Bộ Chuyển Đổi Lưu Trữ Dữ Liệu
Bộ Chuyển Đổi Lưu Trữ Dữ Liệu — KB, MB, GB, KiB, MiB, GiB & Hơn 42 Đơn Vị
Chuyển đổi các đơn vị lưu trữ dữ liệu qua 5 danh mục: byte thập phân (KB, MB, GB), byte nhị phân (KiB, MiB, GiB), bit (Mb, Gb), phương tiện lưu trữ (CD, DVD, Blu-ray), và các đơn vị chuyên dụng. Hiểu rõ sự khác biệt giữa thập phân và nhị phân!
Nền Tảng Của Lưu Trữ Dữ Liệu
Byte Thập Phân (SI)
Hệ cơ số 10. KB, MB, GB, TB sử dụng lũy thừa của 1000. 1 KB = 1000 byte, 1 MB = 1000 KB. Được các nhà sản xuất ổ cứng, ISP, tiếp thị sử dụng. Làm cho các con số trông lớn hơn!
- 1 KB = 1000 byte (10^3)
- 1 MB = 1000 KB (10^6)
- 1 GB = 1000 MB (10^9)
- Các nhà sản xuất ổ đĩa sử dụng hệ thống này
Byte Nhị Phân (IEC)
Hệ cơ số 2. KiB, MiB, GiB, TiB sử dụng lũy thừa của 1024. 1 KiB = 1024 byte, 1 MiB = 1024 KiB. Được các hệ điều hành, RAM sử dụng. Toán học máy tính thực sự! Lớn hơn khoảng 7% so với thập phân.
- 1 KiB = 1024 byte (2^10)
- 1 MiB = 1024 KiB (2^20)
- 1 GiB = 1024 MiB (2^30)
- Hệ điều hành & RAM sử dụng hệ thống này
Bit và Byte
8 bit = 1 byte. Tốc độ Internet sử dụng bit (Mbps, Gbps). Lưu trữ sử dụng byte (MB, GB). Internet 100 Mbps = tốc độ tải xuống 12.5 MB/s. Chữ b viết thường = bit, Chữ B viết hoa = Byte!
- 8 bit = 1 byte
- Mbps = megabit/giây (tốc độ)
- MB = megabyte (lưu trữ)
- Chia bit cho 8 để ra byte
- Thập phân: KB, MB, GB (cơ số 1000) - tiếp thị
- Nhị phân: KiB, MiB, GiB (cơ số 1024) - hệ điều hành
- 1 GiB = 1.074 GB (lớn hơn ~7%)
- Tại sao '1 TB' hiển thị là 931 GiB trong Windows
- Bit cho tốc độ, Byte cho lưu trữ
- Chữ b viết thường = bit, Chữ B viết hoa = Byte
Giải Thích Các Hệ Thống Lưu Trữ
Hệ Thập Phân (SI)
Lũy thừa của 1000. Toán học dễ dàng! 1 KB = 1000 B, 1 MB = 1000 KB. Tiêu chuẩn cho ổ cứng, SSD, giới hạn dữ liệu internet. Làm cho dung lượng trông lớn hơn trong tiếp thị.
- Cơ số 10 (lũy thừa của 1000)
- KB, MB, GB, TB, PB
- Được các nhà sản xuất sử dụng
- Thân thiện với tiếp thị!
Hệ Nhị Phân (IEC)
Lũy thừa của 1024. Gốc của máy tính! 1 KiB = 1024 B, 1 MiB = 1024 KiB. Tiêu chuẩn cho hệ thống tệp của hệ điều hành, RAM. Hiển thị dung lượng thực sự có thể sử dụng. Luôn lớn hơn ~7% ở cấp độ GB.
- Cơ số 2 (lũy thừa của 1024)
- KiB, MiB, GiB, TiB, PiB
- Được hệ điều hành & RAM sử dụng
- Toán học máy tính thực sự
Phương Tiện & Chuyên Dụng
Phương tiện lưu trữ: Đĩa mềm (1.44 MB), CD (700 MB), DVD (4.7 GB), Blu-ray (25 GB). Chuyên dụng: nibble (4 bit), word (16 bit), block (512 B), page (4 KB).
- Dung lượng phương tiện lịch sử
- Tiêu chuẩn đĩa quang
- Đơn vị khoa học máy tính cấp thấp
- Đơn vị bộ nhớ & đĩa
Tại Sao Ổ Đĩa Của Bạn Hiển Thị Ít Dung Lượng Hơn
Lầm Tưởng Về Dung Lượng Lưu Trữ Bị Mất
Mua ổ đĩa 1 TB, Windows hiển thị 931 GiB. KHÔNG phải lừa đảo! Nhà sản xuất: 1 TB = 1000^4 byte. Hệ điều hành: đếm bằng 1024^4 byte (GiB). Cùng số byte, nhãn khác nhau! 1 TB = 931.32 GiB chính xác.
- 1 TB = 1,000,000,000,000 byte
- 1 TiB = 1,099,511,627,776 byte
- 1 TB = 0.909 TiB (91%)
- KHÔNG bị mất, chỉ là toán học!
Khoảng Cách Tăng Dần
Ở cấp độ KB: chênh lệch 2.4%. Ở MB: 4.9%. Ở GB: 7.4%. Ở TB: 10%! Dung lượng càng cao = khoảng cách càng lớn. Ổ đĩa 10 TB hiển thị là 9.09 TiB. Vật lý không thay đổi, chỉ là đơn vị!
- KB: chênh lệch 2.4%
- MB: chênh lệch 4.9%
- GB: chênh lệch 7.4%
- TB: chênh lệch 10%！
Bit Cho Tốc Độ
Internet: 100 Mbps = 100 megaBIT/giây. Tải xuống hiển thị MB/s = megaBYTE/giây. Chia cho 8! 100 Mbps = 12.5 MB/s tốc độ tải xuống thực tế. Luôn dùng chữ b viết thường cho bit!
