Канвэртар сховішча даных
Канвертар адзінак захоўвання даных — КБ, МБ, ГБ, КіБ, МіБ, ГіБ і 42+ адзінкі
Канвертуйце адзінкі захоўвання даных паміж 5 катэгорыямі: дзесятковыя байты (КБ, МБ, ГБ), двайковыя байты (КіБ, МіБ, ГіБ), біты (Мб, Гб), носьбіты інфармацыі (CD, DVD, Blu-ray) і спецыялізаваныя адзінкі. Зразумейце розніцу паміж дзесятковымі і двайковымі сістэмамі!
Асновы захоўвання даных
Дзесятковыя (СІ) байты
Сістэма з асновай 10. КБ, МБ, ГБ, ТБ з выкарыстаннем ступеняў 1000. 1 КБ = 1000 байтаў, 1 МБ = 1000 КБ. Выкарыстоўваецца вытворцамі жорсткіх дыскаў, інтэрнэт-правайдэрамі, у маркетынгу. Робіць лічбы большымі на выгляд!
- 1 КБ = 1000 байтаў (10^3)
- 1 МБ = 1000 КБ (10^6)
- 1 ГБ = 1000 МБ (10^9)
- Вытворцы дыскаў выкарыстоўваюць гэтую сістэму
Двайковыя (IEC) байты
Сістэма з асновай 2. КіБ, МіБ, ГіБ, ТыБ з выкарыстаннем ступеняў 1024. 1 КіБ = 1024 байты, 1 МіБ = 1024 КіБ. Выкарыстоўваецца аперацыйнымі сістэмамі, АЗП. Сапраўдная камп'ютарная матэматыка! Прыкладна на 7% больш за дзесятковыя.
- 1 КіБ = 1024 байты (2^10)
- 1 МіБ = 1024 КіБ (2^20)
- 1 ГіБ = 1024 МіБ (2^30)
- АС і АЗП выкарыстоўваюць гэтую сістэму
Біты супраць байтаў
8 бітаў = 1 байт. Хуткасці інтэрнэту выкарыстоўваюць біты (Мбіт/с, Гбіт/с). Захоўванне даных выкарыстоўвае байты (МБ, ГБ). 100 Мбіт/с інтэрнэту = 12.5 МБ/с хуткасць загрузкі. Маленькая літара b = біты, вялікая B = байты!
- 8 бітаў = 1 байт
- Мбіт/с = мегабітаў/секунду (хуткасць)
- МБ = мегабайтаў (захоўванне)
- Падзяліце біты на 8, каб атрымаць байты
- Дзесятковыя: КБ, МБ, ГБ (аснова 1000) - маркетынг
- Двайковыя: КіБ, МіБ, ГіБ (аснова 1024) - АС
- 1 ГіБ = 1.074 ГБ (~7% больш)
- Чаму «1 ТБ» адлюстроўваецца як 931 ГіБ у Windows
- Біты для хуткасці, байты для захоўвання
- Маленькая літара b = біты, вялікая B = байты
Тлумачэнне сістэм захоўвання
Дзесятковая сістэма (СІ)
Ступені 1000. Лёгкая матэматыка! 1 КБ = 1000 Б, 1 МБ = 1000 КБ. Стандарт для жорсткіх дыскаў, SSD, лімітаў інтэрнэт-даных. Робіць ёмістасці большымі на выгляд у маркетынгу.
- Аснова 10 (ступені 1000)
- КБ, МБ, ГБ, ТБ, ПБ
- Выкарыстоўваецца вытворцамі
- Зручна для маркетынгу!
Двайковая сістэма (IEC)
Ступені 1024. Родная для камп'ютара! 1 КіБ = 1024 Б, 1 МіБ = 1024 КіБ. Стандарт для файлавых сістэм АС, АЗП. Паказвае сапраўдную карысную ёмістасць. Заўсёды прыкладна на 7% больш на ўзроўні ГБ.
- Аснова 2 (ступені 1024)
- КіБ, МіБ, ГіБ, ТыБ, ПіБ
- Выкарыстоўваецца АС і АЗП
- Сапраўдная камп'ютарная матэматыка
Носьбіты і спецыялізаваныя адзінкі
Носьбіты інфармацыі: дыскета (1.44 МБ), CD (700 МБ), DVD (4.7 ГБ), Blu-ray (25 ГБ). Спецыялізаваныя: нібл (4 біты), слова (16 бітаў), блок (512 Б), старонка (4 КБ).
- Гістарычныя ёмістасці носьбітаў
- Стандарты аптычных дыскаў
- Нізкаўзроўневыя адзінкі ў інфарматыцы
- Адзінкі памяці і дыскаў
Чаму ваш дыск паказвае менш месца
Міф пра зніклае месца для захоўвання
Купляеце дыск на 1 ТБ, а Windows паказвае 931 ГіБ. ГЭТА не падман! Вытворца: 1 ТБ = 1000^4 байтаў. АС: лічыць у 1024^4 байтах (ГіБ). Тая ж колькасць байтаў, розныя пазначэнні! 1 ТБ = 931.32 ГіБ дакладна.
- 1 ТБ = 1 000 000 000 000 байтаў
- 1 ТыБ = 1 099 511 627 776 байтаў
- 1 ТБ = 0.909 ТыБ (91%)
- НЕ знікла, проста матэматыка!
Розніца расце
На ўзроўні КБ: розніца 2.4%. На МБ: 4.9%. На ГБ: 7.4%. На ТБ: 10%! Чым большая ёмістасць, тым большая розніца. Дыск на 10 ТБ паказваецца як 9.09 ТыБ. Фізіка не змянілася, толькі адзінкі!
- КБ: розніца 2.4%
- МБ: розніца 4.9%
- ГБ: розніца 7.4%
- ТБ: розніца 10%!
Біты для хуткасці
Інтэрнэт: 100 Мбіт/с = 100 мегаБІТАЎ/с. Загрузка паказвае МБ/с = мегаБАЙТАЎ/с. Падзяліце на 8! 100 Мбіт/с = 12.5 МБ/с рэальная хуткасць загрузкі. Заўсёды маленькая літара b для бітаў!
