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Cosa sono gli exabyte e gli exbibyte?

Gli exabyte (EB) e gli exbibyte (EiB) sono unità di misura per grandi quantità di dati digitali. Un exabyte fa parte del sistema decimale SI (Sistema Internazionale di Unità), dove 1 EB equivale a 1 000 000 000 000 000 000 byte ($10^{18}$ byte). Al contrario, un exbibyte appartiene al sistema binario definito dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), dove 1 EiB equivale a 1 152 921 504 606 846 976 byte ($2^{60}$ byte). Queste unità rappresentano capacità di archiviazione ben al di là dell’esperienza quotidiana: per fare un esempio, tutte le parole mai pronunciate dagli esseri umani sono stimate in circa 5 EB.

Comprendere i sistemi di misurazione dei dati

L’archiviazione digitale utilizza due sistemi di misurazione distinti:

  1. Sistema SI (decimale, base-10)

    • Utilizzato dai produttori di dispositivi di archiviazione e in contesti di rete
    • I prefissi aumentano di 1 000 volte: kilo ($10^{3}$), mega ($10^{6}$), giga ($10^{9}$), tera ($10^{12}$), peta ($10^{15}$), exa ($10^{18}$)
    • Unità: byte (B), kilobyte (KB), megabyte (MB), gigabyte (GB), terabyte (TB), petabyte (PB), exabyte (EB)

  2. Sistema IEC (binario, base-2)

    • Utilizzato dai sistemi operativi e dai software per riportare l’archiviazione
    • I prefissi aumentano di 1 024 volte ($2^{10}$): kibi ($2^{10}$), mebi ($2^{20}$), gibi ($2^{30}$), tebi ($2^{40}$), pebi ($2^{50}$), exbi ($2^{60}$)
    • Unità: kibibyte (KiB), mebibyte (MiB), gibibyte (GiB), tebibyte (TiB), pebibyte (PiB), exbibyte (EiB)

La discrepanza nasce dal fatto che i computer elaborano i dati in binario, mentre il sistema metrico è basato sul decimale. Questo approccio a doppio sistema mantiene la precisione nei contesti tecnici, allineandosi agli standard internazionali.

Formule di conversione

La conversione tra queste unità richiede la comprensione di entrambi i sistemi e della loro relazione con i bit (la cifra binaria fondamentale). Poiché 1 byte = 8 bit:

  • Exabyte a bit (sistema SI)

    bit=EB×(1018)×8\text{bit} = \text{EB} \times (10^{18}) \times 8

  • Exbibyte a bit (sistema IEC)

    bit=EiB×(260)×8\text{bit} = \text{EiB} \times (2^{60}) \times 8

Per le conversioni tra EB e EiB:

1 EB=1018260 EiB≈0,8673617379884 EiB1\ \text{EB} = \frac{10^{18}}{2^{60}}\ \text{EiB} \approx 0,8673617379884\ \text{EiB} 1 EiB=2601018 EB≈1,152921504606846976 EB1\ \text{EiB} = \frac{2^{60}}{10^{18}}\ \text{EB} \approx 1,152921504606846976\ \text{EB}

Esempi pratici

Esempio 1: Traffico internet globale
Nel 2023, il traffico internet globale ha raggiunto circa 4,8 EB al giorno. A quanti bit corrisponde?

Utilizzando la conversione SI:

4,8 EB×1018 byte/EB×8 bit/byte=3,84×1019 bit4,8\ \text{EB} \times 10^{18}\ \text{byte/EB} \times 8\ \text{bit/byte} = 3,84 \times 10^{19}\ \text{bit}

Esempio 2: Sistema di archiviazione su larga scala
Un data center archivia 5,5 EiB di video. Convertire in bit:

Utilizzando la conversione IEC:

5,5 EiB×260 byte/EiB×8 bit/byte=5,5×9223372036854775808×85,5\ \text{EiB} \times 2^{60}\ \text{byte/EiB} \times 8\ \text{bit/byte} = 5,5 \times 9 223 372 036 854 775 808 \times 8

Primo calcolo in byte:

5,5×9,223372036854775808×1018=5,0728546202701266944×1019 byte5,5 \times 9,223372036854775808 \times 10^{18} = 5,0728546202701266944 \times 10^{19}\ \text{byte}

Quindi conversione in bit:

5,0728546202701266944×1019×8=4,05828369621610135552×1020 bit5,0728546202701266944 \times 10^{19} \times 8 = 4,05828369621610135552 \times 10^{20}\ \text{bit}

