Tiedontallennusmuunnin
Tiedontallennusmuunnin — KB, MB, GB, KiB, MiB, GiB & 42+ yksikköä
Muunna tiedontallennusyksiköitä 5 kategorian välillä: desimaalitavuja (KB, MB, GB), binääritavuja (KiB, MiB, GiB), bittejä (Mb, Gb), tallennusvälineitä (CD, DVD, Blu-ray) ja erikoisyksiköitä. Ymmärrä desimaali- ja binäärijärjestelmän ero!
Tiedontallennuksen perusteet
Desimaali (SI) tavut
Pohja 10 -järjestelmä. KB, MB, GB, TB käyttäen 1000:n potensseja. 1 KB = 1000 tavua, 1 MB = 1000 KB. Käytetään kiintolevyvalmistajien, internet-palveluntarjoajien ja markkinoinnin toimesta. Saa numerot näyttämään suuremmilta!
- 1 KB = 1000 tavua (10^3)
- 1 MB = 1000 KB (10^6)
- 1 GB = 1000 MB (10^9)
- Asemavalmistajat käyttävät tätä
Binääri (IEC) tavut
Pohja 2 -järjestelmä. KiB, MiB, GiB, TiB käyttäen 1024:n potensseja. 1 KiB = 1024 tavua, 1 MiB = 1024 KiB. Käytetään käyttöjärjestelmissä, RAM-muistissa. Todellista tietokonematematiikkaa! ~7 % suurempi kuin desimaalinen.
- 1 KiB = 1024 tavua (2^10)
- 1 MiB = 1024 KiB (2^20)
- 1 GiB = 1024 MiB (2^30)
- Käyttöjärjestelmä ja RAM käyttävät tätä
Bitit vs. Tavut
8 bittiä = 1 tavu. Internet-nopeudet käyttävät bittejä (Mbps, Gbps). Tallennustila käyttää tavuja (MB, GB). 100 Mbps internet = 12,5 MB/s latausnopeus. Pieni b = bitit, Iso B = Tavut!
- 8 bittiä = 1 tavu
- Mbps = megabittiä/s (nopeus)
- MB = megatavua (tallennustila)
- Jaa bitit 8:lla saadaksesi tavut
- Desimaali: KB, MB, GB (kantaluku 1000) - markkinointi
- Binääri: KiB, MiB, GiB (kantaluku 1024) - käyttöjärjestelmä
- 1 GiB = 1,074 GB (~7 % suurempi)
- Miksi '1 TB' näkyy 931 GiB:nä Windowsissa
- Bitit nopeudelle, Tavut tallennustilalle
- Pieni b = bitit, Iso B = Tavut
Tallennusjärjestelmät selitettynä
Desimaalijärjestelmä (SI)
1000:n potenssit. Helppoa matematiikkaa! 1 KB = 1000 B, 1 MB = 1000 KB. Standardi kiintolevyille, SSD-levyille, internetin datakatoille. Saa kapasiteetit näyttämään suuremmilta markkinoinnissa.
- Kantaluku 10 (1000:n potenssit)
- KB, MB, GB, TB, PB
- Valmistajien käyttämä
- Markkinointiystävällinen!
Binäärijärjestelmä (IEC)
1024:n potenssit. Tietokoneen oma järjestelmä! 1 KiB = 1024 B, 1 MiB = 1024 KiB. Standardi käyttöjärjestelmien tiedostojärjestelmille, RAM-muistille. Näyttää todellisen käyttökelpoisen kapasiteetin. Aina ~7 % suurempi GB-tasolla.
- Kantaluku 2 (1024:n potenssit)
- KiB, MiB, GiB, TiB, PiB
- Käyttöjärjestelmän ja RAM:n käyttämä
- Todellista tietokonematematiikkaa
Media ja erikoisyksiköt
Tallennusvälineet: Levyke (1,44 MB), CD (700 MB), DVD (4,7 GB), Blu-ray (25 GB). Erikoisyksiköt: nibble (4 bittiä), sana (16 bittiä), lohko (512 B), sivu (4 KB).
- Historialliset mediakapasiteetit
- Optisten levyjen standardit
- Matalan tason tietojenkäsittelytieteen yksiköt
- Muisti- ja levy-yksiköt
Miksi asemasi näyttää vähemmän tilaa
Myytti kadonneesta tallennustilasta
Ostat 1 TB:n aseman, Windows näyttää 931 GiB. EI ole huijausta! Valmistaja: 1 TB = 1000^4 tavua. Käyttöjärjestelmä: laskee 1024^4 tavuina (GiB). Samat tavut, eri etiketit! 1 TB = 931,32 GiB tarkalleen.
- 1 TB = 1 000 000 000 000 tavua
- 1 TiB = 1 099 511 627 776 tavua
- 1 TB = 0,909 TiB (91 %)
- EI puutu, vain matematiikkaa!
Ero kasvaa
KB-tasolla: 2,4 % ero. MB-tasolla: 4,9 %. GB-tasolla: 7,4 %. TB-tasolla: 10 %! Suurempi kapasiteetti = suurempi ero. 10 TB:n asema näkyy 9,09 TiB:nä. Fysiikka ei ole muuttunut, vain yksiköt!
- KB: 2,4 % ero
- MB: 4,9 % ero
- GB: 7,4 % ero
- TB: 10 % ero!
Bitit nopeutta varten
Internet: 100 Mbps = 100 megaBITTIÄ/s. Lataus näyttää MB/s = megaTAVUA/s. Jaa 8:lla! 100 Mbps = 12,5 MB/s todellinen latausnopeus. Aina pieni b biteille!