- Мбіт/с = мегабітаў у секунду
- МБ/с = мегабайтаў у секунду
- Падзяліце Мбіт/с на 8
- 100 Мбіт/с = 12.5 МБ/с
Параўнанне дзесятковай і двайковай сістэм
| Узровень | Дзесятковая (СІ) | Двайковая (IEC) | Розніца |
|---|---|---|---|
| Кіла | 1 КБ = 1 000 Б | 1 КіБ = 1 024 Б | на 2.4% больш |
| Мега | 1 МБ = 1 000 КБ | 1 МіБ = 1 024 КіБ | на 4.9% больш |
| Гіга | 1 ГБ = 1 000 МБ | 1 ГіБ = 1 024 МіБ | на 7.4% больш |
| Тэра | 1 ТБ = 1 000 ГБ | 1 ТыБ = 1 024 ГіБ | на 10% больш |
| Пета | 1 ПБ = 1 000 ТБ | 1 ПіБ = 1 024 ТыБ | на 12.6% больш |
Храналёгія носьбітаў інфармацыі
| Год | Носьбіт | Ёмістасць | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| 1971 | Дыскета 8" | 80 КБ | Першая дыскета |
| 1987 | Дыскета 3.5" HD | 1.44 МБ | Самая распаўсюджаная дыскета |
| 1994 | Zip 100 | 100 МБ | Дыск Iomega Zip |
| 1995 | CD-R | 700 МБ | Стандарт аптычнага дыска |
| 1997 | DVD | 4.7 ГБ | Аднаслаёвы |
| 2006 | Blu-ray | 25 ГБ | Аптычны дыск HD |
| 2010 | USB Flash 128 ГБ | 128 ГБ | Партатыўны цвёрдацельны назапашвальнік |
| 2023 | microSD 1.5 ТБ | 1.5 ТБ | Найменшы формаў-фактар |
Рэальныя прымяненні
Хуткасці інтэрнэту
Правайдэры рэкламуюць у Мбіт/с (бітах). Загрузкі паказваюць у МБ/с (байтах). 1000 Мбіт/с «гігабітны» інтэрнэт = 125 МБ/с хуткасць загрузкі. Загрузка файлаў, стрымінг — усё выкарыстоўвае байты. Заўсёды дзяліце рэкламуемую хуткасць на 8!
- Правайдэр: Мбіт/с (біты)
- Загрузка: МБ/с (байты)
- 1 Гбіт/с = 125 МБ/с
- Заўсёды дзяліце на 8!
Планаванне сховішча
Плануеце сховішча для сервера? Выкарыстоўвайце двайковыя адзінкі (ГіБ, ТыБ) для дакладнасці. Купляеце дыскі? Яны прадаюцца ў дзесятковых (ГБ, ТБ). 10 ТБ сырой прасторы становяцца 9.09 ТыБ карыснай. Накладныя выдаткі RAID памяншаюць яшчэ больш. Заўсёды плануйце ў ТыБ!
- Планаванне: выкарыстоўвайце ГіБ/ТыБ
- Пакупка: глядзіце ГБ/ТБ
- 10 ТБ = 9.09 ТыБ
- Дадайце накладныя выдаткі RAID!
АЗП і памяць
АЗП заўсёды ў двайковай сістэме! Модуль на 8 ГБ = 8 ГіБ фактычна. Адрасы памяці — гэта ступені 2. Архітэктура працэсара заснавана на двайковай сістэме. DDR4-3200 = 3200 МГц, але ёмістасць у ГіБ.
- АЗП: заўсёды двайковая
- 8 ГБ = 8 ГіБ (адно і тое ж!)
- Ступені 2 з'яўляюцца роднымі
- Няма дзесятковай блытаніны
Хуткія разлікі
ТБ у ТыБ
Памножце ТБ на 0.909, каб атрымаць ТыБ. Або: ТБ x 0.9 для хуткай ацэнкі. 10 ТБ x 0.909 = 9.09 ТыБ. Гэта «зніклыя» 10%!
- ТБ x 0.909 = ТыБ
- Хутка: ТБ x 0.9
- 10 ТБ = 9.09 ТыБ
- Не зніклі!
Мбіт/с у МБ/с
Падзяліце Мбіт/с на 8, каб атрымаць МБ/с. 100 Мбіт/с / 8 = 12.5 МБ/с. 1000 Мбіт/с (1 Гбіт/с) / 8 = 125 МБ/с. Хутка: падзяліце на 10 для ацэнкі.
- Мбіт/с / 8 = МБ/с
- 100 Мбіт/с = 12.5 МБ/с
- 1 Гбіт/с = 125 МБ/с
- Хутка: падзяліце на 10
Матэматыка носьбітаў
CD = 700 МБ. DVD = 4.7 ГБ = 6.7 CD. Blu-ray = 25 ГБ = 35 CD = 5.3 DVD. Дыскета = 1.44 МБ = 486 дыскет на адзін CD!
- 1 DVD = 6.7 CD
- 1 Blu-ray = 35 CD
- 1 CD = 486 дыскет
- Гістарычная перспектыва!
Як працуюць канвертацыі
- Крок 1: Вызначце сістэму (дзесятковая ці двайковая)
- Крок 2: Памножце на адпаведную ступень
- Крок 3: Біты? Падзяліце на 8, каб атрымаць байты
- Крок 4: Носьбіты маюць фіксаваную ёмістасць
- Крок 5: Выкарыстоўвайце ТыБ для АС, ТБ для маркетынгу
Распаўсюджаныя канвертацыі
| З | У | Множнік | Прыклад |
|---|---|---|---|
| ГБ | МБ | 1000 | 1 ГБ = 1000 МБ |
| ГБ | ГіБ | 0.931 | 1 ГБ = 0.931 ГіБ |
| ГіБ | ГБ | 1.074 | 1 ГіБ = 1.074 ГБ |
| ТБ | ТыБ | 0.909 | 1 ТБ = 0.909 ТыБ |
| Мбіт/с | МБ/с | 0.125 | 100 Мбіт/с = 12.5 МБ/с |
| Гб | ГБ | 0.125 | 8 Гб = 1 ГБ |
| байт | біт | 8 | 1 байт = 8 бітаў |
Хуткія прыклады
Разабраныя задачы
Таямніца зніклага месца для захоўвання
Купіў знешні дыск на 4 ТБ. Windows паказвае 3.64 ТыБ. Куды знікла месца?