Esempio 3: Confronto tra sistemi
Convertire 2 EB in EiB e bit:

  • In EiB:
2 EB×1018260≈1,7347234759768 EiB2\ \text{EB} \times \frac{10^{18}}{2^{60}} \approx 1,7347234759768\ \text{EiB}
  • In bit (SI):
2×1018×8=1,6×1019 bit2 \times 10^{18} \times 8 = 1,6 \times 10^{19}\ \text{bit}
  • Stesso valore in bit (tramite EiB):
1,7347234759768×260×8≈1,6×1019 bit1,7347234759768 \times 2^{60} \times 8 \approx 1,6 \times 10^{19}\ \text{bit}

Contesto storico della misurazione dei dati

I primi computer adottarono prefissi metrici per quantità binarie: un “kilobyte” significava 1 024 byte invece di 1 000. Questa discrepanza divenne problematica con l’aumento delle capacità di archiviazione. Nel 1998, l’IEC introdusse i prefissi binari (kibi, mebi, gibi, ecc.) per risolvere questa ambiguità. Questo standard (IEC 80000-13) separò formalmente le misurazioni binarie e decimali, sebbene l’adozione nel settore rimanga mista. I produttori di dispositivi di archiviazione utilizzano tipicamente unità decimali (rendendo le capacità più grandi), mentre i sistemi operativi utilizzano unità binarie per precisione.

Applicazioni nel mondo reale delle unità exascala

  • Archiviazione cloud: I principali provider come AWS e Google Cloud ora offrono soluzioni di archiviazione su scala exabyte
  • Dati globali: Si prevede che i dati globali totali raggiungeranno 175 ZB (175 000 EB) entro il 2025
  • Streaming video: L’intero catalogo di Netflix è stimato in circa 3,14 EB di archiviazione

Considerazioni importanti

  1. Verificare sempre quale sistema di misurazione (SI o IEC) utilizza il materiale di riferimento.
  2. Capacità di archiviazione vs. trasmissione dati: le velocità di rete utilizzano bit al secondo (bps), mentre l’archiviazione utilizza byte.
  3. La precisione è importante: la differenza del 7,3% tra EB e EiB diventa sostanziale su scala exascala.
  4. Quando si confrontano dispositivi di archiviazione, verificare se la capacità è elencata in unità decimali (produttore) o binarie (sistema operativo).
  5. Prepararsi al futuro: oltre gli exabyte ci sono gli zettabyte (ZB) e gli yottabyte (YB) nel sistema SI.

Domande frequenti

Come si convertono 3 exbibyte in bit?

Per convertire 3 EiB in bit:

  1. Moltiplicare per $2^{60}$ per ottenere i byte:
3×1152921504606846976=3458764513820540928 byte3 \times 1 152 921 504 606 846 976 = 3 458 764 513 820 540 928\ \text{byte}
  1. Moltiplicare per 8 per ottenere i bit:
3458764513820540928×8=27670116110564327424 bit3 458 764 513 820 540 928 \times 8 = 27 670 116 110 564 327 424\ \text{bit}

Utilizzando la formula:

3 EiB×260×8=3×9223372036854775808×8=27670116110564327424 bit3\ \text{EiB} \times 2^{60} \times 8 = 3 \times 9 223 372 036 854 775 808 \times 8 = 27 670 116 110 564 327 424\ \text{bit}

Perché c’è una differenza tra EB e EiB?

La differenza deriva dall’uso di calcoli in base-10 (decimale) rispetto a base-2 (binario). I computer elaborano naturalmente i dati in binario (potenze di 2), mentre il sistema metrico utilizza potenze di 10. Ciò si traduce in una differenza di circa il 7,3% tra EB e EiB che aumenta con la scala.

Quale sistema dovrei usare per i calcoli tecnici?

Per le specifiche hardware e la capacità di archiviazione, utilizzare il sistema SI (EB). Per l’allocazione della memoria, i file system e i calcoli a livello di sistema operativo, utilizzare il sistema IEC (EiB). Specificare sempre quale sistema di unità si sta utilizzando per evitare interpretazioni errate.

Quanti bit ci sono in 1 exabyte?

Utilizzando il sistema SI:
1 EB = 1 000 000 000 000 000 000 byte ($10^{18}$ byte)
Poiché 1 byte = 8 bit:
1 EB = $10^{18} \times 8 = 8 000 000 000 000 000 000\ \text{bit}$ ($8 \times 10^{18}$ bit)

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