- Mbps = megabittiä sekunnissa
- MB/s = megatavua sekunnissa
- Jaa Mbps 8:lla
- 100 Mbps = 12,5 MB/s
Desimaali- vs. binäärivertailu
| Taso | Desimaali (SI) | Binääri (IEC) | Ero |
|---|---|---|---|
| Kilo | 1 KB = 1 000 B | 1 KiB = 1 024 B | 2,4 % suurempi |
| Mega | 1 MB = 1 000 KB | 1 MiB = 1 024 KiB | 4,9 % suurempi |
| Giga | 1 GB = 1 000 MB | 1 GiB = 1 024 MiB | 7,4 % suurempi |
| Tera | 1 TB = 1 000 GB | 1 TiB = 1 024 GiB | 10 % suurempi |
| Peta | 1 PB = 1 000 TB | 1 PiB = 1 024 TiB | 12,6 % suurempi |
Tallennusvälineiden aikajana
| Vuosi | Media | Kapasiteetti | Huomautuksia |
|---|---|---|---|
| 1971 | Levyke 8" | 80 KB | Ensimmäinen levyke |
| 1987 | Levyke 3,5" HD | 1,44 MB | Yleisin levyke |
| 1994 | Zip 100 | 100 MB | Iomega Zip -levy |
| 1995 | CD-R | 700 MB | Optisen levyn standardi |
| 1997 | DVD | 4,7 GB | Yksikerroksinen |
| 2006 | Blu-ray | 25 GB | HD-optinen levy |
| 2010 | USB-muisti 128 Gt | 128 GB | Kannettava puolijohde |
| 2023 | microSD 1,5 Tt | 1,5 TB | Pienin muotokerroin |
Sovellukset todellisessa maailmassa
Internet-nopeudet
Internet-palveluntarjoajat mainostavat nopeuksia Mbps (bitteinä). Lataukset näytetään MB/s (tavuina). 1000 Mbps 'gigabitin' internet = 125 MB/s latausnopeus. Tiedostojen lataukset, suoratoisto, kaikki käyttävät tavuja. Jaa mainostettu nopeus 8:lla!
- Palveluntarjoaja: Mbps (bitit)
- Lataus: MB/s (tavut)
- 1 Gbps = 125 MB/s
- Jaa aina 8:lla!
Tallennustilan suunnittelu
Suunnitteletko palvelimen tallennustilaa? Käytä tarkkuuden vuoksi binääriyksiköitä (GiB, TiB). Ostatko asemia? Ne markkinoidaan desimaaleina (GB, TB). 10 TB raakatilaa muuttuu 9,09 TiB:ksi käyttökelpoista tilaa. RAID-ylimäärä vähentää sitä vielä enemmän. Suunnittele aina TiB:nä!
- Suunnittelu: käytä GiB/TiB
- Ostaminen: katso GB/TB
- 10 TB = 9,09 TiB
- Lisää RAID-ylimäärä!
RAM ja muisti
RAM on aina binäärinen! 8 Gt:n muistitikku = 8 GiB todellisuudessa. Muistiosoitteet ovat 2:n potensseja. Suorittimen arkkitehtuuri perustuu binäärijärjestelmään. DDR4-3200 = 3200 MHz, mutta kapasiteetti on GiB:nä.
- RAM: aina binäärinen
- 8 Gt = 8 GiB (sama!)
- 2:n potenssit ovat natiiveja
- Ei desimaalisekaannusta
Pikamatematiikka
TB:stä TiB:hen
Kerro TB 0,909:llä saadaksesi TiB. Tai: TB x 0,9 nopeaa arviota varten. 10 TB x 0,909 = 9,09 TiB. Se on se 'puuttuva' 10 %!
- TB x 0,909 = TiB
- Nopeasti: TB x 0,9
- 10 TB = 9,09 TiB
- Ei puutu!
Mbps:stä MB/s:iin
Jaa Mbps 8:lla saadaksesi MB/s. 100 Mbps / 8 = 12,5 MB/s. 1000 Mbps (1 Gbps) / 8 = 125 MB/s. Nopeasti: jaa 10:llä arviota varten.
- Mbps / 8 = MB/s
- 100 Mbps = 12,5 MB/s
- 1 Gbps = 125 MB/s
- Nopeasti: jaa 10:llä
Mediamatematiikka
CD = 700 MB. DVD = 4,7 GB = 6,7 CD:tä. Blu-ray = 25 GB = 35 CD:tä = 5,3 DVD:tä. Levyke = 1,44 MB = 486 levykettä per CD!
- 1 DVD = 6,7 CD:tä
- 1 Blu-ray = 35 CD:tä
- 1 CD = 486 levykettä
- Historiallinen näkökulma!
Miten muunnokset toimivat
- Vaihe 1: Tunnista järjestelmä (desimaali vs. binääri)
- Vaihe 2: Kerro sopivalla potenssilla
- Vaihe 3: Bitit? Jaa 8:lla saadaksesi tavut
- Vaihe 4: Medialla on kiinteä kapasiteetti
- Vaihe 5: Käytä TiB käyttöjärjestelmälle, TB markkinointiin
Yleiset muunnokset
| Lähtöarvo | Tulos | Kerroin | Esimerkki |
|---|---|---|---|
| GB | MB | 1000 | 1 GB = 1000 MB |
| GB | GiB | 0,931 | 1 GB = 0,931 GiB |
| GiB | GB | 1,074 | 1 GiB = 1,074 GB |
| TB | TiB | 0,909 | 1 TB = 0,909 TiB |
| Mbps | MB/s | 0,125 | 100 Mbps = 12,5 MB/s |
| Gb | GB | 0,125 | 8 Gb = 1 GB |
| tavu | bitti | 8 | 1 tavu = 8 bittiä |
Pikaesimerkkejä
Ratkaistuja ongelmia
Kadonneen tallennustilan mysteeri
Ostin 4 TB:n ulkoisen aseman. Windows näyttää 3,64 TiB. Mihin tallennustila katosi?