Нічога не знікла! Вытворца: 4 ТБ = 4 000 000 000 000 байтаў. Windows выкарыстоўвае ТыБ: 4 ТБ / 1.0995 = 3.638 ТыБ. Дакладны разлік: 4 x 0.909 = 3.636 ТыБ. На ўзроўні ТБ заўсёды розніца каля 10%. Усё на месцы, проста розныя адзінкі!
Рэальнасць хуткасці загрузкі
Правайдэр абяцае інтэрнэт 200 Мбіт/с. Хуткасць загрузкі паказвае 23-25 МБ/с. Мяне падманваюць?
Не! 200 Мбіт/с (мегаБІТАЎ) / 8 = 25 МБ/с (мегаБАЙТАЎ). Вы атрымліваеце роўна тое, за што заплацілі! Правайдэры рэкламуюць у бітах (выглядае больш), загрузкі паказваюць у байтах. 23-25 МБ/с — гэта ідэальна (накладныя выдаткі = 2 МБ/с). Заўсёды дзяліце рэкламуемыя Мбіт/с на 8.
Планаванне сховішча для сервера
Трэба захаваць 50 ТБ даных. Колькі дыскаў па 10 ТБ у RAID 5?
50 ТБ = 45.52 ТыБ фактычна. Кожны дыск на 10 ТБ = 9.09 ТыБ. RAID 5 з 6 дыскамі: 5 x 9.09 = 45.45 ТыБ карыснай прасторы (1 дыск для цотнасці). Вам спатрэбіцца 6 дыскаў па 10 ТБ. Заўсёды плануйце ў ТыБ! Дзесятковыя лічбы ТБ уводзяць у зман.
Распаўсюджаныя памылкі
- **Блытаніна ГБ і ГіБ**: 1 ГБ ≠ 1 ГіБ! ГБ (дзесятковы) меншы. 1 ГіБ = 1.074 ГБ. АС паказвае ГіБ, вытворцы выкарыстоўваюць ГБ. Таму дыскі выглядаюць меншымі!
- **Біты супраць байтаў**: маленькая літара b = біты, вялікая B = байты! 100 Мбіт/с ≠ 100 МБ/с. Дзяліце на 8! Хуткасці інтэрнэту выкарыстоўваюць біты, захоўванне — байты.
- **Меркаванне пра лінейную розніцу**: розніца расце! На КБ: 2.4%. На ГБ: 7.4%. На ТБ: 10%. На ПБ: 12.6%. Чым большая ёмістасць, тым большая працэнтная розніца.
- **Змешванне адзінак у разліках**: не змешвайце! ГБ + ГіБ = няправільна. Мбіт/с + МБ/с = няправільна. Спачатку канвертуйце ў адну адзінку, потым лічыце.
- **Забыццё пра накладныя выдаткі RAID**: RAID 5 губляе 1 дыск. RAID 6 губляе 2 дыскі. RAID 10 губляе 50%! Плануйце гэта пры вызначэнні памеру масіваў захоўвання.
- **Блытаніна з АЗП**: АЗП прадаецца як ГБ, але на самой справе гэта ГіБ! Модуль на 8 ГБ = 8 ГіБ. Вытворцы АЗП выкарыстоўваюць тыя ж адзінкі, што і АС (двайковыя). Дыскі — не!
Цікавыя факты
Сапраўдны памер дыскеты
«Адфарматаваная» ёмістасць 3.5-цалевай дыскеты: 1.44 МБ. Неадфарматаваная: 1.474 МБ (на 30 КБ больш). Гэта 512 байтаў на сектар x 18 сектараў x 80 дарожак x 2 бакі = 1 474 560 байтаў. Страчана з-за метаданых фарматавання!
DVD-R супраць DVD+R
Вайна фарматаў! DVD-R і DVD+R абодва маюць 4.7 ГБ. АЛЕ двухслаёвы DVD+R = 8.5 ГБ, а DVD-R DL = 8.547 ГБ. Невялікая розніца. Плюс перамог у сумяшчальнасці, мінус — у ёмістасці. Цяпер абодва працуюць усюды!
Таямніца 74 хвілін CD
Чаму 74 хвіліны? Прэзідэнт Sony хацеў, каб змясцілася 9-я сімфонія Бетховена. 74 хв x 44.1 кГц x 16 біт x 2 каналы = 783 216 000 байтаў ≈ 747 МБ сырых даных. З карэкцыяй памылак: 650-700 МБ карыснай прасторы. Музыка дыктавала тэхналогіі!
Двайковы стандарт IEC
КіБ, МіБ, ГіБ — афіцыйныя з 1998 года! Міжнародная электратэхнічная камісія (IEC) стандартызавала двайковыя прэфіксы. Раней усе выкарыстоўвалі КБ і для 1000, і для 1024. Блытаніна на дзесяцігоддзі! Цяпер у нас ёсць яснасць.
Маштаб ётабайта
1 ЁБ = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 байтаў. Усе даныя на Зямлі: ~60-100 ЗБ (на 2020 год). Спатрэбілася б 60-100 ЁБ для ЎСІХ даных, калі-небудзь створаных чалавецтвам. Агулам: 60 ётабайтаў, каб захаваць усё!
Эвалюцыя жорсткага дыска
1956 год, IBM 350: 5 МБ, вага 1 тона, кошт 50 000 $/МБ. 2023 год: SSD на 20 ТБ, вага 50 г, кошт 0.025 $/ГБ. У мільён разоў танней. У мільярд разоў менш. Тыя ж даныя. Закон Мура + магія вытворчасці!
Рэвалюцыя захоўвання даных: ад перфакарт да петабайтаў
Эпоха механічнага захоўвання (1890-1950-я)
Да з'яўлення магнітных носьбітаў даныя захоўваліся на фізічных носьбітах: перфакартах, папяровых стужках і рэлейных сістэмах. Захоўванне было ручным, павольным і вымяралася ў сімвалах, а не ў байтах.