- Mbps = megabit trên giây
- MB/s = megabyte trên giây
- Chia Mbps cho 8
- 100 Mbps = 12.5 MB/s
So Sánh Thập Phân và Nhị Phân
| Cấp Độ | Thập Phân (SI) | Nhị Phân (IEC) | Chênh Lệch |
|---|---|---|---|
| Kilo | 1 KB = 1,000 B | 1 KiB = 1,024 B | lớn hơn 2.4% |
| Mega | 1 MB = 1,000 KB | 1 MiB = 1,024 KiB | lớn hơn 4.9% |
| Giga | 1 GB = 1,000 MB | 1 GiB = 1,024 MiB | lớn hơn 7.4% |
| Tera | 1 TB = 1,000 GB | 1 TiB = 1,024 GiB | lớn hơn 10% |
| Peta | 1 PB = 1,000 TB | 1 PiB = 1,024 TiB | lớn hơn 12.6% |
Dòng Thời Gian Của Phương Tiện Lưu Trữ
| Năm | Phương Tiện | Dung Lượng | Ghi Chú |
|---|---|---|---|
| 1971 | Đĩa mềm 8" | 80 KB | Đĩa mềm đầu tiên |
| 1987 | Đĩa mềm 3.5" HD | 1.44 MB | Đĩa mềm phổ biến nhất |
| 1994 | Zip 100 | 100 MB | Đĩa Iomega Zip |
| 1995 | CD-R | 700 MB | Tiêu chuẩn đĩa quang |
| 1997 | DVD | 4.7 GB | Một lớp |
| 2006 | Blu-ray | 25 GB | Đĩa quang HD |
| 2010 | USB Flash 128 GB | 128 GB | Lưu trữ thể rắn di động |
| 2023 | microSD 1.5 TB | 1.5 TB | Kích thước nhỏ nhất |
Ứng Dụng Thực Tế
Tốc Độ Internet
Các nhà cung cấp dịch vụ Internet quảng cáo bằng Mbps (bit). Tải xuống hiển thị MB/s (byte). Internet 'gigabit' 1000 Mbps = 125 MB/s tốc độ tải xuống. Tải tệp, xem trực tuyến đều sử dụng byte. Chia tốc độ quảng cáo cho 8!
- ISP: Mbps (bit)
- Tải xuống: MB/s (byte)
- 1 Gbps = 125 MB/s
- Luôn chia cho 8!
Lập Kế Hoạch Lưu Trữ
Lập kế hoạch lưu trữ cho máy chủ? Sử dụng hệ nhị phân (GiB, TiB) để chính xác. Mua ổ đĩa? Được tiếp thị bằng hệ thập phân (GB, TB). 10 TB thô trở thành 9.09 TiB có thể sử dụng. Chi phí RAID còn làm giảm thêm. Luôn lập kế hoạch bằng TiB!
- Lập kế hoạch: sử dụng GiB/TiB
- Mua sắm: xem GB/TB
- 10 TB = 9.09 TiB
- Thêm chi phí RAID!
RAM & Bộ Nhớ
RAM luôn là hệ nhị phân! Thanh RAM 8 GB = 8 GiB thực tế. Địa chỉ bộ nhớ là lũy thừa của 2. Kiến trúc CPU dựa trên hệ nhị phân. DDR4-3200 = 3200 MHz, nhưng dung lượng tính bằng GiB.
- RAM: luôn là hệ nhị phân
- 8 GB = 8 GiB (như nhau!)
- Lũy thừa của 2 là gốc
- Không có sự nhầm lẫn thập phân
Tính Nhanh
TB sang TiB
Nhân TB với 0.909 để có TiB. Hoặc: TB x 0.9 để ước tính nhanh. 10 TB x 0.909 = 9.09 TiB. Đó là 10% 'bị mất'!
- TB x 0.909 = TiB
- Nhanh: TB x 0.9
- 10 TB = 9.09 TiB
- Không bị mất!
Mbps sang MB/s
Chia Mbps cho 8 để có MB/s. 100 Mbps / 8 = 12.5 MB/s. 1000 Mbps (1 Gbps) / 8 = 125 MB/s. Nhanh: chia cho 10 để ước tính.
- Mbps / 8 = MB/s
- 100 Mbps = 12.5 MB/s
- 1 Gbps = 125 MB/s
- Nhanh: chia cho 10
Toán Học Phương Tiện
CD = 700 MB. DVD = 4.7 GB = 6.7 đĩa CD. Blu-ray = 25 GB = 35 đĩa CD = 5.3 đĩa DVD. Đĩa mềm = 1.44 MB = 486 đĩa mềm mỗi đĩa CD!
- 1 DVD = 6.7 đĩa CD
- 1 Blu-ray = 35 đĩa CD
- 1 CD = 486 đĩa mềm
- Góc nhìn lịch sử!
Cách Thức Hoạt Động Của Chuyển Đổi
- Bước 1: Xác định hệ thống (thập phân vs nhị phân)
- Bước 2: Nhân với lũy thừa phù hợp
- Bước 3: Bit? Chia cho 8 để ra byte
- Bước 4: Phương tiện có dung lượng cố định
- Bước 5: Sử dụng TiB cho HĐH, TB cho tiếp thị
Các Chuyển Đổi Phổ Biến
| Từ | Sang | Hệ Số | Ví Dụ |
|---|---|---|---|
| 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 |
| byte | bit | 8 | 1 byte = 8 bit |
Ví Dụ Nhanh
Bài Toán Có Lời Giải
Bí Ẩn Về Dung Lượng Lưu Trữ Bị Mất
Đã mua ổ cứng ngoài 4 TB. Windows hiển thị 3.64 TiB. Dung lượng đã đi đâu?
Không có gì bị mất cả! Nhà sản xuất: 4 TB = 4,000,000,000,000 byte. Windows sử dụng TiB: 4 TB / 1.0995 = 3.638 TiB. Toán chính xác: 4 x 0.909 = 3.636 TiB. Luôn có chênh lệch ~10% ở cấp độ TB. Tất cả đều ở đó, chỉ là đơn vị khác nhau!