Mitään ei puutu! Valmistaja: 4 TB = 4 000 000 000 000 tavua. Windows käyttää TiB:tä: 4 TB / 1,0995 = 3,638 TiB. Tarkka matematiikka: 4 x 0,909 = 3,636 TiB. TB-tasolla on aina ~10 %:n ero. Kaikki on siellä, vain yksiköt ovat erilaisia!
Latausnopeuden todellisuus
Internet-palveluntarjoaja lupaa 200 Mbps:n internetin. Latausnopeus näyttää 23–25 MB/s. Huijataanko minua?
Ei! 200 Mbps (megaBITTIÄ) / 8 = 25 MB/s (megaTAVUA). Saat juuri sen, mistä maksoit! Internet-palveluntarjoajat mainostavat biteissä (näyttää suuremmalta), lataukset näyttävät tavuina. 23–25 MB/s on täydellinen (ylimäärä = 2 MB/s). Jaa aina mainostettu Mbps 8:lla.
Palvelimen tallennustilan suunnittelu
Tarvitsen 50 TB dataa tallennettavaksi. Kuinka monta 10 TB:n asemaa RAID 5:ssä?
50 TB = 45,52 TiB todellisuudessa. Jokainen 10 TB:n asema = 9,09 TiB. RAID 5 6 asemalla: 5 x 9,09 = 45,45 TiB käyttökelpoista tilaa (1 asema pariteetille). Tarvitset 6 x 10 TB:n asemaa. Suunnittele aina TiB:nä! Desimaali-TB-luvut ovat harhaanjohtavia.
Yleiset virheet
- **GB:n ja GiB:n sekoittaminen**: 1 GB ≠ 1 GiB! GB (desimaali) on pienempi. 1 GiB = 1,074 GB. Käyttöjärjestelmä näyttää GiB, valmistajat käyttävät GB. Siksi asemat näyttävät pienemmiltä!
- **Bitit vs. Tavut**: Pieni b = bitit, Iso B = Tavut! 100 Mbps ≠ 100 MB/s. Jaa 8:lla! Internet-nopeudet käyttävät bittejä, tallennustila tavuja.
- **Lineaarisen eron olettaminen**: Ero kasvaa! KB: 2,4 %. GB: 7,4 %. TB: 10 %. PB: 12,6 %. Suurempi kapasiteetti = suurempi prosentuaalinen ero.
- **Yksiköiden sekoittaminen laskutoimituksissa**: Älä sekoita! GB + GiB = väärin. Mbps + MB/s = väärin. Muunna ensin samaan yksikköön, sitten laske.
- **RAID-ylimäärän unohtaminen**: RAID 5 menettää 1 aseman. RAID 6 menettää 2 asemaa. RAID 10 menettää 50 %! Suunnittele tämä, kun mitoitat tallennusjärjestelmiä.
- **RAM-sekaannus**: RAM-muistia markkinoidaan Gt:nä, mutta se on itse asiassa GiB! 8 Gt:n tikku = 8 GiB. RAM-valmistajat käyttävät samoja yksiköitä kuin käyttöjärjestelmä (binääri). Asemat eivät!
Hauskoja faktoja
Levykkeen todellinen koko
3,5 tuuman levykkeen 'alustettu' kapasiteetti: 1,44 MB. Alustamaton: 1,474 MB (30 KB enemmän). Se on 512 tavua per sektori x 18 sektoria x 80 raitaa x 2 puolta = 1 474 560 tavua. Menetetty alustuksen metatiedoille!
DVD-R vs. DVD+R
Formaattisota! DVD-R ja DVD+R ovat molemmat 4,7 Gt. MUTTA DVD+R kaksikerroksinen = 8,5 Gt, DVD-R DL = 8,547 Gt. Pieni ero. Plus voitti yhteensopivuuden, miinus kapasiteetin. Molemmat toimivat nyt kaikkialla!
CD:n 74 minuutin mysteeri
Miksi 74 minuuttia? Sonyn johtaja halusi Beethovenin 9. sinfonian mahtuvan levylle. 74 min x 44,1 kHz x 16 bittiä x 2 kanavaa = 783 216 000 tavua ≈ 747 MB raakana. Virheenkorjauksella: 650–700 MB käyttökelpoista. Musiikki saneli tekniikan!
Binäärinen IEC-standardi
KiB, MiB, GiB ovat olleet virallisia vuodesta 1998! Kansainvälinen sähkötekninen komissio (IEC) standardoi binääriset etuliitteet. Ennen: kaikki käyttivät KB sekä 1000:lle että 1024:lle. Sekaannusta vuosikymmeniä! Nyt meillä on selkeys.
Jottatavun mittakaava
1 YB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 tavua. Kaikki data maapallolla: ~60–100 ZB (vuodesta 2020). Tarvittaisiin 60–100 YB KAIKELLE datalle, jonka ihmiskunta on koskaan luonut. Yhteensä: 60 jottatavua kaiken tallentamiseen!
Kiintolevyn evoluutio
1956 IBM 350: 5 MB, paino 1 tonni, hinta 50 000 $/MB. 2023: 20 TB SSD, paino 50 g, hinta 0,025 $/GB. Miljoona kertaa halvempi. Miljardi kertaa pienempi. Sama data. Mooren laki + valmistuksen taika!
Tallennusvallankumous: Reikäkorteista petatavuihin
Mekaanisen tallennuksen aikakausi (1890–1950-luvut)
Ennen magneettista tallennusta data oli fyysisillä välineillä: reikäkorteilla, paperinauhalla ja relejärjestelmillä. Tallennus oli manuaalista, hidasta ja mitattiin merkeissä, ei tavuissa.
- **Hollerithin reikäkortti** (1890) - 80 saraketta x 12 riviä = 960 bittiä (~120 tavua). Yhdysvaltain vuoden 1890 väestönlaskennassa käytettiin 62 miljoonaa korttia! Ne painoivat 500 tonnia.
