Что такое эксабайты и эксбибайты?
Эксабайты (ЭБ) и эксбибайты (ЭиБ) — это единицы измерения огромных объёмов цифровых данных. Эксабайт относится к десятичной системе СИ (Международная система единиц), где 1 ЭБ равен 1 000 000 000 000 000 000 байт ($10^{18}$ байт). В то же время эксбибайт принадлежит двоичной системе, определённой Международной электротехнической комиссией (МЭК), где 1 ЭиБ равен 1 152 921 504 606 846 976 байт ($2^{60}$ байт). Эти единицы представляют объёмы данных, далеко выходящие за рамки повседневного опыта — для сравнения, все слова, когда-либо произнесённые человечеством, оцениваются примерно в 5 ЭБ.
Понимание систем измерения данных
Для измерения цифровых данных используются две различные системы:
-
Система СИ (десятичная, основание 10)
- Используется производителями накопителей и в сетевых технологиях
- Префиксы увеличиваются в 1000 раз: кило ($10^{3}$), мега ($10^{6}$), гига ($10^{9}$), тера ($10^{12}$), пета ($10^{15}$), экса ($10^{18}$)
- Единицы: байты (Б), килобайты (КБ), мегабайты (МБ), гигабайты (ГБ), терабайты (ТБ), петабайты (ПБ), эксабайты (ЭБ)
-
Система МЭК (двоичная, основание 2)
- Используется операционными системами и программным обеспечением для отображения объёмов данных
- Префиксы увеличиваются в 1024 раза ($2^{10}$): киби ($2^{10}$), меби ($2^{20}$), гиби ($2^{30}$), теби ($2^{40}$), пеби ($2^{50}$), эксби ($2^{60}$)
- Единицы: кибибайты (КиБ), мебибайты (МиБ), гибибайты (ГиБ), тебибайты (ТиБ), пебибайты (ПиБ), эксбибайты (ЭиБ)
Различие возникает из-за того, что компьютеры обрабатывают данные в двоичной системе, а метрическая система основана на десятичной. Такой двойной подход обеспечивает точность в технических контекстах, сохраняя соответствие международным стандартам.
Формулы конвертации
Для перевода между этими единицами необходимо понимать обе системы и их связь с битами (основной двоичной единицей). Поскольку 1 байт = 8 бит:
-
Эксабайты в биты (система СИ)
-
Эксбибайты в биты (система МЭК)
Для перевода между ЭБ и ЭиБ:
Практические примеры
Пример 1: Глобальный интернет-трафик
В 2023 году глобальный интернет-трафик достиг примерно 4,8 ЭБ в день. Сколько это бит?
Используя конвертацию по системе СИ:
Пример 2: Крупномасштабная система хранения
Центр обработки данных хранит 5,5 ЭиБ видеоархивов. Переведём в биты:
Используя конвертацию по системе МЭК:
Сначала вычисляем байты:
Затем переводим в биты:
Пример 3: Сравнение систем
Переведём 2 ЭБ в ЭиБ и биты:
- В ЭиБ:
- В биты (СИ):
- То же значение в битах (через ЭиБ):
Исторический контекст измерения данных
В ранних вычислительных системах метрические префиксы использовались для обозначения двоичных величин — «килобайт» означал 1024 байта, а не 1000. Это различие стало проблемой по мере роста объёмов данных. В 1998 году МЭК ввела двоичные префиксы (киби, меби, гиби и т. д.), чтобы устранить неоднозначность. Этот стандарт (IEC 80000-13) формально разделил двоичные и десятичные измерения, хотя их применение в индустрии остаётся неоднородным. Производители накопителей обычно используют десятичные единицы (что делает ёмкости больше), а операционные системы — двоичные для точности.
Практическое применение эксамасштабных единиц
- Облачное хранение: Крупные провайдеры, такие как AWS и Google Cloud, предлагают решения для хранения данных в эксабайтном масштабе
- Глобальные данные: Общий объём мировых данных к 2025 году прогнозируется на уровне 175 ЗБ (175 000 ЭБ)
- Видеостриминг: Весь каталог Netflix оценивается примерно в 3,14 ЭБ
Важные замечания
- Всегда уточняйте, какая система измерения (СИ или МЭК) используется в исходных данных.
- Ёмкость хранилища vs. передача данных: Скорость сети измеряется в битах в секунду (бит/с), а хранилище — в байтах.
- Точность важна: Разница в 7,3% между ЭБ и ЭиБ становится существенной на эксамасштабах.
- При сравнении устройств хранения проверяйте, указана ли ёмкость в десятичных (производитель) или двоичных (ОС) единицах.
- Будущее: После эксабайтов идут зеттабайты (ЗБ) и йоттабайты (ЙБ) в системе СИ.
Часто задаваемые вопросы
Как перевести 3 эксбибайта в биты?
Чтобы перевести 3 ЭиБ в биты:
- Умножьте на $2^{60}$, чтобы получить байты:
- Умножьте на 8, чтобы получить биты:
Используя формулу:
Почему существует разница между ЭБ и ЭиБ?
Разница возникает из-за использования оснований 10 (десятичная) и 2 (двоичная). Компьютеры обрабатывают данные в двоичной системе (степени 2), а метрическая система использует степени 10. Это приводит к разнице примерно в 7,3% между ЭБ и ЭиБ, которая увеличивается с масштабом.
Какую систему использовать для технических расчётов?
Для спецификаций оборудования и ёмкости хранилищ используйте систему СИ (ЭБ). Для распределения памяти, файловых систем и расчётов на уровне ОС — систему МЭК (ЭиБ). Всегда указывайте, какая система используется, чтобы избежать недопонимания.
Сколько бит в 1 эксабайте?
По системе СИ:
1 ЭБ = 1 000 000 000 000 000 000 байт ($10^{18}$ байт)
Поскольку 1 байт = 8 бит:
1 ЭБ = $10^{18} \times 8 = 8 000 000 000 000 000 000\ \text{бит}$ ($8 \times 10^{18}$ бит)