Thực Tế Tốc Độ Tải Xuống
Nhà cung cấp dịch vụ Internet hứa hẹn tốc độ 200 Mbps. Tốc độ tải xuống hiển thị 23-25 MB/s. Tôi có bị lừa không?
Không! 200 Mbps (megaBIT) / 8 = 25 MB/s (megaBYTE). Bạn đang nhận được chính xác những gì bạn đã trả tiền! Các ISP quảng cáo bằng bit (trông lớn hơn), tải xuống hiển thị bằng byte. 23-25 MB/s là hoàn hảo (chi phí phụ = 2 MB/s). Luôn chia Mbps quảng cáo cho 8.
Lập Kế Hoạch Lưu Trữ Cho Máy Chủ
Cần lưu trữ 50 TB dữ liệu. Cần bao nhiêu ổ đĩa 10 TB trong RAID 5?
50 TB = 45.52 TiB thực tế. Mỗi ổ đĩa 10 TB = 9.09 TiB. RAID 5 với 6 ổ đĩa: 5 x 9.09 = 45.45 TiB có thể sử dụng (1 ổ đĩa cho parity). Cần 6 ổ đĩa 10 TB. Luôn lập kế hoạch bằng TiB! Các con số TB thập phân gây hiểu lầm.
Những Sai Lầm Phổ Biến
- **Nhầm lẫn giữa GB và GiB**: 1 GB ≠ 1 GiB! GB (thập phân) nhỏ hơn. 1 GiB = 1.074 GB. HĐH hiển thị GiB, nhà sản xuất sử dụng GB. Đó là lý do tại sao ổ đĩa trông nhỏ hơn!
- **Bit và Byte**: Chữ b viết thường = bit, Chữ B viết hoa = Byte! 100 Mbps ≠ 100 MB/s. Chia cho 8! Tốc độ Internet sử dụng bit, lưu trữ sử dụng byte.
- **Giả định chênh lệch tuyến tính**: Khoảng cách tăng dần! Ở KB: 2.4%. Ở GB: 7.4%. Ở TB: 10%. Ở PB: 12.6%. Dung lượng càng cao = chênh lệch phần trăm càng lớn.
- **Trộn lẫn các đơn vị trong tính toán**: Đừng trộn lẫn! GB + GiB = sai. Mbps + MB/s = sai. Chuyển đổi về cùng một đơn vị trước, sau đó mới tính toán.
- **Quên chi phí RAID**: RAID 5 mất 1 ổ đĩa. RAID 6 mất 2 ổ đĩa. RAID 10 mất 50%! Lập kế hoạch cho điều này khi định cỡ các mảng lưu trữ.
- **Nhầm lẫn về RAM**: RAM được tiếp thị là GB nhưng thực chất là GiB! Thanh RAM 8 GB = 8 GiB. Các nhà sản xuất RAM sử dụng cùng đơn vị với HĐH (nhị phân). Ổ đĩa thì không!
Sự Thật Thú Vị
Kích Thước Thật Của Đĩa Mềm
Dung lượng 'đã định dạng' của đĩa mềm 3.5": 1.44 MB. Chưa định dạng: 1.474 MB (nhiều hơn 30 KB). Đó là 512 byte mỗi sector x 18 sector x 80 track x 2 mặt = 1,474,560 byte. Bị mất do siêu dữ liệu định dạng!
DVD-R và DVD+R
Cuộc chiến định dạng! Cả DVD-R và DVD+R đều là 4.7 GB. NHƯNG DVD+R hai lớp = 8.5 GB, DVD-R DL = 8.547 GB. Một sự khác biệt nhỏ. Plus thắng về khả năng tương thích, minus thắng về dung lượng. Bây giờ cả hai đều hoạt động ở mọi nơi!
Bí Ẩn 74 Phút Của CD
Tại sao lại là 74 phút? Chủ tịch Sony muốn Bản giao hưởng số 9 của Beethoven phải vừa. 74 phút x 44.1 kHz x 16 bit x 2 kênh = 783,216,000 byte ≈ 747 MB thô. Với sửa lỗi: 650-700 MB có thể sử dụng. Âm nhạc đã quyết định công nghệ!
Tiêu Chuẩn IEC Của Hệ Nhị Phân
KiB, MiB, GiB chính thức từ năm 1998! Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) đã tiêu chuẩn hóa các tiền tố nhị phân. Trước đó: mọi người đều sử dụng KB cho cả 1000 và 1024. Gây nhầm lẫn trong nhiều thập kỷ! Bây giờ chúng ta đã có sự rõ ràng.
Quy Mô Yottabyte
1 YB = 1,000,000,000,000,000,000,000,000 byte. Toàn bộ dữ liệu trên Trái Đất: ~60-100 ZB (tính đến năm 2020). Sẽ cần 60-100 YB cho TẤT CẢ dữ liệu mà nhân loại từng tạo ra. Tổng cộng: 60 yottabyte để lưu trữ mọi thứ!
Sự Tiến Hóa Của Ổ Cứng
1956 IBM 350: 5 MB, nặng 1 tấn, giá 50.000 USD/MB. 2023: SSD 20 TB, nặng 50g, giá 0.025 USD/GB. Rẻ hơn một triệu lần. Nhỏ hơn một tỷ lần. Cùng một dữ liệu. Định luật Moore + phép màu sản xuất!
Cách Mạng Lưu Trữ: Từ Bìa Đục Lỗ Đến Petabyte
Kỷ Nguyên Lưu Trữ Cơ Học (1890-1950)
Trước khi có lưu trữ từ tính, dữ liệu tồn tại trên các phương tiện vật lý: bìa đục lỗ, băng giấy và hệ thống rơle. Việc lưu trữ là thủ công, chậm chạp và được đo bằng ký tự, không phải byte.