- **Paperinauha** (1940-luku) - 10 merkkiä tuumalla. ENIAC-ohjelmat olivat paperinauhalla. Yksi rulla = muutama kilotavu. Hauras, vain peräkkäinen pääsy.
- **Williamsin putki** (1946) - Ensimmäinen RAM! 1024 bittiä (128 tavua) katodisädeputkella. Haihtuva. Piti virkistää 40 kertaa sekunnissa, tai data katosi.
- **Viivelinjamuisti** (1947) - Elohopeaviivelinjat. Ääniaallot tallensivat dataa! 1000 bittiä (125 tavua). Akustista laskentaa!
Tallennus oli pullonkaula. Ohjelmat olivat pieniä, koska tallennustilaa oli vähän. 'Suuri' ohjelma mahtui 50 reikäkortille (~6 KB). Datan 'tallentamisen' käsitettä ei ollut – ohjelmat suoritettiin kerran.
Magneettisen tallennuksen vallankumous (1950–1980-luvut)
Magneettinen tallennus muutti kaiken. Nauhat, rummut ja levyt pystyivät tallentamaan megatavuja – tuhansia kertoja enemmän kuin reikäkortit. Satunnainen pääsy tuli mahdolliseksi.
- **IBM 350 RAMAC** (1956) - Ensimmäinen kiintolevyasema. 5 MB 50 x 24 tuuman levyillä. Painoi 1 tonnin. Maksoi 35 000 dollaria (50 000 dollaria/MB vuoden 2023 dollareissa). Satunnainen pääsy alle sekunnissa!
- **Magneettinauha** (1950-luku+) - Kelalta kelalle. Aluksi 10 MB per kela. Peräkkäinen pääsy. Varmuuskopiot, arkistot. Käytetään edelleen kylmätallennukseen!
- **Levyke** (1971) - 8 tuuman levyke: 80 KB. Ensimmäinen kannettava magneettinen media. Ohjelmia saattoi postittaa! 5,25 tuumaa (1976): 360 KB. 3,5 tuumaa (1984): 1,44 MB.
- **Winchester-asema** (1973) - Suljetut levyt. 30 MB. Kaikkien nykyaikaisten kiintolevyjen perusta. "30-30" (30 MB kiinteä + 30 MB irrotettava) kuin Winchester-kivääri.
Magneettinen tallennus teki henkilökohtaisesta tietojenkäsittelystä elinkelpoisen. Ohjelmat saattoivat olla >100 KB. Data saattoi säilyä. Tietokannat tulivat mahdollisiksi. Alkoi 'tallentamisen' ja 'lataamisen' aikakausi.
Optisen tallennuksen aikakausi (1982–2010)
Laserit lukivat mikroskooppisia kuoppia muovilevyiltä. CD, DVD ja Blu-ray toivat gigatavuja kuluttajille. Kehitys vain luku -muodosta kirjoitettavaan ja uudelleenkirjoitettavaan.
- **CD (Compact Disc)** (1982) - 650–700 MB. 74–80 minuuttia ääntä. 5000-kertainen levykkeen kapasiteetti! Tappoi levykkeen ohjelmistojen jakelussa. 1–2 dollaria/levy huippuaikoina.
- **CD-R/RW** (1990-luku) - Kirjoitettavat CD:t. Kotitallennus. Mix-CD:t, valokuva-arkistot. '1 dollari per 700 MB' -aikakausi. Tuntui loputtomalta verrattuna 1,44 MB:n levykkeisiin.
- **DVD** (1997) - 4,7 Gt yksikerroksinen, 8,5 Gt kaksikerroksinen. 6,7-kertainen CD:n kapasiteetti. HD-video tuli mahdolliseksi. Formattisota: DVD-R vs. DVD+R (molemmat selvisivät).
- **Blu-ray** (2006) - 25 Gt yksikerroksinen, 50 Gt kaksikerroksinen, 100 Gt nelikerroksinen. Sininen laser (405 nm) vs. DVD:n punainen (650 nm). Lyhyempi aallonpituus = pienemmät kuopat = enemmän dataa.
- **Lasku** (2010+) - Suoratoisto tappoi optisen median. USB-muistitikut olivat halvempia, nopeampia, uudelleenkirjoitettavia. Viimeinen kannettava tietokone optisella asemalla: ~2015. Lepää rauhassa, fyysinen media.
Optinen tallennus demokratisoi suuret tiedostot. Kaikilla oli CD-poltin. Mix-CD:t, valokuva-arkistot, ohjelmistojen varmuuskopiot. Mutta suoratoisto ja pilvi tappoivat sen. Optinen on nyt vain arkistointia varten.
Flash-muistin vallankumous (1990-luku – nykypäivä)
Puolijohdetallennus ilman liikkuvia osia. Flash-muisti siirtyi kilotavuista vuonna 1990 teratavuihin vuoteen 2020 mennessä. Nopeus, kestävyys ja tiheys räjähtivät.
- **USB-muistitikku** (2000) - Ensimmäiset mallit 8 MB. Korvasivat levykkeet yhdessä yössä. Vuoteen 2005 mennessä: 1 Gt 50 dollarilla. Vuoteen 2020 mennessä: 1 Tt 100 dollarilla. 125 000-kertainen hinnanlasku!
- **SD-kortti** (1999) - Aluksi 32 MB. Kamerat, puhelimet, droonit. microSD (2005): peukalonkynnen kokoinen. 2023: 1,5 Tt:n microSD – vastaa miljoonaa levykettä!
- **SSD (Solid State Drive)** (2007+) - Kuluttajien SSD-levyt saapuvat. 2007: 64 Gt 500 dollarilla. 2023: 4 Tt 200 dollarilla. 10–100 kertaa nopeampi kuin HDD. Ei liikkuvia osia = hiljainen, iskunkestävä.