- **Перфакарта Холерыта** (1890) - 80 слупкоў x 12 радкоў = 960 бітаў (~120 байтаў). Падчас перапісу насельніцтва ЗША 1890 года было выкарыстана 62 мільёны карт! Яны важылі 500 тон.
- **Папяровая стужка** (1940-я) - 10 сімвалаў на цалю. Праграмы для ENIAC захоўваліся на папяровай стужцы. Адзін рулон = некалькі КБ. Крохкая, толькі паслядоўны доступ.
- **Трубка Уільямса** (1946) - Першая АЗП! 1024 біты (128 байтаў) на ЭПТ. Энергазалежная. Трэба было абнаўляць 40 разоў на секунду, інакш даныя знікалі.
- **Памяць на лініях затрымкі** (1947) - Ртутныя лініі затрымкі. Гукавыя хвалі захоўвалі даныя! 1000 бітаў (125 байтаў). Акустычныя вылічэнні!
Захоўванне было вузкім месцам. Праграмы былі малюсенькімі, таму што месца для захоўвання было мала. «Вялікая» праграма змяшчалася на 50 перфакартах (~6 КБ). Канцэпцыі «захавання» даных не існавала — праграмы запускаліся адзін раз.
Рэвалюцыя магнітнага захоўвання (1950-я - 1980-я)
Магнітны запіс змяніў усё. Стужкі, барабаны і дыскі маглі захоўваць мегабайты — у тысячы разоў больш, чым перфакарты. Стаў магчымым адвольны доступ.
- **IBM 350 RAMAC** (1956) - Першы жорсткі дыск. 5 МБ на 50 24-цалевых пласцінах. Важыў 1 тону. Каштаваў 35 000 $ (50 000 $/МБ у доларах 2023 года). Адвольны доступ менш чым за 1 секунду!
- **Магнітная стужка** (з 1950-х) - З бабіны на бабіну. Спачатку 10 МБ на бабіну. Паслядоўны доступ. Рэзервовыя копіі, архівы. Дагэтуль выкарыстоўваецца для халоднага захоўвання!
- **Дыскета** (1971) - 8-цалевая дыскета: 80 КБ. Першы партатыўны магнітны носьбіт. Можна было адпраўляць праграмы па пошце! 5.25" (1976): 360 КБ. 3.5" (1984): 1.44 МБ.
- **Дыск «Вінчэстэр»** (1973) - Герметычныя пласціны. 30 МБ. Аснова ўсіх сучасных ЖД. «30-30» (30 МБ фіксаваных + 30 МБ здымных), як вінтоўка Вінчэстэра.
Магнітнае захоўванне зрабіла персанальныя камп'ютары жыццяздольнымі. Праграмы маглі быць >100 КБ. Даныя маглі захоўвацца. Сталі магчымымі базы даных. Пачалася эра «захаваць» і «загрузіць».
Эпоха аптычнага захоўвання (1982-2010)
Лазеры, якія чытаюць мікраскапічныя паглыбленні на пластыкавых дысках. CD, DVD, Blu-ray прынеслі гігабайты спажыўцам. Эвалюцыя ад «толькі для чытання» → «з магчымасцю запісу» → «з магчымасцю перазапісу».
- **CD (Кампакт-дыск)** (1982) - 650-700 МБ. 74-80 хвілін аўдыя. У 5000 разоў большая ёмістасць, чым у дыскеты! Забіў дыскету для распаўсюджвання праграмнага забеспячэння. 1-2 $/дыск на піку.
- **CD-R/RW** (1990-я) - CD з магчымасцю запісу. Хатні запіс. Музычныя зборнікі, фотаархівы. Эра «1 $ за 700 МБ». Здавалася бясконцым у параўнанні з 1.44 МБ дыскет.
- **DVD** (1997) - 4.7 ГБ аднаслаёвы, 8.5 ГБ двухслаёвы. У 6.7 разоў большая ёмістасць, чым у CD. Стала магчымым HD-відэа. Вайна фарматаў: DVD-R супраць DVD+R (абодва выжылі).
- **Blu-ray** (2006) - 25 ГБ аднаслаёвы, 50 ГБ двухслаёвы, 100 ГБ чатырохслаёвы. Сіні лазер (405 нм) супраць чырвонага DVD (650 нм). Карацейшая даўжыня хвалі = меншыя паглыбленні = больш даных.
- **Заняпад** (з 2010-х) - Стрымінг забіў аптычныя носьбіты. USB-флэшкі таннейшыя, хутчэйшыя, з магчымасцю перазапісу. Апошні ноўтбук з аптычным прывадам: ~2015 год. Спачывай з мірам, фізічны носьбіт.
Аптычнае захоўванне дэмакратызавала вялікія файлы. У кожнага быў CD-рэкордар. Музычныя зборнікі, фотаархівы, рэзервовыя копіі праграм. Але стрымінг і воблака забілі яго. Аптычныя носьбіты цяпер выкарыстоўваюцца толькі для архівацыі.
Рэвалюцыя флэш-памяці (1990-я - наш час)
Цвёрдацельнае сховішча без рухомых частак. Флэш-памяць прайшла шлях ад кілабайтаў у 1990 годзе да тэрабайтаў да 2020 года. Хуткасць, трываласць і шчыльнасць імкліва ўзраслі.
- **USB-флэшка** (2000) - Першыя мадэлі на 8 МБ. Замянілі дыскеты за адну ноч. Да 2005 года: 1 ГБ за 50 $. Да 2020 года: 1 ТБ за 100 $. Падзенне кошту ў 125 000 разоў!
- **SD-карта** (1999) - Спачатку 32 МБ. Камеры, тэлефоны, дроны. microSD (2005): памерам з пазногаць. 2023 год: microSD на 1.5 ТБ — роўна 1 мільёну дыскет!
- **SSD (Цвёрдацельны назапашвальнік)** (з 2007-га) - З'яўляюцца спажывецкія SSD. 2007 год: 64 ГБ за 500 $. 2023 год: 4 ТБ за 200 $. У 10-100 разоў хутчэй за ЖД. Няма рухомых частак = бясшумны, ударатрывалы.
