyczny znajduje się w czytanej części tarczy dysku wówczas zostanie to wyczytane jako 0 a gdy go nie ma jako 1. Kwestią umowy pozostaje jednak czy brak ładunku jest czytany przez kontroler dysku jako 1 czy jako 0, to ustali producent. Za czytanie danych odpowiedzialna jest głowica dysku.
W pamięciach flash to elektrony (cząstki elementarne) symbolizują 1 gdy znajdą się w odpowiedniej części komórki dysku. Gdy ich tam nie ma wówczas bit przyjmuje wartość 0. Więcej na ten temat dowiesz się z artykułu Jak działają dyski SSD?.
Natomiast we wszystkich innych komponentach komputera które nie przechowują danych a na nich działają – wartości bita symbolizuje obecność napięcia lub jej brak (w komputerze to może być bardzo niskie napięcie w postaci – 10% nominalnego napięcia) symbolizują 1 lub 0.
Symbol bita to małe b.
Bit – wielokrotności
Tabelę tą traktuj bardziej jako ciekawostkę gdyż te wielokrotności nie są dziś używane na rzecz wielokrotności pojemniejszego bajta.
Istnieje 8 wielokrotności układu SI oraz ich odpowiedniki systemu binarnego. Powiem o różnicach obu w części dotyczącej bajta ponieważ to wielokrotności bajta są dzisiaj używane powszechnie.
| Nazwa: | Symbol: | Mnożnik: | Nazwa: | Symbol: | Mnożnik: |
| Kilobit | kb | 103 = 10001 | Kikibit | Kib | 210 = 10241 |
| Megabit | Mb | 106 = 10002 | Mebibit | Mib | 220 = 10242 |
| Gigabit | Gb | 109 = 10003 | Gibibit | Gib | 230 = 10243 |
| Terabit | Tb | 1012 = 10004 | Tebibit | Tib | 240 = 10244 |
| Petabit | Pb | 1015 = 10005 | Pebibit | Pib | 250 = 10245 |
| Eksabit | Eb | 1018 = 10006 | Eksbit | Eib | 260 = 10246 |
| Zettabit | Zb | 1021 = 10007 | Zebibit | Zib | 270 = 10247 |
| Jottabit | Yb | 1024 = 10008 | Jobibit | Yib | 280 = 10248 |
Bajt
Jako że dzisiejsze pamięci są pokaźnej wielkości trudno byłoby nam zapisywać ich specyfikację w wielokrotności bitów dlatego też zostały zastąpione one nową jednostką miary pamięci jaką jest bajt. Początkowo 1 bajt oznaczał 4 bity. Aktualnie przyjęło się że 1 bajt to 8 bitów. Bajt ma symbol (skrót) – duże B.
Istnieje wiele jednostek wielokrotności bajta i ich odpowiedników w systemie dwójkowym. 1 Gigabajt w systemie SI to odpowiednik 1 Gibibajta w systemie binarnym. 1 GB to 10003 bajtów natomiast 1 GiB to 10243 Dzisiaj jednak granica pomiędzy nimi została kompletnie zatuszowana. Na korzyść gigabajta z nazwy ale przy mnożniku gibibajta. Przykładowo komputer wyświetla pamięć w gigabajtach ale przelicza ją według systemu binarnego czyli według wielokrotności gibibajta (10243).
Z czego wynika taka nieścisłość? Początkowo zarówno gigabajt jak i gibibajt posiadały ten sam symbol – GB (analogicznie było z innymi jednostkami). Z czasem jednak zaproponowano zmiany które odróżniają jednostki systemu binarnego poprzez dodanie „i” w środku np. GiB zamiast GB, TiB zamiast TB. Jednakże takie zmiany nie zostały powszechnie wdrożone, ani zaakceptowane – powodem bez wątpienia jest to że mnożniki binarne są używane w komputerach a mnożniki SI są używane tylko przez producentów. Dlatego dzisiaj możemy zobaczyć w systemie że dysk ma 111 GB zamiast GiB.
Bajt – wielokrotności
Wobec braku wprowadzenia odmienności wszystkie wielkości posiadają nazwy wielkości z pierwszej części tabeli ale mnożniki z drugiej części tabeli np. Terabajt posiada mnożnik 10244.