- **NVMe** (2013+) - PCIe SSD:t. 7 Gt/s lukunopeus (verrattuna 200 Mt/s HDD). Pelin lataus: sekunteja minuuttien sijaan. Käyttöjärjestelmän käynnistys alle 10 sekunnissa.
- **QLC Flash** (2018+) - 4 bittiä per solu. Halvempi mutta hitaampi kuin TLC (3 bittiä). Mahdollistaa monen teratavun kuluttaja-SSD:t. Kompromissi: kestävyys vs. kapasiteetti.
Flash voitti. HDD:itä käytetään edelleen massatallennukseen (hinta/Gt-etu), mutta kaikki suorituskykyinen tallennus on SSD:tä. Seuraavaksi: PCIe 5.0 SSD:t (14 Gt/s). CXL-muisti. Pysyvä muisti. Tallennus ja RAM lähenevät.
Pilvi- ja hyperskaala-aikakausi (2006 – nykypäivä)
Yksittäiset asemat < 20 Tt. Datakeskukset tallentavat eksatavuja. Amazon S3, Google Drive, iCloud – tallennuksesta tuli palvelu. Lopetimme kapasiteetin miettimisen.
- **Amazon S3** (2006) - Maksa per Gt -tallennuspalvelu. Ensimmäinen 'ääretön' tallennus. Aluksi 0,15 dollaria/Gt/kk. Nyt 0,023 dollaria/Gt/kk. Tallennuksesta tuli hyödyke.
- **Dropbox** (2008) - Synkronoi kaikki. 'Unohda tallentaminen.' Automaattinen varmuuskopiointi. 2 Gt ilmaiseksi muutti käyttäytymistä. Tallennuksesta tuli näkymätöntä.
- **SSD-hintojen romahdus** (2010–2020) - 1 dollari/Gt → 0,10 dollaria/Gt. 10 kertaa halvempi vuosikymmenessä. SSD:t siirtyivät ylellisyydestä standardiksi. Jokainen kannettava tietokone toimitetaan SSD:llä vuoteen 2020 mennessä.
- **100 Tt:n SSD:t** (2020+) - Yritys-SSD:t saavuttavat 100 Tt. Yksi asema = 69 miljoonaa levykettä. 15 000 dollaria, mutta $/Gt jatkaa laskuaan.
- **DNA-tallennus** (kokeellinen) - 215 Pt grammaa kohti. Microsoft/Twist Bioscience -demo: koodaa 200 Mt DNA:han. Vakaa yli 1000 vuotta. Tulevaisuuden arkistointi?
Nyt vuokraamme tallennustilaa, emme omista sitä. '1 Tt iCloud' kuulostaa paljolta, mutta se maksaa 10 dollaria/kk ja käytämme sitä ajattelematta. Tallennuksesta tuli hyödyke kuten sähkö.
Tallennuksen mittakaava: Biteistä jottatavuihin
Tallennus kattaa käsittämättömän laajan alueen – yhdestä bitistä koko ihmiskunnan tietämyksen summaan. Näiden mittakaavojen ymmärtäminen asettaa tallennusvallankumouksen kontekstiin.
Alle tavun (1–7 bittiä)
- **Yksi bitti** - Päällä/pois, 1/0, tosi/epätosi. Informaation perusyksikkö.
- **Nibble (4 bittiä)** - Yksi heksadesimaaliluku (0–F). Puoli tavua.
- **Boolen arvo + tila** (3 bittiä) - Liikennevalojen tilat (punainen/keltainen/vihreä). Varhaiset pelispritet.
- **7-bittinen ASCII** - Alkuperäinen merkkikoodaus. 128 merkkiä. A–Z, 0–9, välimerkit.
Tavun mittakaava (1–1000 tavua)
- **Merkki** - 1 tavu. 'Hello' = 5 tavua. Tviitti ≤ 280 merkkiä ≈ 280 tavua.
- **SMS** - 160 merkkiä = 160 tavua (7-bittinen koodaus). Emoji = 4 tavua kukin!
- **IPv4-osoite** - 4 tavua. 192.168.1.1 = 4 tavua. IPv6 = 16 tavua.
- **Pieni kuvake** - 16x16 pikseliä, 256 väriä = 256 tavua.
- **Konekielikäsky** - 1–15 tavua. Varhaiset ohjelmat: satoja tavuja.
Kilotavun aikakausi (1–1000 KB)
- **Levyke** - 1,44 MB = 1440 KB. Määritteli 1990-luvun ohjelmistojen jakelun.
- **Tekstitiedosto** - 100 KB ≈ 20 000 sanaa. Lyhyt tarina tai essee.
- **Matalan resoluution JPEG** - 100 KB = kelvollinen valokuvanlaatu verkkoon. 640x480 pikseliä.
- **Käynnistyslohkon virus** - 512 tavua (yksi lohko). Ensimmäiset tietokonevirukset olivat pieniä!
- **Commodore 64** - 64 KB RAM. Kokonaiset pelit mahtuivat alle 64 KB:n tilaan. Elite: 22 KB!
Megatavun aikakausi (1–1000 MB)
- **MP3-kappale** - 3–5 MB 3–4 minuutin ajaksi. Napster-aikakausi: 1000 kappaletta = 5 GB.
- **Korkean resoluution valokuva** - 5–10 MB nykyaikaisesta älypuhelimen kamerasta. RAW: 25–50 MB.
- **CD** - 650–700 MB. 486 levykkeen arvoinen. Sisälsi 74 minuuttia ääntä.
- **Asennettu sovellus** - Mobiilisovellukset: tyypillisesti 50–500 MB. Pelit: 1–5 GB.
- **Doom (1993)** - 2,39 MB shareware-versiolle. Koko peli: 11 MB. Määritteli 90-luvun pelaamisen rajoitetulla tallennustilalla.
Gigatavun aikakausi (1–1000 GB)
- **DVD-elokuva** - 4,7 GB yksikerroksinen, 8,5 GB kaksikerroksinen. 2 tunnin HD-elokuva.