- **NVMe** (з 2013-га) - SSD на PCIe. Хуткасць чытання 7 ГБ/с (супраць 200 МБ/с у ЖД). Загрузка гульняў: секунды замест хвілін. Загрузка АС за <10 секунд.
- **Флэш QLC** (з 2018-га) - 4 біты на ячэйку. Танней, але павольней, чым TLC (3 біты). Дазваляе ствараць спажывецкія SSD на некалькі ТБ. Кампраміс: трываласць супраць ёмістасці.
Флэш перамог. ЖД ўсё яшчэ выкарыстоўваюцца для масавага захоўвання (перавага ў кошце/ГБ), але ўсё высокапрадукцыйнае сховішча — гэта SSD. Далей: SSD PCIe 5.0 (14 ГБ/с). Памяць CXL. Энерганезалежная памяць. Сховішча і АЗП зліваюцца.
Эпоха воблака і гіпермаштабавання (2006 - наш час)
Індывідуальныя дыскі < 20 ТБ. Цэнтры апрацоўкі даных захоўваюць эксабайты. Amazon S3, Google Drive, iCloud — захоўванне стала паслугай. Мы перасталі думаць пра ёмістасць.
- **Amazon S3** (2006) - Сэрвіс захоўвання з аплатай за ГБ. Першае «бясконцае» сховішча. Спачатку 0.15 $/ГБ/месяц. Цяпер 0.023 $/ГБ/месяц. Камадытызацыя сховішча.
- **Dropbox** (2008) - Сінхранізуй усё. «Забудзься пра захаванне». Аўтаматычнае рэзервовае капіраванне. 2 ГБ бясплатна змянілі паводзіны. Сховішча стала нябачным.
- **Абвал коштаў на SSD** (2010-2020) - 1 $/ГБ → 0.10 $/ГБ. У 10 разоў танней за дзесяцігоддзе. SSD перайшлі ад раскошы да стандарту. Кожны ноўтбук пастаўляецца з SSD да 2020 года.
- **SSD на 100 ТБ** (з 2020-га) - Карпаратыўныя SSD дасягнулі 100 ТБ. Адзін дыск = 69 мільёнаў дыскет. 15 000 $, але $/ГБ працягвае зніжацца.
- **Захоўванне на ДНК** (эксперыментальнае) - 215 ПБ на грам. Дэманстрацыя Microsoft/Twist Bioscience: закадзіравана 200 МБ у ДНК. Стабільна больш за 1000 гадоў. Будучая архівацыя?
Мы цяпер арандуем сховішча, а не валодаем ім. «1 ТБ iCloud» гучыць як шмат, але гэта 10 $/месяц, і мы выкарыстоўваем яго, не задумваючыся. Сховішча стала камунальнай паслугай, як электрычнасць.
Маштаб захоўвання: ад бітаў да ётабайтаў
Захоўванне ахоплівае неймаверны дыяпазон — ад аднаго біта да сумы ўсіх чалавечых ведаў. Разуменне гэтых маштабаў дазваляе кантэкстуалізаваць рэвалюцыю ў захоўванні.
Менш за байт (1-7 бітаў)
- **Адзін біт** - Уключана/выключана, 1/0, праўда/хлусня. Фундаментальная адзінка інфармацыі.
- **Нібл (4 біты)** - Адна шаснаццатковая лічба (0-F). Палова байта.
- **Лагічнае значэнне + стан** (3 біты) - Станы святлафора (чырвоны/жоўты/зялёны). Раннія гульнявыя спрайты.
- **7-бітны ASCII** - Арыгінальная кадыроўка сімвалаў. 128 сімвалаў. A-Z, 0-9, знакі прыпынку.
Маштаб байта (1-1000 байтаў)
- **Сімвал** - 1 байт. «Прывітанне» = 5 байтаў. Твіт ≤ 280 сімвалаў ≈ 280 байтаў.
- **SMS** - 160 сімвалаў = 160 байтаў (7-бітная кадыроўка). Эмодзі = 4 байты кожны!
- **Адрас IPv4** - 4 байты. 192.168.1.1 = 4 байты. IPv6 = 16 байтаў.
- **Маленькі значок** - 16x16 пікселяў, 256 колераў = 256 байтаў.
- **Інструкцыя машыннага кода** - 1-15 байтаў. Раннія праграмы: сотні байтаў.
Эпоха кілабайтаў (1-1000 КБ)
- **Дыскета** - 1.44 МБ = 1440 КБ. Вызначыла распаўсюджванне ПЗ у 1990-х.
- **Тэкставы файл** - 100 КБ ≈ 20 000 слоў. Кароткае апавяданне або эсэ.
- **JPEG нізкай раздзяляльнасці** - 100 КБ = прыстойная якасць фота для вэба. 640x480 пікселяў.
- **Вірус загрузачнага сектара** - 512 байтаў (адзін сектар). Першыя камп'ютарныя вірусы былі малюсенькімі!
- **Commodore 64** - 64 КБ АЗП. Цэлыя гульні змяшчаліся ў <64 КБ. Elite: 22 КБ!
Эпоха мегабайтаў (1-1000 МБ)
- **Песня ў MP3** - 3-5 МБ на 3-4 хвіліны. Эпоха Napster: 1000 песень = 5 ГБ.
- **Фота высокай раздзяляльнасці** - 5-10 МБ з сучаснай камеры смартфона. RAW: 25-50 МБ.
- **CD** - 650-700 МБ. Вартасць 486 дыскет. Змяшчаў 74 хвіліны аўдыя.
- **Усталяванае прыкладанне** - Мабільныя праграмы: звычайна 50-500 МБ. Гульні: 1-5 ГБ.
- **Doom (1993)** - 2.39 МБ для shareware-версіі. Поўная гульня: 11 МБ. Вызначыла гульні 90-х на абмежаваным сховішчы.
Эпоха гігабайтаў (1-1000 ГБ)
- **Фільм на DVD** - 4.7 ГБ аднаслаёвы, 8.5 ГБ двухслаёвы. 2-гадзінны HD-фільм.
- **DVD** - 4.7 ГБ. Вартасць 6.7 CD. Дазволіў распаўсюджванне HD-відэа.