- **Bìa Đục Lỗ Hollerith** (1890) - 80 cột x 12 hàng = 960 bit (~120 byte). Điều tra dân số Hoa Kỳ năm 1890 đã sử dụng 62 triệu bìa! Nặng 500 tấn.
- **Băng Giấy** (những năm 1940) - 10 ký tự mỗi inch. Các chương trình của ENIAC trên băng giấy. Một cuộn = vài KB. Mỏng manh, chỉ truy cập tuần tự.
- **Ống Williams** (1946) - RAM đầu tiên! 1024 bit (128 byte) trên một ống CRT. Dễ bay hơi. Phải được làm mới 40 lần/giây nếu không dữ liệu sẽ biến mất.
- **Bộ Nhớ Dây Trễ** (1947) - Dây trễ thủy ngân. Sóng âm thanh lưu trữ dữ liệu! 1000 bit (125 byte). Máy tính âm thanh!
Lưu trữ là nút thắt cổ chai. Các chương trình rất nhỏ vì không gian lưu trữ khan hiếm. Một chương trình 'lớn' vừa vặn trên 50 bìa đục lỗ (~6 KB). Khái niệm 'lưu' dữ liệu không tồn tại—các chương trình chỉ chạy một lần.
Cách Mạng Lưu Trữ Từ Tính (1950-1980)
Ghi từ đã thay đổi mọi thứ. Băng, trống và đĩa có thể lưu trữ megabyte—hàng nghìn lần nhiều hơn bìa đục lỗ. Truy cập ngẫu nhiên đã trở nên khả thi.
- **IBM 350 RAMAC** (1956) - Ổ đĩa cứng đầu tiên. 5 MB trên 50 đĩa 24". Nặng 1 tấn. Giá 35.000 USD (tương đương 50.000 USD/MB vào năm 2023). Truy cập ngẫu nhiên trong <1 giây!
- **Băng Từ** (thập niên 1950+) - Cuộn-qua-cuộn. Ban đầu 10 MB mỗi cuộn. Truy cập tuần tự. Sao lưu, lưu trữ. Vẫn được sử dụng cho lưu trữ lạnh ngày nay!
- **Đĩa Mềm** (1971) - Đĩa mềm 8": 80 KB. Phương tiện từ tính di động đầu tiên. Có thể gửi chương trình qua thư! 5.25" (1976): 360 KB. 3.5" (1984): 1.44 MB.
- **Ổ Đĩa Winchester** (1973) - Các đĩa được niêm phong. 30 MB. Nền tảng cho tất cả các ổ cứng hiện đại. "30-30" (30 MB cố định + 30 MB có thể tháo rời) giống như súng trường Winchester.
Lưu trữ từ tính đã làm cho máy tính cá nhân trở nên khả thi. Các chương trình có thể >100 KB. Dữ liệu có thể tồn tại. Cơ sở dữ liệu đã trở nên khả thi. Kỷ nguyên của 'lưu' và 'tải' bắt đầu.
Kỷ Nguyên Lưu Trữ Quang Học (1982-2010)
Laser đọc các hố nhỏ trên đĩa nhựa. CD, DVD, Blu-ray mang gigabyte đến cho người tiêu dùng. Sự tiến hóa từ chỉ đọc → có thể ghi → có thể ghi lại.
- **CD (Compact Disc)** (1982) - 650-700 MB. 74-80 phút âm thanh. Dung lượng gấp 5000 lần đĩa mềm! Đã loại bỏ đĩa mềm trong việc phân phối phần mềm. Giá cao nhất 1-2 USD/đĩa.
- **CD-R/RW** (thập niên 1990) - Đĩa CD có thể ghi. Ghi âm tại nhà. Đĩa CD trộn nhạc, lưu trữ ảnh. Kỷ nguyên '1 USD cho mỗi 700 MB'. Cảm thấy vô hạn so với 1.44 MB của đĩa mềm.
- **DVD** (1997) - 4.7 GB một lớp, 8.5 GB hai lớp. Dung lượng gấp 6.7 lần CD. Video HD trở nên khả thi. Cuộc chiến định dạng: DVD-R vs DVD+R (cả hai đều tồn tại).
- **Blu-ray** (2006) - 25 GB một lớp, 50 GB hai lớp, 100 GB bốn lớp. Laser xanh (405nm) so với laser đỏ của DVD (650nm). Bước sóng ngắn hơn = hố nhỏ hơn = nhiều dữ liệu hơn.
- **Suy Thoái** (2010+) - Dịch vụ phát trực tuyến đã giết chết lưu trữ quang học. Ổ đĩa flash USB rẻ hơn, nhanh hơn, có thể ghi lại. Máy tính xách tay cuối cùng có ổ đĩa quang: ~2015. Vĩnh biệt phương tiện vật lý.
Lưu trữ quang học đã dân chủ hóa các tệp lớn. Mọi người đều có một ổ ghi CD. Đĩa CD trộn nhạc, lưu trữ ảnh, sao lưu phần mềm. Nhưng dịch vụ phát trực tuyến và đám mây đã giết chết nó. Lưu trữ quang học hiện chỉ dành cho mục đích lưu trữ.
Cách Mạng Bộ Nhớ Flash (1990-Hiện Nay)
Lưu trữ thể rắn không có bộ phận chuyển động. Bộ nhớ flash đã đi từ kilobyte vào năm 1990 đến terabyte vào năm 2020. Tốc độ, độ bền và mật độ đã bùng nổ.
- **Ổ Đĩa Flash USB** (2000) - Các mẫu đầu tiên 8 MB. Thay thế đĩa mềm chỉ sau một đêm. Đến năm 2005: 1 GB giá 50 USD. Đến năm 2020: 1 TB giá 100 USD. Giá giảm 125.000 lần!
- **Thẻ SD** (1999) - Ban đầu 32 MB. Máy ảnh, điện thoại, máy bay không người lái. microSD (2005): kích thước bằng móng tay. 2023: microSD 1.5 TB—tương đương 1 triệu đĩa mềm!
