Cosa sono gli exabyte e i terabit?
Gli exabyte (EB) e i terabit (Tbit) sono unità di misura per i dati digitali. Un exabyte rappresenta un volume enorme di dati, equivalente a 1 miliardo di gigabyte. I terabit quantificano la velocità di trasferimento dei dati o la larghezza di banda, comunemente utilizzati nelle reti. Queste unità appartengono al Sistema Internazionale di Unità (SI), che utilizza prefissi in base 10 (decimali). Per contestualizzare:
- 1 EB = 1 000 000 000 000 000 000 byte ($10^{18}$ byte)
- 1 Tbit = 1 000 000 000 000 bit ($10^{12}$ bit).
Nell’informatica, esiste un sistema parallelo: lo standard binario (IEC). Utilizza prefissi in base 2:
- 1 exbibyte (EiB) = 1 152 921 504 606 846 976 byte ($2^{60}$ byte)
- 1 tebibit (Tibit) = 1 099 511 627 776 bit ($2^{40}$ bit).
I sistemi SI e IEC spiegati
Sistema SI (decimale):
Adottato a livello globale per uso scientifico e commerciale, i prefissi SI aumentano per fattori di 1 000. Questo sistema definisce:
- Exabyte (EB): $10^{18}$ byte
- Terabit (Tbit): $10^{12}$ bit.
I produttori di hard disk e le compagnie telecom spesso utilizzano unità SI per semplicità.
Sistema IEC (binario):
Sviluppato nel 1998 dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale, questo sistema affronta la natura binaria dell’informatica. I prefissi aumentano per fattori di 1 024 ($2^{10}$):
- Exbibyte (EiB): $2^{60}$ byte
- Tebibit (Tibit): $2^{40}$ bit.
I sistemi operativi (es. Windows, Linux) e i software di memoria/storage solitamente visualizzano i dati in unità IEC.
Formule chiave di conversione
Tutte le formule tengono conto della relazione byte-bit (1 byte = 8 bit).
All’interno del sistema SI:
- Da EB a Tbit:
All’interno del sistema IEC:
- Da EiB a Tibit:
Conversioni tra sistemi:
- Da EB a EiB:
- Da Tbit a Tibit:
Esempi di conversioni
Esempio 1: Un data center memorizza 5 EB di dati utente. Convertire in Tbit (SI):
Contesto: Questo aiuta gli ingegneri di rete a progettare infrastrutture per trasferire questi dati a 100 Tbit/s, richiedendo 400 secondi.
Esempio 2: Un supercomputer utilizza 2 EiB di RAM. Convertire in Tibit (IEC):
Contesto: I calcoli della larghezza di banda della memoria per l’high-performance computing si basano su tali conversioni.
Esempio 3: Un provider internet offre una larghezza di banda di 10 Tbit/s. Convertire in Tibit/s (tra sistemi):
Nota: La “perdita” del ~9% deriva dalla discrepanza SI/IEC, critica per accordi di servizio accurati.
Perché esistono due sistemi
- Contesto storico: I primi computer utilizzavano prefissi SI per quantità binarie (es. 1 KB = 1 024 byte), causando confusione. Lo standard IEC ha risolto questo nel 1998 introducendo prefissi binari distinti (KiB, MiB, GiB).
- Necessità pratica: Le unità SI si allineano alle convenzioni fisiche/ingegneristiche, mentre le unità IEC riflettono l’architettura in base 2 dell’hardware digitale (es. indirizzamento della memoria).
Applicazioni pratiche
- Cloud storage: Un provider pubblicizza 1 EB di storage basato su SI. I sistemi degli utenti mostrano ~0,867 EiB, spiegando lo “spazio mancante”.
- Aggiornamenti di rete: Convertire 100 Tbit/s (SI) in Tibit/s (IEC) assicura che i router soddisfino le effettive richieste di throughput.
- Leggi sui dati: Regolamenti come il GDPR specificano dati in unità SI (es. “exabyte di dati elaborati”), mentre i controlli usano IEC per precisione.
- Ricerca scientifica: Il Large Hadron Collider del CERN genera ~1 EB (SI) di dati all’anno, richiedendo strumenti basati su IEC per l’analisi.
Domande frequenti
Quanti Tibit ci sono in 3 EB?
Prima, convertire EB in Tbit (SI), poi Tbit in Tibit (IEC):
Risultato: ~21,83 milioni di Tibit.
Perché il mio sistema operativo mostra meno storage di quanto pubblicizzato?
Un hard disk da 1 TB (SI) equivale a $10^{12}$ byte. In IEC:
Quindi, viene visualizzato come ~0,909 TiB, non 1 TiB. Questo è previsto, non un difetto.
Gli exabyte e gli exbibyte sono intercambiabili?
No. 1 EB (SI) = $10^{18}$ byte, mentre 1 EiB (IEC) = $2^{60}$ byte $\approx 1,1529 \times 10^{18}$ byte. L’uso improprio causa errori significativi in sistemi su larga scala.
Quale sistema dovrei usare per il networking?
Usa SI (Tbit) per la larghezza di banda (es. velocità fibra ottica), poiché gli standard telecom seguono unità decimali. Usa IEC (Tibit) per il trasferimento dati tra server, dove l’allineamento binario è importante.
Posso convertire direttamente da EB a Tibit?
Sì, ma richiede due passaggi:
- Convertire EB in bit: $\text{EB} \times 8 \times 10^{18}$
- Convertire bit in Tibit: $\text{bit} \div 2^{40}$
Formula combinata:
Per 0,5 EB: $0,5 \times 7 275 957,614183426 \approx 3 637 978,81 \text{ Tibit}$.
Note sulla precisione
- Precisione: Le conversioni tra sistemi coinvolgono numeri irrazionali (es. $\frac{10^{18}}{2^{60}}$). Usa 10+ decimali per applicazioni critiche.
- Standard: IEEE e ISO impongono di specificare “EB” (SI) o “EiB” (IEC) nella documentazione per prevenire ambiguità.
Fatto storico
Il termine “exabyte” è stato coniato negli anni ‘70, ma il primo sistema di storage da 1 EB è stato realizzato solo nel 2008 (LHC del CERN). I prefissi binari IEC sono emersi da una proposta del 1996 per porre fine al dibattito “kilo = 1 000 o 1 024?”.