- **DVD** - 4,7 GB. 6,7 CD:n arvoinen. Mahdollisti HD-videoiden jakelun.
- **Blu-ray** - 25–50 GB. 1080p-elokuvat + ekstrat.
- **Nykyaikainen peli** - tyypillisesti 50–150 GB (2020+). Call of Duty: 200+ GB!
- **Älypuhelimen tallennustila** - 64–512 GB yleinen (2023). Perusmalli usein 128 GB.
- **Kannettavan tietokoneen SSD** - tyypillisesti 256 GB – 2 TB. 512 GB on kuluttajien suosikki.
Teratavun aikakausi (1–1000 TB)
- **Ulkoinen kiintolevy** - 1–8 TB yleinen. Varmuuskopiolevyt. 15–20 dollaria/TB.
- **Pöytäkoneen NAS** - 4x 4 TB:n asemat = 16 TB raakatilaa, 12 TB käyttökelpoista (RAID 5). Kotimediaserveri.
- **4K-elokuva** - 50–100 GB. 1 TB = 10–20 4K-elokuvaa.
- **Henkilökohtaiset tiedot** - Keskivertohenkilö: 1–5 TB (2023). Valokuvat, videot, pelit, asiakirjat.
- **Yritys-SSD** - 15–100 TB yksittäinen asema. Datakeskuksen työjuhta.
- **Palvelimen RAID-ryhmä** - 100–500 TB yleinen. Yrityksen tallennusryhmä.
Petatavun aikakausi (1–1000 PB)
- **Datakeskuksen teline** - 1–10 PB per teline. 100+ asemaa.
- **Facebook-valokuvat** - ~300 PB ladataan päivässä (arvio 2020). Kasvaa eksponentiaalisesti.
- **CERN LHC** - 1 PB päivässä kokeiden aikana. Hiukkasfysiikan dataa tulvimalla.
- **Netflixin kirjasto** - ~100–200 PB yhteensä (arvio). Koko luettelo + alueelliset muunnelmat.
- **Google Photos** - ~4 PB ladataan päivässä (2020). Miljardeja valokuvia päivittäin.
Eksatavu ja sen yli (1+ EB)
- **Maailmanlaajuinen internetliikenne** - ~150–200 EB päivässä (2023). Videon suoratoisto = 80 %.
- **Googlen kokonaistallennustila** - Arviolta 10–15 EB (2020). Kaikki palvelut yhdessä.
- **Kaikki ihmiskunnan data** - ~60–100 ZB yhteensä (2020). Jokainen valokuva, video, asiakirja, tietokanta.
- **Jottatavu** - 1 YB = 1 septiljoonaa tavua. Teoreettinen. Mahtuisi kaikki maapallon data 10 000 kertaa.
Yksi 1 Tt:n SSD-levy sisältää nykyään enemmän dataa kuin koko internet vuonna 1997 (~3 Tt). Tallennustila kaksinkertaistuu 18–24 kuukauden välein. Olemme saavuttaneet 10 miljardia kertaa enemmän kapasiteettia vuodesta 1956.
Tallennus käytännössä: Tosielämän käyttötapauksia
Henkilökohtainen tietojenkäsittely ja mobiili
Kuluttajien tallennustarpeet ovat räjähtäneet valokuvien, videoiden ja pelien myötä. Oman käytön ymmärtäminen estää ylilyöntejä tai tilan loppumista.
- **Älypuhelin**: 64–512 Gt. Valokuvat (5 Mt kukin), videot (200 Mt/min 4K), sovellukset (50–500 Mt kukin). 128 Gt:hen mahtuu ~20 000 valokuvaa + 50 Gt sovelluksia.
- **Kannettava/pöytätietokone**: 256 Gt – 2 Tt SSD. Käyttöjärjestelmä + sovellukset: 100 Gt. Pelit: 50–150 Gt kukin. 512 Gt kattaa useimmat käyttäjät. 1 Tt pelaajille/luojille.
- **Ulkoinen varmuuskopio**: 1–4 Tt HDD. Täysi järjestelmän varmuuskopio + arkistot. Nyrkkisääntö: 2x sisäisen asemasi kapasiteetti.
- **Pilvitallennus**: 50 Gt – 2 Tt. iCloud/Google Drive/OneDrive. Automaattinen valokuvien/asiakirjojen synkronointi. Tyypillisesti 1–10 dollaria/kk.
Sisällöntuotanto ja mediatuotanto
Videoiden editointi, RAW-valokuvat ja 3D-renderöinti vaativat valtavasti tallennustilaa ja nopeutta. Ammattilaiset tarvitsevat Tt-mittakaavan työtallennustilaa.
- **Valokuvaus**: RAW-tiedostot: 25–50 Mt kukin. 1 Tt = 20 000–40 000 RAW-kuvaa. JPEG: 5–10 Mt. Varmuuskopiointi on elintärkeää!
- **4K-videon editointi**: 4K60fps ≈ 12 Gt minuutissa (ProRes). 1 tunnin projekti = 720 Gt raakamateriaalia. Vähintään 2–4 Tt:n NVMe SSD aikajanalle.
- **8K-video**: 8K30fps ≈ 25 Gt minuutissa. 1 tunti = 1,5 Tt! Vaatii 10–20 Tt:n RAID-järjestelmän.
- **3D-renderöinti**: Tekstuurikirjastot: 100–500 Gt. Projektitiedostot: 10–100 Gt. Välimuistitiedostot: 500 Gt – 2 Tt. Monen teratavun työasemat ovat standardi.
Pelaaminen ja virtuaalimaailmat
Nykyaikaiset pelit ovat massiivisia. Tekstuurien laatu, ääninäyttely useilla kielillä ja live-päivitykset paisuttavat kokoja.
- **Pelien koot**: Indie-pelit: 1–10 Gt. AAA-pelit: 50–150 Gt. Call of Duty/Warzone: 200+ Gt!