- **SSD (Ổ Đĩa Thể Rắn)** (2007+) - SSD tiêu dùng xuất hiện. 2007: 64 GB giá 500 USD. 2023: 4 TB giá 200 USD. Nhanh hơn 10-100 lần so với HDD. Không có bộ phận chuyển động = im lặng, chống sốc.
- **NVMe** (2013+) - SSD PCIe. Tốc độ đọc 7 GB/s (so với 200 MB/s của HDD). Tải game: vài giây thay vì vài phút. Khởi động HĐH trong <10 giây.
- **Flash QLC** (2018+) - 4 bit mỗi ô. Rẻ hơn nhưng chậm hơn TLC (3 bit). Cho phép sản xuất SSD tiêu dùng nhiều TB. Đánh đổi: độ bền và dung lượng.
Flash đã chiến thắng. HDD vẫn được sử dụng để lưu trữ số lượng lớn (lợi thế về chi phí/GB), nhưng tất cả các thiết bị lưu trữ hiệu suất cao đều là SSD. Tiếp theo: SSD PCIe 5.0 (14 GB/s). Bộ nhớ CXL. Bộ nhớ bền vững. Lưu trữ và RAM đang hội tụ.
Kỷ Nguyên Đám Mây & Siêu Quy Mô (2006-Hiện Nay)
Các ổ đĩa cá nhân < 20 TB. Các trung tâm dữ liệu lưu trữ exabyte. Amazon S3, Google Drive, iCloud—lưu trữ đã trở thành một dịch vụ. Chúng ta đã ngừng suy nghĩ về dung lượng.
- **Amazon S3** (2006) - Dịch vụ lưu trữ trả tiền theo GB. Lưu trữ 'vô hạn' đầu tiên. Ban đầu 0.15 USD/GB/tháng. Bây giờ 0.023 USD/GB/tháng. Đã thương mại hóa lưu trữ.
- **Dropbox** (2008) - Đồng bộ hóa mọi thứ. 'Quên việc lưu đi.' Tự động sao lưu. 2 GB miễn phí đã thay đổi hành vi. Lưu trữ trở nên vô hình.
- **Giá SSD Sụp Đổ** (2010-2020) - 1 USD/GB → 0.10 USD/GB. Rẻ hơn 10 lần trong một thập kỷ. SSD đã từ xa xỉ trở thành tiêu chuẩn. Đến năm 2020, mọi máy tính xách tay đều được trang bị SSD.
- **SSD 100 TB** (2020+) - SSD doanh nghiệp đạt 100 TB. Một ổ đĩa = 69 triệu đĩa mềm. Giá 15.000 USD nhưng USD/GB tiếp tục giảm.
- **Lưu Trữ DNA** (thử nghiệm) - 215 PB mỗi gram. Trình diễn của Microsoft/Twist Bioscience: mã hóa 200 MB trong DNA. Ổn định hơn 1000 năm. Lưu trữ tương lai?
Bây giờ chúng ta thuê lưu trữ, không sở hữu nó. '1 TB iCloud' nghe có vẻ nhiều, nhưng chỉ 10 USD/tháng và chúng ta sử dụng nó mà không cần suy nghĩ. Lưu trữ đã trở thành một tiện ích như điện.
Thang Đo Lưu Trữ: Từ Bit Đến Yottabyte
Lưu trữ trải dài một phạm vi không thể tưởng tượng—từ một bit duy nhất đến tổng hợp toàn bộ kiến thức của nhân loại. Hiểu được những thang đo này giúp định hình bối cảnh của cuộc cách mạng lưu trữ.
Dưới Byte (1-7 bit)
- **Một Bit** - Bật/tắt, 1/0, đúng/sai. Đơn vị thông tin cơ bản.
- **Nibble (4 bit)** - Một chữ số thập lục phân (0-F). Nửa byte.
- **Boolean + Trạng thái** (3 bit) - Trạng thái đèn giao thông (đỏ/vàng/xanh). Các sprite game đời đầu.
- **ASCII 7-bit** - Bảng mã ký tự gốc. 128 ký tự. A-Z, 0-9, dấu câu.
Cấp Độ Byte (1-1000 byte)
- **Ký tự** - 1 byte. 'Hello' = 5 byte. Tweet ≤ 280 ký tự ≈ 280 byte.
- **SMS** - 160 ký tự = 160 byte (mã hóa 7-bit). Biểu tượng cảm xúc = 4 byte mỗi cái!
- **Địa chỉ IPv4** - 4 byte. 192.168.1.1 = 4 byte. IPv6 = 16 byte.
- **Biểu tượng nhỏ** - 16x16 pixel, 256 màu = 256 byte.
- **Lệnh mã máy** - 1-15 byte. Các chương trình đời đầu: hàng trăm byte.
Kỷ Nguyên Kilobyte (1-1000 KB)
- **Đĩa mềm** - 1.44 MB = 1440 KB. Đã định hình việc phân phối phần mềm những năm 1990.
- **Tệp văn bản** - 100 KB ≈ 20.000 từ. Một truyện ngắn hoặc một bài luận.
- **JPEG độ phân giải thấp** - 100 KB = chất lượng ảnh khá cho web. 640x480 pixel.
- **Virus boot sector** - 512 byte (một sector). Các virus máy tính đầu tiên rất nhỏ!
- **Commodore 64** - 64 KB RAM. Toàn bộ trò chơi nằm gọn trong <64 KB. Elite: 22 KB!
Kỷ Nguyên Megabyte (1-1000 MB)
- **Bài hát MP3** - 3-5 MB cho 3-4 phút. Thời Napster: 1000 bài hát = 5 GB.
- **Ảnh độ phân giải cao** - 5-10 MB từ máy ảnh smartphone hiện đại. RAW: 25-50 MB.
- **CD** - 650-700 MB. Tương đương 486 đĩa mềm. Chứa 74 phút âm thanh.
