Konwerter ZB na GB

Czym są jednostki pamięci danych?

Jednostki pamięci danych mierzą pojemność informacji cyfrowych. W miarę jak ilość danych gwałtownie rosła, standaryzacja jednostek stała się niezbędna. Międzynarodowy Układ Jednostek (SI) wykorzystuje przedrostki dziesiętne, gdzie 1 kilobajt = 1000 bajtów. Z kolei Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) wprowadziła przedrostki binarne, gdzie 1 kibibajt = 1024 bajty. To podejście dwusystemowe rozwiązuje problem rozbieżności między obliczeniami dziesiętnymi (o podstawie 10) a binarnymi (o podstawie 2), które są inherentne w informatyce.

System dziesiętny (SI) a binarny (IEC) – wyjaśnienie

• Jednostki SI (dziesiętne):
  Wykorzystują potęgi liczby 10:
  $1\ \text{GB} = 10^9\ \text{bajtów} = 1 000 000 000\ \text{bajtów}$
  $1\ \text{ZB} = 10^{21}\ \text{bajtów} = 1 000 000 000 000 000 000 000\ \text{bajtów}$

• Jednostki IEC (binarne):
  Wykorzystują potęgi liczby 2:
  $1\ \text{GiB} = 2^{30}\ \text{bajtów} = 1 073 741 824\ \text{bajtów}$
  $1\ \text{ZiB} = 2^{70}\ \text{bajtów} = 1 180 591 620 717 411 303 424\ \text{bajtów}$

Kluczowa różnica: Jednostki SI (ZB/GB) stosują konwencje metryczne dla uproszczenia, podczas gdy jednostki IEC (ZiB/GiB) są zgodne z architekturą komputerową, gdzie adresowanie pamięci jest binarne.

Wzory konwersji

• ZB na GB (SI na SI):
  $\text{GB} = \text{ZB} \times 10^{12}$
  (Ponieważ 1 ZB = $10^{21}$ bajtów, a 1 GB = $10^9$ bajtów → $10^{21} / 10^9 = 10^{12}$)

• ZiB na GiB (IEC na IEC):
  $\text{GiB} = \text{ZiB} \times 2^{40}$
  (Ponieważ 1 ZiB = $2^{70}$ bajtów, a 1 GiB = $2^{30}$ bajtów → $2^{70} / 2^{30} = 2^{40}$)

• Konwersje między systemami (np. ZB na GiB):
  $\text{GiB} = \text{ZB} \times \frac{10^{21}}{2^{30}} = \text{ZB} \times \frac{1 000 000 000 000 000 000 000}{1 073 741 824}$

Praktyczne przykłady konwersji

Przykład 1 (Jednostki SI):
Centrum danych przechowuje 0,005 ZB archiwów wideo. Przelicz na GB:
$\text{GB} = 0,005 \times 10^{12} = 5 000 000 000\ \text{GB}$

Przykład 2 (Jednostki IEC):
Superkomputer wykorzystuje 0,0002 ZiB pamięci RAM. Przelicz na GiB:
$\text{GiB} = 0,0002 \times 2^{40} = 0,0002 \times 1 099 511 627 776 = 219 902 325,555\ \text{GiB}$

Przykład 3 (Konwersja między systemami):
Przelicz 1 ZB na GiB:
$\text{GiB} = 1 \times \frac{10^{21}}{2^{30}} = \frac{1 000 000 000 000 000 000 000}{1 073 741 824} ≈ 931 322 574 615,48\ \text{GiB}$

Dlaczego pomylenie jednostek ma znaczenie: historyczny przypadek

W 1999 roku NASA straciła wartego 125 milionów dolarów orbiter Mars Climate Orbiter, ponieważ inżynierowie pomylili jednostki SI (niutony) z jednostkami imperialnymi (funty-siły). Choć nie dotyczyło to pamięci danych, przypadek ten podkreśla znaczenie spójności pomiarów. W 2000 roku IEC ustandaryzował przedrostki binarne (kibi-, mebi-, gibi-), aby zapobiec podobnym błędom w informatyce.

Często zadawane pytania

Ile GB ma 1 ZB?

1 ZB to dokładnie 1 000 000 000 000 GB ($10^{12}$ GB) w systemie SI. Ta konwersja wykorzystuje jednostki dziesiętne, gdzie każdy krok jest wielokrotnością 1000.
Uwaga: W systemie SI, ale systemy operacyjne często podają dane w GiB (binarnie), co powoduje pozorną „utratę” pojemności.

Dlaczego potrzebujemy zebibajtów i gibibajtów?

Komputery przetwarzają dane w systemie binarnym, dlatego jednostki o podstawie 2 (KiB, MiB, GiB) są naturalne dla pamięci i przechowywania danych. Używanie jednostek SI dla sprzętu powoduje rozbieżności: dysk „1 GB” ma 1 000 000 000 bajtów, ale system operacyjny pokazuje go jako ≈0,931 GiB (ponieważ 1 000 000 000 / 1 073 741 824 ≈ 0,931).

Czy ZB jest większy niż ZiB?

Tak, ale to może być nieintuicyjne! 1 ZiB (zebibajt) to około 1,18 ZB (zettabajtów):
$1\ \text{ZiB} = 2^{70}\ \text{bajtów} ≈ 1,1806 \times 10^{21}\ \text{bajtów} = 1,1806\ \text{ZB}$

Ile dysków 1 TB potrzeba do przechowania 1 ZB?

Zakładając, że 1 TB = $10^{12}$ bajtów (SI):
1 ZB = $10^{21}$ bajtów → Liczba dysków = $10^{21} / 10^{12} = 1 000 000 000$ (1 miliard dysków). W ujęciu binarnym (1 TiB = $2^{40}$ bajtów) potrzeba ≈1 099 511 627 776 / 1 000 000 000 ≈ 1,1 miliarda dysków.

Czy obecna infrastruktura poradzi sobie z danymi na skalę zettabajtową?

W 2023 roku globalna pojemność przechowywania danych wynosi ≈10 ZB. Przechowanie 1 ZB wymaga:

• 250 milionów płyt Blu-ray (po 50 GB każda), ułożonych na wysokość 4500 km.
• 500 000 centrów danych (każde przechowujące 2 PB).
  Obecnie rozwija się obliczenia kwantowe i zaawansowane metody kompresji, aby sprostać przyszłym wymaganiom zettabajtowym.

Ważne kwestie

1. Przechowywanie a transmisja: Przepustowość sieci często jest mierzona w bitach (Gb/s), a nie bajtach. 1 bajt = 8 bitów.
2. Oznaczenia producentów: Urządzenia pamięci masowej zwykle używają jednostek SI (np. „1 TB” = 1000 GB), podczas gdy systemy operacyjne podają dane w jednostkach IEC (np. „931 GiB”).