- **Blu-ray** - 25-50 ГБ. Фільмы 1080p + дадатковыя матэрыялы.
- **Сучасная гульня** - звычайна 50-150 ГБ (з 2020 года). Call of Duty: 200+ ГБ!
- **Сховішча смартфона** - звычайна 64-512 ГБ (2023). Базавая мадэль часта мае 128 ГБ.
- **SSD для ноўтбука** - звычайна 256 ГБ - 2 ТБ. 512 ГБ — аптымальны варыянт для спажыўцоў.
Эпоха тэрабайтаў (1-1000 ТБ)
- **Знешні ЖД** - звычайна 1-8 ТБ. Дыскі для рэзервовага капіравання. 15-20 $/ТБ.
- **Настольны NAS** - 4 дыскі па 4 ТБ = 16 ТБ сырой прасторы, 12 ТБ карыснай (RAID 5). Хатні медыясервер.
- **Фільм у 4K** - 50-100 ГБ. 1 ТБ = 10-20 фільмаў у 4K.
- **Асабістыя даныя** - Сярэднестатыстычны чалавек: 1-5 ТБ (2023). Фота, відэа, гульні, дакументы.
- **Карпаратыўны SSD** - 15-100 ТБ адзін дыск. Рабочая канячка цэнтра апрацоўкі даных.
- **Серверны масіў RAID** - звычайна 100-500 ТБ. Карпаратыўны масіў захоўвання.
Эпоха петабайтаў (1-1000 ПБ)
- **Стойка цэнтра апрацоўкі даных** - 1-10 ПБ на стойку. 100+ дыскаў.
- **Фотаздымкі Facebook** - ~300 ПБ загружаецца штодня (ацэнка 2020 г.). Расце экспаненцыйна.
- **CERN LHC** - 1 ПБ у дзень падчас эксперыментаў. Паток даных фізікі часціц.
- **Бібліятэка Netflix** - ~100-200 ПБ агулам (ацэнка). Увесь каталог + рэгіянальныя варыянты.
- **Google Photos** - ~4 ПБ загружаецца штодня (2020 г.). Мільярды фота штодня.
Эксабайт і далей (1+ ЭБ)
- **Глабальны інтэрнэт-трафік** - ~150-200 ЭБ у дзень (2023 г.). Стрымінг відэа = 80%.
- **Агульнае сховішча Google** - ацэньваецца ў 10-15 ЭБ (2020 г.). Усе сэрвісы разам.
- **Усе чалавечыя даныя** - ~60-100 ЗБ агулам (2020 г.). Кожнае фота, відэа, дакумент, база даных.
- **Ётабайт** - 1 ЁБ = 1 септыльён байтаў. Тэарэтычна. Змясціў бы ўсе даныя Зямлі 10 000 разоў.
Адзін SSD на 1 ТБ сёння змяшчае больш даных, чым увесь інтэрнэт у 1997 годзе (~3 ТБ). Аб'ём сховішча падвойваецца кожныя 18-24 месяцы. Мы павялічылі ёмістасць у 10 мільярдаў разоў з 1956 года.
Захоўванне ў дзеянні: рэальныя выпадкі выкарыстання
Персанальныя камп'ютары і мабільныя прылады
Патрэбы спажыўцоў у сховішчы імкліва ўзраслі з-за фота, відэа і гульняў. Разуменне вашага выкарыстання дапамагае пазбегнуць пераплаты або недахопу месца.
- **Смартфон**: 64-512 ГБ. Фота (5 МБ кожнае), відэа (200 МБ/хв у 4K), прыкладанні (50-500 МБ кожнае). 128 ГБ змяшчае ~20 000 фота + 50 ГБ прыкладанняў.
- **Ноўтбук/настольны ПК**: 256 ГБ - 2 ТБ SSD. АС + прыкладанні: 100 ГБ. Гульні: 50-150 ГБ кожная. 512 ГБ дастаткова для большасці карыстальнікаў. 1 ТБ для геймераў/творцаў.
- **Знешняе рэзервовае капіраванне**: 1-4 ТБ ЖД. Поўнае рэзервовае капіраванне сістэмы + архівы. Агульнае правіла: удвая большая ёмістасць, чым унутраны дыск.
- **Воблачнае сховішча**: 50 ГБ - 2 ТБ. iCloud/Google Drive/OneDrive. Аўтаматычная сінхранізацыя фота/дакументаў. Звычайна 1-10 $/месяц.
Стварэнне кантэнту і медыявытворчасць
Рэдагаванне відэа, фота ў RAW і 3D-рэндэрынг патрабуюць велізарнага аб'ёму сховішча і хуткасці. Прафесіяналам патрэбна рабочае сховішча памерам у ТБ.
- **Фатаграфія**: Файлы RAW: 25-50 МБ кожны. 1 ТБ = 20 000 - 40 000 RAW. JPEG: 5-10 МБ. Рэзервовае капіраванне крытычна важна!
- **Рэдагаванне відэа ў 4K**: 4K60fps ≈ 12 ГБ у хвіліну (ProRes). 1-гадзінны праект = 720 ГБ зыходнага матэрыялу. Мінімум 2-4 ТБ NVMe SSD для часовай шкалы.
- **Відэа ў 8K**: 8K30fps ≈ 25 ГБ у хвіліну. 1 гадзіна = 1.5 ТБ! Патрабуецца масіў RAID на 10-20 ТБ.
- **3D-рэндэрынг**: Бібліятэкі тэкстур: 100-500 ГБ. Файлы праектаў: 10-100 ГБ. Файлы кэша: 500 ГБ - 2 ТБ. Рабочыя станцыі на некалькі ТБ — стандарт.
Гульні і віртуальныя светы
Сучасныя гульні велізарныя. Якасць тэкстур, агучка на розных мовах і жывыя абнаўленні павялічваюць памеры.
- **Памеры гульняў**: Індзі: 1-10 ГБ. AAA: 50-150 ГБ. Call of Duty/Warzone: 200+ ГБ!
- **Сховішча кансоляў**: PS5/Xbox Series: 667 ГБ карыснай прасторы (з 825 ГБ SSD). Змяшчае 5-10 гульняў AAA.