- **Ứng dụng đã cài đặt** - Ứng dụng di động: thường từ 50-500 MB. Game: 1-5 GB.
- **Doom (1993)** - 2.39 MB cho phiên bản shareware. Toàn bộ game: 11 MB. Đã định hình game thập niên 90 trên bộ nhớ hạn chế.
Kỷ Nguyên Gigabyte (1-1000 GB)
- **Phim DVD** - 4.7 GB một lớp, 8.5 GB hai lớp. Một bộ phim HD 2 giờ.
- **DVD** - 4.7 GB. Tương đương 6.7 đĩa CD. Cho phép phân phối video HD.
- **Blu-ray** - 25-50 GB. Phim 1080p + phần bổ sung.
- **Game hiện đại** - thường từ 50-150 GB (2020+). Call of Duty: hơn 200 GB!
- **Bộ nhớ Smartphone** - phổ biến từ 64-512 GB (2023). Mẫu cơ bản thường là 128 GB.
- **SSD Laptop** - thường từ 256 GB-2 TB. 512 GB là mức phù hợp cho người tiêu dùng.
Kỷ Nguyên Terabyte (1-1000 TB)
- **HDD ngoài** - phổ biến từ 1-8 TB. Ổ đĩa sao lưu. 15-20 USD/TB.
- **NAS để bàn** - 4 ổ 4 TB = 16 TB thô, 12 TB có thể sử dụng (RAID 5). Máy chủ media tại nhà.
- **Phim 4K** - 50-100 GB. 1 TB = 10-20 phim 4K.
- **Dữ liệu cá nhân** - Người bình thường: 1-5 TB (2023). Ảnh, video, game, tài liệu.
- **SSD doanh nghiệp** - 15-100 TB một ổ đĩa. Trụ cột của trung tâm dữ liệu.
- **Mảng RAID máy chủ** - phổ biến từ 100-500 TB. Mảng lưu trữ doanh nghiệp.
Kỷ Nguyên Petabyte (1-1000 PB)
- **Tủ rack trung tâm dữ liệu** - 1-10 PB mỗi tủ rack. Hơn 100 ổ đĩa.
- **Ảnh Facebook** - ~300 PB được tải lên mỗi ngày (ước tính 2020). Tăng theo cấp số nhân.
- **CERN LHC** - 1 PB mỗi ngày trong quá trình thí nghiệm. Dòng dữ liệu vật lý hạt.
- **Thư viện Netflix** - ~100-200 PB tổng cộng (ước tính). Toàn bộ danh mục + các biến thể khu vực.
- **Google Photos** - ~4 PB được tải lên mỗi ngày (2020). Hàng tỷ bức ảnh hàng ngày.
Exabyte & Xa Hơn (1+ EB)
- **Lưu lượng Internet toàn cầu** - ~150-200 EB mỗi ngày (2023). Video trực tuyến = 80%.
- **Tổng dung lượng lưu trữ của Google** - Ước tính 10-15 EB (2020). Tất cả các dịch vụ cộng lại.
- **Toàn bộ dữ liệu của con người** - ~60-100 ZB tổng cộng (2020). Mọi bức ảnh, video, tài liệu, cơ sở dữ liệu.
- **Yottabyte** - 1 YB = 1 septillion byte. Lý thuyết. Có thể chứa toàn bộ dữ liệu của Trái Đất 10.000 lần.
Một ổ SSD 1 TB ngày nay chứa nhiều dữ liệu hơn toàn bộ internet vào năm 1997 (~3 TB). Dung lượng lưu trữ tăng gấp đôi sau mỗi 18-24 tháng. Chúng ta đã tăng dung lượng lên 10 tỷ lần kể từ năm 1956.
Lưu Trữ Trong Thực Tế: Các Trường Hợp Sử Dụng Thực Tế
Máy Tính Cá Nhân & Di Động
Nhu cầu lưu trữ của người tiêu dùng đã bùng nổ với ảnh, video và game. Hiểu được cách sử dụng của bạn giúp tránh trả quá nhiều tiền hoặc hết dung lượng.
- **Smartphone**: 64-512 GB. Ảnh (5 MB mỗi ảnh), video (200 MB/phút 4K), ứng dụng (50-500 MB mỗi ứng dụng). 128 GB chứa khoảng 20.000 ảnh + 50 GB ứng dụng.
- **Laptop/Desktop**: SSD 256 GB-2 TB. HĐH + ứng dụng: 100 GB. Game: 50-150 GB mỗi game. 512 GB đủ cho hầu hết người dùng. 1 TB cho game thủ/người sáng tạo.
- **Sao lưu ngoài**: HDD 1-4 TB. Sao lưu toàn bộ hệ thống + lưu trữ. Nguyên tắc chung: gấp 2 lần dung lượng ổ đĩa trong của bạn.
- **Lưu trữ đám mây**: 50 GB-2 TB. iCloud/Google Drive/OneDrive. Tự động đồng bộ hóa ảnh/tài liệu. Thường từ 1-10 USD/tháng.
Sáng Tạo Nội Dung & Sản Xuất Truyền Thông
Chỉnh sửa video, ảnh RAW và kết xuất 3D đòi hỏi dung lượng và tốc độ khổng lồ. Các chuyên gia cần dung lượng làm việc ở quy mô TB.
- **Nhiếp ảnh**: Tệp RAW: 25-50 MB mỗi tệp. 1 TB = 20.000-40.000 tệp RAW. JPEG: 5-10 MB. Sao lưu là rất quan trọng!
- **Chỉnh sửa video 4K**: 4K60fps ≈ 12 GB mỗi phút (ProRes). Một dự án 1 giờ = 720 GB cảnh quay thô. Cần tối thiểu SSD NVMe 2-4 TB cho timeline.
- **Video 8K**: 8K30fps ≈ 25 GB mỗi phút. 1 giờ = 1.5 TB! Yêu cầu mảng RAID 10-20 TB.