- **Konsolin tallennustila**: PS5/Xbox Series: 667 Gt käytettävissä (825 Gt:n SSD:stä). Mahtuu 5–10 AAA-peliä.
- **PC-pelaaminen**: 1 Tt vähintään. 2 Tt suositeltava. NVMe SSD latausaikoja varten (5–10 kertaa nopeampi kuin HDD).
- **Päivitykset**: Korjaustiedostot: 5–50 Gt kukin. Jotkut pelit vaativat 100+ Gt:n uudelleenlatauksen päivityksiä varten!
Datan hamstraus ja arkistointi
Jotkut säilyttävät kaiken: elokuvat, TV-sarjat, datajoukot, Wikipedian. 'Datahamsterit' mittaavat kymmenissä teratavuissa.
- **Mediapalvelin**: Plex/Jellyfin. 4K-elokuvat: 50 Gt kukin. 1 Tt = 20 elokuvaa. 100 elokuvan kirjasto = 5 Tt.
- **TV-sarjat**: Koko sarja: 10–100 Gt (SD), 50–500 Gt (HD), 200–2000 Gt (4K). Koko Breaking Bad: 35 Gt (720p).
- **Datan säilytys**: Wikipedian tekstidumppi: 20 Gt. Internet Archive: 70+ Pt. /r/DataHoarder: yksityishenkilöt, joilla on 100+ Tt:n kotijärjestelmiä!
- **NAS-järjestelmät**: 4-paikkainen NAS: tyypillisesti 16–48 Tt. 8-paikkainen: 100+ Tt. RAID-suojaus on välttämätön.
Yritys- ja pilvi-infrastruktuuri
Yritykset toimivat petatavun mittakaavassa. Tietokannat, varmuuskopiot, analytiikka ja vaatimustenmukaisuus ajavat massiivisia tallennustarpeita.
- **Tietokantapalvelimet**: Transaktiotietokanta: 1–10 Tt. Analytiikka/tietovarasto: 100 Tt – 1 Pt. Kuumat tiedot SSD:llä, kylmät HDD:llä.
- **Varmuuskopiointi ja palautus**: 3-2-1-sääntö: 3 kopiota, 2 mediatyyppiä, 1 ulkopuolella. Jos sinulla on 100 Tt dataa, tarvitset 300 Tt varmuuskopiokapasiteettia!
- **Videovalvonta**: 1080p-kamera: 1–2 Gt/tunti. 4K: 5–10 Gt/tunti. 100 kameraa 24/7 = 100 Tt/kk. Säilytys: tyypillisesti 30–90 päivää.
- **VM/säiliötallennus**: Virtuaalikoneet: 20–100 Gt kukin. Klusteroitu tallennus: 10–100 Tt per klusteri. SAN/NAS ovat kriittisiä.
Tieteellinen tutkimus ja Big Data
Genomiikka, hiukkasfysiikka, ilmastomallinnus ja tähtitiede tuottavat dataa nopeammin kuin sitä voidaan analysoida.
- **Ihmisen genomi**: 3 miljardia emäsparia = 750 Mt raakana. Huomautuksilla: 200 Gt. 1000 Genomes Project: 200 Tt!
- **CERN LHC**: 1 Pt päivässä toiminnan aikana. 600 miljoonaa hiukkastörmäystä sekunnissa. Tallennushaaste > laskentahaaste.
- **Ilmastomallit**: Yksi simulaatio: 1–10 Tt tulostetta. Yhteisajot (100+ skenaariota): 1 Pt. Historialliset tiedot: 10+ Pt.
- **Tähtitiede**: Square Kilometre Array: 700 Tt päivässä. Yksi teleskooppisessio: 1 Pt. Elinikä: eksatavuja.
Tärkeimmät virstanpylväät tallennushistoriassa
Ammattilaisvinkit
- **Määritä aina yksiköt**: älä sano '1 Tt:n asema näyttää 931 Gt'. Sano '931 GiB'. Windows näyttää GiB, ei Gt. Tarkkuus on tärkeää!
- **Suunnittele tallennustila TiB:nä**: Palvelimille, tietokannoille, RAID-järjestelmille. Käytä tarkkuuden vuoksi binääristä (TiB). Ostaminen käyttää Tt:tä, mutta suunnittelu tarvitsee TiB:tä!
- **Internet-nopeuden jakaminen**: Mbps / 8 = MB/s. Nopeasti: jaa 10:llä karkeaa arviota varten. 100 Mbps ≈ 10–12 MB/s lataus.
- **Tarkista RAM huolellisesti**: 8 Gt:n RAM-tikku = 8 GiB todellisuudessa. RAM käyttää binääristä. Tässä ei ole desimaali-/binäärisekaannusta. Toisin kuin asemissa!
- **Mediamuunnokset**: CD = 700 MB. DVD = 6,7 CD:tä. Blu-ray = 5,3 DVD:tä. Nopeaa päässälaskua medialle!
- **Pieni vs. iso kirjain**: b = bitit (nopeus), B = Tavut (tallennus). Mb ≠ MB! Gb ≠ GB! Kirjainkoolla on merkitystä tiedontallennuksessa.
- **Automaattinen tieteellinen merkintätapa**: Arvot ≥ 1 miljardi tavua (1 Gt+) tai < 0,000001 tavua näytetään automaattisesti tieteellisessä merkintätavassa (esim. 1.0e+9) luettavuuden parantamiseksi!