- **Гульні на ПК**: Мінімум 1 ТБ. Рэкамендуецца 2 ТБ. NVMe SSD для хуткасці загрузкі (у 5-10 разоў хутчэй за ЖД).
- **Абнаўленні**: Патчы: 5-50 ГБ кожны. Некаторыя гульні патрабуюць паўторнай загрузкі 100+ ГБ для абнаўленняў!
Збіральніцтва даных і архівацыя
Некаторыя захоўваюць усё: фільмы, серыялы, наборы даных, Вікіпедыю. «Збіральнікі даных» вымяраюць у дзясятках тэрабайтаў.
- **Медыясервер**: Plex/Jellyfin. Фільмы ў 4K: 50 ГБ кожны. 1 ТБ = 20 фільмаў. Бібліятэка са 100 фільмаў = 5 ТБ.
- **Серыялы**: Поўная серыя: 10-100 ГБ (SD), 50-500 ГБ (HD), 200-2000 ГБ (4K). Поўны «Breaking Bad»: 35 ГБ (720p).
- **Захаванне даных**: Тэкставы дамп Вікіпедыі: 20 ГБ. Архіў Інтэрнэту: 70+ ПБ. /r/DataHoarder: людзі з хатнімі масівамі на 100+ ТБ!
- **Масівы NAS**: NAS на 4 адсекі: звычайна 16-48 ТБ. На 8 адсекаў: 100+ ТБ. Абарона RAID неабходная.
Карпаратыўная і воблачная інфраструктура
Бізнес працуе ў маштабах петабайтаў. Базы даных, рэзервовыя копіі, аналітыка і захаванне патрабаванняў ствараюць велізарныя патрэбы ў сховішчы.
- **Серверы баз даных**: Транзакцыйная БД: 1-10 ТБ. Аналітыка/сховішча даных: 100 ТБ - 1 ПБ. Гарачыя даныя на SSD, халодныя на ЖД.
- **Рэзервовае капіраванне і аднаўленне**: Правіла 3-2-1: 3 копіі, 2 тыпы носьбітаў, 1 па-за межамі офіса. Калі ў вас 100 ТБ даных, вам трэба 300 ТБ для рэзервовага капіравання!
- **Відэаназіранне**: Камера 1080p: 1-2 ГБ/гадзіну. 4K: 5-10 ГБ/гадзіну. 100 камер 24/7 = 100 ТБ/месяц. Захаванне: звычайна 30-90 дзён.
- **Сховішча ВМ/кантэйнераў**: Віртуальныя машыны: 20-100 ГБ кожная. Кластарнае сховішча: 10-100 ТБ на кластар. SAN/NAS крытычна важныя.
Навуковыя даследаванні і вялікія даныя
Геноміка, фізіка часціц, мадэляванне клімату і астраномія генеруюць даныя хутчэй, чым іх можна прааналізаваць.
- **Геном чалавека**: 3 мільярды пар асноў = 750 МБ сырых даных. З анатацыямі: 200 ГБ. Праект «1000 геномаў»: 200 ТБ!
- **CERN LHC**: 1 ПБ у дзень падчас працы. 600 мільёнаў сутыкненняў часціц у секунду. Задача захоўвання > задача вылічэнняў.
- **Кліматычныя мадэлі**: Адна сімуляцыя: вывад 1-10 ТБ. Ансамблевыя запускі (100+ сцэнарыяў): 1 ПБ. Гістарычныя даныя: 10+ ПБ.
- **Астраномія**: Масіў «Квадратны кіламетр»: 700 ТБ у дзень. Адна сесія тэлескопа: 1 ПБ. Працягласць жыцця: эксабайты.
Ключавыя вехі ў гісторыі захоўвання даных
Парады прафесіяналаў
- **Заўсёды ўказвайце адзінкі**: не кажыце «дыск на 1 ТБ паказвае 931 ГБ». Кажыце «931 ГіБ». Windows паказвае ГіБ, а не ГБ. Дакладнасць мае значэнне!
- **Плануйце сховішча ў ТыБ**: для сервераў, баз даных, масіваў RAID. Выкарыстоўвайце двайковыя адзінкі (ТыБ) для дакладнасці. Пры пакупцы выкарыстоўваецца ТБ, але для планавання патрэбны ТыБ!
- **Дзяленне хуткасці інтэрнэту**: Мбіт/с / 8 = МБ/с. Хутка: падзяліце на 10 для прыблізнай ацэнкі. 100 Мбіт/с ≈ 10-12 МБ/с хуткасць загрузкі.
- **Уважліва правярайце АЗП**: модуль АЗП на 8 ГБ = 8 ГіБ фактычна. АЗП выкарыстоўвае двайковую сістэму. Тут няма блытаніны паміж дзесятковай і двайковай сістэмамі. У адрозненне ад дыскаў!
- **Канвертацыі носьбітаў**: CD = 700 МБ. DVD = 6.7 CD. Blu-ray = 5.3 DVD. Хуткія разумовыя разлікі для носьбітаў!
- **Маленькія і вялікія літары**: b = біты (хуткасць), B = байты (сховішча). Мб ≠ МБ! Гб ≠ ГБ! Рэгістр мае значэнне ў захоўванні даных.
- **Аўтаматычны навуковы запіс**: значэнні ≥ 1 мільярда байтаў (1 ГБ+) або < 0.000001 байта аўтаматычна адлюстроўваюцца ў навуковым запісе (напрыклад, 1.0e+9) для чытальнасці!