Tabela z podziałem na przedrostki układu SI oraz system przedrostków dwójkowych IEC 60027-2 (tak została nazwana metoda określająca jednostki którymi operuje komputer).
| Nazwa: | Symbol: | Mnożnik: | Nazwa: | Symbol: | Mnożnik: |
| Kilobajt | kB | 103 = 10001 | Kibibajt | KiB | 210 = 10241 |
| Megabajt | MB | 106 = 10002 | Mebibajt | MiB | 220 = 10242 |
| Gigabajt | GB | 109 = 10003 | Gibibajt | GiB | 230 = 10243 |
| Terabajt | TB | 1012 = 10004 | Tebibajt | TiB | 240 = 10244 |
| Petabajt | PB | 1015 = 10005 | Pebibajt | PiB | 250 = 10245 |
| Eksabajt | EB | 1018 = 10006 | Eksabibajt | EiB | 260 = 10246 |
| Zettabajt | ZB | 1021 = 10007 | Zebibajt | ZiB | 270 = 10247 |
| Jottabajt | YB | 1024 = 10008 | Jobibajt | YiB | 280 = 10248 |
Wielkości pamięci według producentów vs według komputera.
Pamięć podpięta do komputera zostaje odczytana jako mniejsza niż w deklaracji producenta. Przykładowo pendrive o pojemności „32 GB” jest czytany przez komputer jako 29,8 GB. Różnica wynika z tego że producent niesłusznie interpretuje jednostki jako mnożnik 1000 (SI) podczas gdy każdy komputer zinterpretuje jednostki według mnożnika 1024 (binarnego).
Według wyliczeń producentów 1 GB to 1 000 000 000 bajtów. Jest to prawda w tylko w połowie gdyż 1 GB według układu SI faktycznie równa się takiej ilości bajtów ale nie według mnożnika binarnego – z którego korzystają komputery. W tym standardzie 1 Gigabajt jest równy 1 073 741 824 bajtów. Także aby komputer odczytał pamięć jako 1 GB potrzebne jest 1 073 741 824 B.
Tak wygląda liczenie 32 000 000 000 bajtów danych według producenta i komputera:
| Według producenta | Według Komputera |
| 32 000 000 000 B : 10003 | 32 000 000 000 B : 10243 |
| = 32 000 000 000 : 1 000 000 000 | 32 000 000 000 : 1 073 741 824 |
| =32 GB | = 29,80 GB |
Z czego wynika różnica? Producenci zasłaniają się „potrzebą” normalizacji zapisów według układu SI w którym to wszystkie liczby są wielokrotnościami 10. W rzeczywistości faktem jest że taniej można wyprodukować pamięci o mniejszej pojemności a opisać je jako te większej pojemności – dopisując odpowiednią adnotację kryjącą się za znakiem *. W środowisku informatycznym uważa się za niepoprawne stosowanie jednostek układu SI ponieważ komputer z niego nie korzysta. Tym bardziej przedrostki dziesiętne w tym przypadku wydają się być stworzone jedynie na potrzeby marketingu.
Jottabajt – ile to jest?
Największą ustaloną jednostką określającą wielkość danych jest jottabajt. Jej wielkość najlepiej ukaże to wyliczenie:
1 Jottabajt = 1 024 Zettabajtów = 1 048 576 Eksabajtów = 1 073 741 824 Petabajtów = 1 099 511 627 776 Terabajtów = 1 125 899 906 842 600 Gigabajtów = 1 152 921 504 606 800 000 Megabajtów = 1 180 591 620 717 400 000 000 Kilobajtów = 1 208 925 819 614 600 000 000 000 Bajtów = 9 671 406 556 916 800 000 000 000 Bitów
Czyli 1 Jottabajt to „prawie” 10 kwadrylionów bitów 🙂
Kostka złota o wymiarach 10cm x 10cm x 10 cm zawiera 602 tryliardy atomów (to wciąż mniej niż 1 kwadrylion).
Ile danych wyprodukowali ludzie?
Nasz pierwszy zetabajt wyprodukowaliśmy zaledwie 4 lata temu. Natomiast w 2018 roku mieliśmy już 18 zetabajtów danych. Podobno 90% tych danych stanowiły to były dane wyprodukowane przez internet rzeczy czyli przez urządzenia. W 2017 roku szacowano że w 2020 roku wszyscy wyprodukujemy 45 zetabajtów danych – ile jest naprawdę? – trudno powiedzieć 🙂
Przyszłościowe raporty CISCO mówią że na świecie do 2025 roku będzie 175 zetabajtów danych.
Jak widać ludzkość według raportów jest jeszcze daleko od 1 Jottabajta danych ale gromadzimy dane w bardzo szybkim i rosnącym tempie z roku na rok.
Dziękuję za uwagę! Polecam również temat komórek pamięci odnośnie działania dysków SSD.
Produkcja SmartMob.pl