Units Reference
Desimaali (SI) - tavut
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| tavu | B | 1 byte (base) | Commonly used |
| kilotavu | KB | 1.00 KB | Commonly used |
| megatavu | MB | 1.00 MB | Commonly used |
| gigatavu | GB | 1.00 GB | Commonly used |
| teratavu | TB | 1.00 TB | Commonly used |
| petatavu | PB | 1.00 PB | Commonly used |
| eksatavu | EB | 1.00 EB | Commonly used |
| zettatavu | ZB | 1.00 ZB | — |
| jottatavu | YB | 1.00 YB | — |
Binääri (IEC) - tavut
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| kibitavu | KiB | 1.02 KB | Commonly used |
| mebitavu | MiB | 1.05 MB | Commonly used |
| gibitavu | GiB | 1.07 GB | Commonly used |
| tebitavu | TiB | 1.10 TB | Commonly used |
| pebitavu | PiB | 1.13 PB | — |
| eksbitavu | EiB | 1.15 EB | — |
| zebitavu | ZiB | 1.18 ZB | — |
| jobitavu | YiB | 1.21 YB | — |
Bitit
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| bitti | b | 0.1250 bytes | Commonly used |
| kilobitti | Kb | 125 bytes | Commonly used |
| megabitti | Mb | 125.00 KB | Commonly used |
| gigabitti | Gb | 125.00 MB | Commonly used |
| terabitti | Tb | 125.00 GB | — |
| petabitti | Pb | 125.00 TB | — |
| kibibitti | Kib | 128 bytes | — |
| mebibitti | Mib | 131.07 KB | — |
| gibibitti | Gib | 134.22 MB | — |
| tebibitti | Tib | 137.44 GB | — |
Tallennusvälineet
| 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 | — |
| Zip-levy (100 MB) | Zip 100 | 100.00 MB | — |
| Zip-levy (250 MB) | Zip 250 | 250.00 MB | — |
| CD (700 MB) | CD | 700.00 MB | Commonly used |
| DVD (4.7 GB) | DVD | 4.70 GB | Commonly used |
| DVD-kaksikerroslevy (8.5 GB) | DVD-DL | 8.50 GB | — |
| Blu-ray (25 GB) | BD | 25.00 GB | Commonly used |
| Blu-ray-kaksikerroslevy (50 GB) | BD-DL | 50.00 GB | — |
Erikoisyksiköt
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| nibble (4 bittiä) | nibble | 0.5000 bytes | Commonly used |
| sana (16 bittiä) | word | 2 bytes | — |
| kaksoissana (32 bittiä) | dword | 4 bytes | — |
| neloissana (64 bittiä) | qword | 8 bytes | — |
| lohko (512 tavua) | block | 512 bytes | — |
| sivu (4 KB) | page | 4.10 KB | — |
UKK
Miksi 1 Tt:n asemassani näkyy 931 Gt Windowsissa?
Se näyttää 931 GiB, ei Gt! Windows näyttää GiB, mutta merkitsee sen 'Gt':ksi (hämmentävää!). Valmistaja: 1 Tt = 1 000 000 000 000 tavua. Windows: 1 TiB = 1 099 511 627 776 tavua. 1 Tt = 931,32 GiB. Mitään ei puutu! Se on vain matematiikkaa. Napsauta asemaa hiiren oikealla painikkeella Windowsissa ja tarkista: se näyttää tavut oikein. Vain yksiköt on merkitty väärin.
Mitä eroa on Gt:llä ja GiB:llä?
Gt (gigatavu) = 1 000 000 000 tavua (desimaali, kantaluku 10). GiB (gibitavu) = 1 073 741 824 tavua (binääri, kantaluku 2). 1 GiB = 1,074 Gt (~7 % suurempi). Asemavalmistajat käyttävät Gt:tä (näyttää suuremmalta). Käyttöjärjestelmä käyttää GiB:tä (todellista tietokonematematiikkaa). Molemmat mittaavat samoja tavuja, mutta laskevat eri tavalla! Määritä aina, kumpaa tarkoitat.
Miten muunnan internet-nopeuden latausnopeudeksi?
Jaa Mbps 8:lla saadaksesi MB/s. Internetiä mainostetaan megaBITTEINÄ (Mbps). Lataukset näyttävät megaTAVUINA (MB/s). 100 Mbps / 8 = 12,5 MB/s todellinen latausnopeus. 1000 Mbps (1 Gbps) / 8 = 125 MB/s. Internet-palveluntarjoajat käyttävät bittejä, koska luvut näyttävät suuremmilta. Jaa aina 8:lla!
Onko RAM Gt:nä vai GiB:nä?
RAM on AINA GiB! 8 Gt:n tikku = 8 GiB todellisuudessa. Muisti käyttää 2:n potensseja (binääri). Toisin kuin kiintolevyt, RAM-valmistajat käyttävät samoja yksiköitä kuin käyttöjärjestelmä. Ei sekaannusta! Mutta he merkitsevät sen 'Gt':ksi, vaikka se on todellisuudessa GiB. Markkinointi iskee jälleen. Lopputulos: RAM-kapasiteetti on se, mitä sanotaan.
Pitäisikö minun käyttää KB vai KiB?
Riippuu kontekstista! Markkinointi/myynti: käytä KB, MB, GB (desimaali). Tekee numeroista suurempia. Tekninen/järjestelmätyö: käytä KiB, MiB, GiB (binääri). Vastaa käyttöjärjestelmää. Ohjelmointi: käytä binääristä (2:n potensseja). Dokumentaatio: määritä! Sano '1 KB (1000 tavua)' tai '1 KiB (1024 tavua)'. Selkeys estää sekaannusta.
Kuinka monta levykettä mahtuu yhdelle CD:lle?
Noin 486 levykettä! CD = 700 MB = 700 000 000 tavua. Levyke = 1,44 MB = 1 440 000 tavua. 700 000 000 / 1 440 000 = 486,1 levykettä. Siksi CD:t korvasivat levykkeet! Tai: 1 DVD = 3 264 levykettä. 1 Blu-ray = 17 361 levykettä. Tallennustila kehittyi nopeasti!
Täydellinen Työkaluhakemisto
Kaikki 71 työkalua saatavilla UNITSissa