- **Kết xuất 3D**: Thư viện kết cấu: 100-500 GB. Tệp dự án: 10-100 GB. Tệp bộ đệm: 500 GB-2 TB. Máy trạm nhiều TB là tiêu chuẩn.
Game & Thế Giới Ảo
Các game hiện đại rất lớn. Chất lượng kết cấu, lồng tiếng đa ngôn ngữ và các bản cập nhật trực tiếp làm tăng kích thước.
- **Kích thước game**: Game độc lập: 1-10 GB. AAA: 50-150 GB. Call of Duty/Warzone: hơn 200 GB!
- **Bộ nhớ Console**: PS5/Xbox Series: 667 GB có thể sử dụng (trong số 825 GB SSD). Chứa được 5-10 game AAA.
- **Chơi game trên PC**: Tối thiểu 1 TB. Khuyến nghị 2 TB. SSD NVMe để giảm thời gian tải (nhanh hơn 5-10 lần so với HDD).
- **Cập nhật**: Các bản vá: 5-50 GB mỗi bản. Một số game yêu cầu tải lại hơn 100 GB cho các bản cập nhật!
Tích Trữ Dữ Liệu & Lưu Trữ
Một số người lưu giữ mọi thứ: phim, chương trình TV, bộ dữ liệu, Wikipedia. 'Những người tích trữ dữ liệu' đo bằng hàng chục terabyte.
- **Máy chủ media**: Plex/Jellyfin. Phim 4K: 50 GB mỗi phim. 1 TB = 20 phim. Thư viện 100 phim = 5 TB.
- **Chương trình TV**: Toàn bộ series: 10-100 GB (SD), 50-500 GB (HD), 200-2000 GB (4K). Toàn bộ Breaking Bad: 35 GB (720p).
- **Bảo tồn dữ liệu**: Bản sao lưu văn bản Wikipedia: 20 GB. Internet Archive: hơn 70 PB. /r/DataHoarder: các cá nhân có mảng lưu trữ tại nhà hơn 100 TB!
- **Mảng NAS**: NAS 4 khay: thường từ 16-48 TB. 8 khay: hơn 100 TB. Bảo vệ RAID là cần thiết.
Doanh Nghiệp & Cơ Sở Hạ Tầng Đám Mây
Các doanh nghiệp hoạt động ở quy mô petabyte. Cơ sở dữ liệu, sao lưu, phân tích và tuân thủ thúc đẩy nhu cầu lưu trữ khổng lồ.
- **Máy chủ cơ sở dữ liệu**: CSDL giao dịch: 1-10 TB. Phân tích/kho dữ liệu: 100 TB-1 PB. Dữ liệu nóng trên SSD, dữ liệu lạnh trên HDD.
- **Sao lưu & Khôi phục sau thảm họa**: Quy tắc 3-2-1: 3 bản sao, 2 loại phương tiện, 1 bản ngoài cơ sở. Nếu bạn có 100 TB dữ liệu, bạn cần 300 TB dung lượng sao lưu!
- **Giám sát video**: Camera 1080p: 1-2 GB/giờ. 4K: 5-10 GB/giờ. 100 camera 24/7 = 100 TB/tháng. Thời gian lưu giữ: thường từ 30-90 ngày.
- **Lưu trữ VM/Container**: Máy ảo: 20-100 GB mỗi máy. Lưu trữ cụm: 10-100 TB mỗi cụm. SAN/NAS là rất quan trọng.
Nghiên Cứu Khoa Học & Dữ Liệu Lớn
Di truyền học, vật lý hạt, mô hình khí hậu và thiên văn học tạo ra dữ liệu nhanh hơn tốc độ phân tích.
- **Bộ gen người**: 3 tỷ cặp base = 750 MB thô. Cùng với chú thích: 200 GB. Dự án 1000 bộ gen: 200 TB!
- **CERN LHC**: 1 PB mỗi ngày trong quá trình hoạt động. 600 triệu va chạm hạt mỗi giây. Thách thức về lưu trữ > thách thức về tính toán.
- **Mô hình khí hậu**: Một mô phỏng: đầu ra 1-10 TB. Chạy tổ hợp (hơn 100 kịch bản): 1 PB. Dữ liệu lịch sử: hơn 10 PB.
- **Thiên văn học**: Mảng Kilometre Vuông: 700 TB mỗi ngày. Một phiên quan sát bằng kính viễn vọng: 1 PB. Toàn bộ thời gian hoạt động: exabyte.
Các Cột Mốc Quan Trọng Trong Lịch Sử Lưu Trữ
Mẹo Chuyên Nghiệp
- **Luôn chỉ rõ đơn vị**: Đừng nói 'ổ 1 TB hiển thị là 931 GB'. Hãy nói '931 GiB'. Windows hiển thị GiB, không phải GB. Sự chính xác rất quan trọng!
- **Lập kế hoạch lưu trữ bằng TiB**: Đối với máy chủ, cơ sở dữ liệu, mảng RAID. Sử dụng hệ nhị phân (TiB) để chính xác. Việc mua sắm sử dụng TB, nhưng lập kế hoạch cần TiB!
- **Phép chia tốc độ Internet**: Mbps / 8 = MB/s. Nhanh: chia cho 10 để ước tính sơ bộ. 100 Mbps ≈ 10-12 MB/s tải xuống.
- **Kiểm tra RAM cẩn thận**: Thanh RAM 8 GB = 8 GiB thực tế. RAM sử dụng hệ nhị phân. Không có sự nhầm lẫn thập phân/nhị phân ở đây. Không giống như ổ đĩa!
- **Chuyển đổi phương tiện**: CD = 700 MB. DVD = 6.7 đĩa CD. Blu-ray = 5.3 đĩa DVD. Tính nhẩm nhanh cho phương tiện!
- **Chữ thường và chữ hoa**: b = bit (tốc độ), B = Byte (lưu trữ). Mb ≠ MB! Gb ≠ GB! Viết hoa rất quan trọng trong lưu trữ dữ liệu.
