Czym są eksabajty i terabity?
Eksabajty (EB) i terabity (Tbit) to jednostki służące do pomiaru danych cyfrowych. Eksabajt reprezentuje ogromną ilość danych — odpowiada 1 miliardowi gigabajtów. Terabity określają prędkość przesyłania danych lub przepustowość, powszechnie stosowane w sieciach komputerowych. Te jednostki należą do Międzynarodowego Układu Jednostek (SI), który wykorzystuje przedrostki dziesiętne (o podstawie 10). Dla kontekstu:
- 1 EB = 1 000 000 000 000 000 000 bajtów ($10^{18}$ bajtów)
- 1 Tbit = 1 000 000 000 000 bitów ($10^{12}$ bitów).
W informatyce istnieje równoległy system: standard binarny (IEC). Wykorzystuje on przedrostki o podstawie 2:
- 1 eksbibajt (EiB) = 1 152 921 504 606 846 976 bajtów ($2^{60}$ bajtów)
- 1 tebibit (Tibit) = 1 099 511 627 776 bitów ($2^{40}$ bitów).
Wyjaśnienie systemów SI i IEC
System SI (dziesiętny):
Przyjęty globalnie do celów naukowych i komercyjnych, przedrostki SI zwiększają się o czynnik 1000. System ten definiuje:
- Eksabajt (EB): $10^{18}$ bajtów
- Terabit (Tbit): $10^{12}$ bitów.
Producenci dysków twardych i firmy telekomunikacyjne często używają jednostek SI dla uproszczenia.
System IEC (binarny):
Opracowany w 1998 roku przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną, system ten uwzględnia binarną naturę informatyki. Przedrostki zwiększają się o czynnik 1024 ($2^{10}$):
- Eksbibajt (EiB): $2^{60}$ bajtów
- Tebibit (Tibit): $2^{40}$ bitów.
Systemy operacyjne (np. Windows, Linux) oraz oprogramowanie do zarządzania pamięcią/pamięcią masową zwykle wyświetlają dane w jednostkach IEC.
Kluczowe wzory konwersji
Wszystkie wzory uwzględniają zależność między bajtem a bitem (1 bajt = 8 bitów).
W systemie SI:
- EB na Tbit:
W systemie IEC:
- EiB na Tibit:
Konwersje między systemami:
- EB na EiB:
- Tbit na Tibit:
Przykłady konwersji
Przykład 1: Centrum danych przechowuje 5 EB danych użytkowników. Przelicz na Tbit (SI):
Kontekst: Pomaga to inżynierom sieciowym zaprojektować infrastrukturę do przesyłania tych danych z prędkością 100 Tbit/s, co wymaga 400 sekund.
Przykład 2: Superkomputer wykorzystuje 2 EiB pamięci RAM. Przelicz na Tibit (IEC):
Kontekst: Obliczenia przepustowości pamięci dla wysokowydajnych systemów obliczeniowych opierają się na takich konwersjach.
Przykład 3: Dostawca internetu oferuje przepustowość 10 Tbit/s. Przelicz na Tibit/s (między systemami):
Uwaga: ~9% “strata” wynika z rozbieżności między systemami SI i IEC, co jest kluczowe dla dokładnych umów SLA.
Dlaczego istnieją dwa systemy?
- Kontekst historyczny: Wczesna informatyka używała przedrostków SI dla ilości binarnych (np. 1 KB = 1024 bajty), co powodowało zamieszanie. Standard IEC rozwiązał ten problem w 1998 roku, wprowadzając odrębne przedrostki binarne (KiB, MiB, GiB).
- Konieczność praktyczna: Jednostki SI są zgodne z konwencjami fizyki/inżynierii, podczas gdy jednostki IEC odzwierciedlają architekturę sprzętu cyfrowego opartą na podstawie 2 (np. adresowanie pamięci).
Zastosowania praktyczne
- Przechowywanie w chmurze: Dostawca reklamuje 1 EB przestrzeni w systemie SI. Systemy użytkowników pokazują ~0,867 EiB, co wyjaśnia “brakującą” przestrzeń.
- Modernizacja sieci: Konwersja 100 Tbit/s (SI) na Tibit/s (IEC) zapewnia, że routery spełniają rzeczywiste wymagania przepustowości.
- Przepisy dotyczące danych: Regulacje takie jak RODO określają dane w jednostkach SI (np. “eksabajty przetworzonych danych”), podczas gdy audyty używają IEC dla precyzji.
- Badania naukowe: Wielki Zderzacz Hadronów w CERN generuje ~1 EB (SI) danych rocznie, wymagając narzędzi opartych na IEC do analizy.
Często zadawane pytania
Ile Tibit jest w 3 EB?
Najpierw przelicz EB na Tbit (SI), następnie Tbit na Tibit (IEC):
Wynik: ~21,83 miliona Tibit.
Dlaczego mój system operacyjny pokazuje mniej miejsca niż reklamowano?
Dysk twardy 1 TB (SI) równa się $10^{12}$ bajtów. W IEC:
Dlatego wyświetla się jako ~0,909 TiB, a nie 1 TiB. To oczekiwane, a nie wada.
Czy eksabajty i eksbibajty są wymienne?
Nie. 1 EB (SI) = $10^{18}$ bajtów, podczas gdy 1 EiB (IEC) = $2^{60}$ bajtów $\approx 1,1529 \times 10^{18}$ bajtów. Błędne użycie powoduje znaczące błędy w systemach na dużą skalę.
Który system powinienem używać w sieciach?
Używaj SI (Tbit) dla przepustowości (np. prędkości światłowodów), ponieważ standardy telekomunikacyjne stosują jednostki dziesiętne. Używaj IEC (Tibit) dla transferu danych między serwerami, gdzie ważne jest dopasowanie binarne.
Czy mogę przeliczyć bezpośrednio z EB na Tibit?
Tak, ale wymaga to dwóch kroków:
- Przelicz EB na bity: $\text{EB} \times 8 \times 10^{18}$
- Przelicz bity na Tibit: $\text{bits} \div 2^{40}$
Połączony wzór:
Dla 0,5 EB: $0,5 \times 7 275 957,614183426 \approx 3 637 978,81 \text{ Tibit}$.
Uwagi dotyczące dokładności
- Precyzja: Konwersje między systemami obejmują liczby niewymierne (np. $\frac{10^{18}}{2^{60}}$). Używaj 10+ miejsc po przecinku dla krytycznych zastosowań.
- Standardy: IEEE i ISO wymagają określenia “EB” (SI) lub “EiB” (IEC) w dokumentacji, aby zapobiec niejednoznaczności.
Ciekawostka historyczna
Termin “eksabajt” został stworzony w latach 70., ale pierwszy system przechowywania 1 EB został zrealizowany dopiero w 2008 roku (LHC w CERN). Binarne przedrostki IEC powstały w wyniku propozycji z 1996 roku, mającej zakończyć debatę “kilo = 1000 czy 1024?”.