Units Reference
Дзесятковыя (SI) - Байты
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| байт | B | 1 byte (base) | Commonly used |
| кілябайт | KB | 1.00 KB | Commonly used |
| мэгабайт | MB | 1.00 MB | Commonly used |
| гігабайт | GB | 1.00 GB | Commonly used |
| тэрабайт | TB | 1.00 TB | Commonly used |
| пэтабайт | PB | 1.00 PB | Commonly used |
| эксабайт | EB | 1.00 EB | Commonly used |
| зэтабайт | ZB | 1.00 ZB | — |
| ётабайт | YB | 1.00 YB | — |
Двайковыя (IEC) - Байты
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| кібібайт | KiB | 1.02 KB | Commonly used |
| мэбібайт | MiB | 1.05 MB | Commonly used |
| гібібайт | GiB | 1.07 GB | Commonly used |
| тэбібайт | TiB | 1.10 TB | Commonly used |
| пэбібайт | PiB | 1.13 PB | — |
| эксбібайт | EiB | 1.15 EB | — |
| зэбібайт | ZiB | 1.18 ZB | — |
| ёбібайт | YiB | 1.21 YB | — |
Біты
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| біт | b | 0.1250 bytes | Commonly used |
| кілябіт | Kb | 125 bytes | Commonly used |
| мэгабіт | Mb | 125.00 KB | Commonly used |
| гігабіт | Gb | 125.00 MB | Commonly used |
| тэрабіт | Tb | 125.00 GB | — |
| пэтабіт | Pb | 125.00 TB | — |
| кібібіт | Kib | 128 bytes | — |
| мэбібіт | Mib | 131.07 KB | — |
| гібібіт | Gib | 134.22 MB | — |
| тэбібіт | Tib | 137.44 GB | — |
Носьбіты інфармацыі
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| floppy disk (3.5", HD) | floppy | 1.47 MB | Commonly used |
| floppy disk (5.25", HD) | floppy 5.25" | 1.23 MB | — |
| дыск Zip (100 МБ) | Zip 100 | 100.00 MB | — |
| дыск Zip (250 МБ) | Zip 250 | 250.00 MB | — |
| CD (700 МБ) | CD | 700.00 MB | Commonly used |
| DVD (4.7 ГБ) | DVD | 4.70 GB | Commonly used |
| DVD двухслаёвы (8.5 ГБ) | DVD-DL | 8.50 GB | — |
| Blu-ray (25 ГБ) | BD | 25.00 GB | Commonly used |
| Blu-ray двухслаёвы (50 ГБ) | BD-DL | 50.00 GB | — |
Спэцыялізаваныя адзінкі
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| нібл (4 біты) | nibble | 0.5000 bytes | Commonly used |
| слова (16 біт) | word | 2 bytes | — |
| падвойнае слова (32 біты) | dword | 4 bytes | — |
| чацьвярное слова (64 біты) | qword | 8 bytes | — |
| блёк (512 байт) | block | 512 bytes | — |
| старонка (4 КБ) | page | 4.10 KB | — |
Частыя пытанні
Чаму мой дыск на 1 ТБ адлюстроўваецца як 931 ГБ у Windows?
Ён адлюстроўваецца як 931 ГіБ, а не ГБ! Windows паказвае ГіБ, але пазначае яго як «ГБ» (што бянтэжыць!). Вытворца: 1 ТБ = 1 000 000 000 000 байтаў. Windows: 1 ТыБ = 1 099 511 627 776 байтаў. 1 ТБ = 931.32 ГіБ. Нічога не знікла! Проста матэматыка. Пстрыкніце правай кнопкай мышы на дыску ў Windows, праверце: ён паказвае байты правільна. Проста адзінкі пазначаны няправільна.
У чым розніца паміж ГБ і ГіБ?
ГБ (гігабайт) = 1 000 000 000 байтаў (дзесятковы, аснова 10). ГіБ (гібібайт) = 1 073 741 824 байты (двайковы, аснова 2). 1 ГіБ = 1.074 ГБ (~7% больш). Вытворцы дыскаў выкарыстоўваюць ГБ (выглядае больш). АС выкарыстоўвае ГіБ (сапраўдная камп'ютарная матэматыка). Абодва вымяраюць аднолькавую колькасць байтаў, але лічаць па-рознаму! Заўсёды ўказвайце, што вы маеце на ўвазе.
Як пераўтварыць хуткасць інтэрнэту ў хуткасць загрузкі?
Падзяліце Мбіт/с на 8, каб атрымаць МБ/с. Хуткасць інтэрнэту рэкламуецца ў мегаБІТАХ (Мбіт/с). Загрузкі паказваюць у мегаБАЙТАХ (МБ/с). 100 Мбіт/с / 8 = 12.5 МБ/с рэальная хуткасць загрузкі. 1000 Мбіт/с (1 Гбіт/с) / 8 = 125 МБ/с. Правайдэры выкарыстоўваюць біты, таму што лічбы выглядаюць большымі. Заўсёды дзяліце на 8!
АЗП у ГБ ці ГіБ?
АЗП ЗАЎСЁДЫ ў ГіБ! Модуль на 8 ГБ = 8 ГіБ фактычна. Памяць выкарыстоўвае ступені 2 (двайковую сістэму). У адрозненне ад жорсткіх дыскаў, вытворцы АЗП выкарыстоўваюць тыя ж адзінкі, што і АС. Няма блытаніны! Але яны пазначаюць гэта як «ГБ», хаця на самой справе гэта ГіБ. Маркетынг зноў у дзеянні. Вынік: ёмістасць АЗП такая, як паказана.
Што мне выкарыстоўваць: КБ ці КіБ?
Залежыць ад кантэксту! Маркетынг/продажы: выкарыстоўвайце КБ, МБ, ГБ (дзесятковыя). Гэта робіць лічбы большымі. Тэхнічная/сістэмная праца: выкарыстоўвайце КіБ, МіБ, ГіБ (двайковыя). Адпавядае АС. Праграмаванне: выкарыстоўвайце двайковыя (ступені 2). Дакументацыя: удакладняйце! Кажыце «1 КБ (1000 байтаў)» або «1 КіБ (1024 байты)». Яснасць прадухіляе блытаніну.
Колькі дыскет змяшчаецца на адным CD?
Каля 486 дыскет! CD = 700 МБ = 700 000 000 байтаў. Дыскета = 1.44 МБ = 1 440 000 байтаў. 700 000 000 / 1 440 000 = 486.1 дыскеты. Таму CD замянілі дыскеты! Або: 1 DVD = 3 264 дыскеты. 1 Blu-ray = 17 361 дыскета. Сховішча развівалася хутка!
Поўны Даведнік Інструментаў
Усе 71 інструменты, даступныя на UNITS