- **Ký hiệu khoa học tự động**: Các giá trị ≥ 1 tỷ byte (1 GB+) hoặc < 0.000001 byte sẽ tự động hiển thị bằng ký hiệu khoa học (ví dụ: 1.0e+9) để dễ đọc!
Units Reference
Thập phân (SI) - Byte
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| byte | B | 1 byte (base) | Commonly used |
| kilobyte | KB | 1.00 KB | Commonly used |
| megabyte | MB | 1.00 MB | Commonly used |
| gigabyte | GB | 1.00 GB | Commonly used |
| terabyte | TB | 1.00 TB | Commonly used |
| petabyte | PB | 1.00 PB | Commonly used |
| exabyte | EB | 1.00 EB | Commonly used |
| zettabyte | ZB | 1.00 ZB | — |
| yottabyte | YB | 1.00 YB | — |
Nhị phân (IEC) - Byte
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| kibibyte | KiB | 1.02 KB | Commonly used |
| mebibyte | MiB | 1.05 MB | Commonly used |
| gibibyte | GiB | 1.07 GB | Commonly used |
| tebibyte | TiB | 1.10 TB | Commonly used |
| pebibyte | PiB | 1.13 PB | — |
| exbibyte | EiB | 1.15 EB | — |
| zebibyte | ZiB | 1.18 ZB | — |
| yobibyte | YiB | 1.21 YB | — |
Bit
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| bit | b | 0.1250 bytes | Commonly used |
| kilobit | Kb | 125 bytes | Commonly used |
| megabit | Mb | 125.00 KB | Commonly used |
| gigabit | Gb | 125.00 MB | Commonly used |
| terabit | Tb | 125.00 GB | — |
| petabit | Pb | 125.00 TB | — |
| kibibit | Kib | 128 bytes | — |
| mebibit | Mib | 131.07 KB | — |
| gibibit | Gib | 134.22 MB | — |
| tebibit | Tib | 137.44 GB | — |
Phương Tiện Lưu Trữ
| 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 | — |
| đĩa Zip (100 MB) | Zip 100 | 100.00 MB | — |
| đĩa Zip (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 lớp kép (8.5 GB) | DVD-DL | 8.50 GB | — |
| Blu-ray (25 GB) | BD | 25.00 GB | Commonly used |
| Blu-ray lớp kép (50 GB) | BD-DL | 50.00 GB | — |
Đơn Vị Chuyên Ngành
| Unit | Symbol | Base Equivalent | Notes |
|---|---|---|---|
| nibble (4 bit) | nibble | 0.5000 bytes | Commonly used |
| word (16 bit) | word | 2 bytes | — |
| double word (32 bit) | dword | 4 bytes | — |
| quad word (64 bit) | qword | 8 bytes | — |
| khối (512 byte) | block | 512 bytes | — |
| trang (4 KB) | page | 4.10 KB | — |
Câu Hỏi Thường Gặp
Tại sao ổ đĩa 1 TB của tôi hiển thị là 931 GB trong Windows?
Nó hiển thị là 931 GiB, không phải GB! Windows hiển thị GiB nhưng lại dán nhãn là 'GB' (gây nhầm lẫn!). Nhà sản xuất: 1 TB = 1,000,000,000,000 byte. Windows: 1 TiB = 1,099,511,627,776 byte. 1 TB = 931.32 GiB. Không có gì bị mất cả! Chỉ là toán học. Nhấp chuột phải vào ổ đĩa trong Windows, kiểm tra: nó hiển thị đúng số byte. Chỉ là các đơn vị bị dán nhãn sai.
Sự khác biệt giữa GB và GiB là gì?
GB (gigabyte) = 1,000,000,000 byte (thập phân, cơ số 10). GiB (gibibyte) = 1,073,741,824 byte (nhị phân, cơ số 2). 1 GiB = 1.074 GB (lớn hơn ~7%). Các nhà sản xuất ổ đĩa sử dụng GB (trông lớn hơn). HĐH sử dụng GiB (toán học máy tính thực sự). Cả hai đều đo cùng một số byte, chỉ khác cách đếm! Luôn chỉ rõ bạn đang nói về cái nào.
Làm cách nào để chuyển đổi tốc độ Internet sang tốc độ tải xuống?
Chia Mbps cho 8 để có MB/s. Internet được quảng cáo bằng megaBIT (Mbps). Tải xuống hiển thị bằng megaBYTE (MB/s). 100 Mbps / 8 = 12.5 MB/s tốc độ tải xuống thực tế. 1000 Mbps (1 Gbps) / 8 = 125 MB/s. Các ISP sử dụng bit vì các con số trông lớn hơn. Luôn chia cho 8!
RAM tính bằng GB hay GiB?
RAM LUÔN là GiB! Một thanh 8 GB = 8 GiB thực tế. Bộ nhớ sử dụng lũy thừa của 2 (nhị phân). Không giống như ổ cứng, các nhà sản xuất RAM sử dụng cùng đơn vị với HĐH. Không có sự nhầm lẫn! Nhưng họ lại dán nhãn là 'GB' trong khi thực chất là GiB. Tiếp thị lại ra tay. Điểm mấu chốt: dung lượng RAM là những gì nó nói.
Tôi nên sử dụng KB hay KiB?
Tùy thuộc vào ngữ cảnh! Tiếp thị/bán hàng: sử dụng KB, MB, GB (thập phân). Làm cho các con số trông lớn hơn. Công việc kỹ thuật/hệ thống: sử dụng KiB, MiB, GiB (nhị phân). Khớp với HĐH. Lập trình: sử dụng hệ nhị phân (lũy thừa của 2). Tài liệu: chỉ rõ! Nói '1 KB (1000 byte)' hoặc '1 KiB (1024 byte)'. Rõ ràng giúp tránh nhầm lẫn.
Bao nhiêu đĩa mềm có thể chứa trên một đĩa CD?
Khoảng 486 đĩa mềm! CD = 700 MB = 700.000.000 byte. Đĩa mềm = 1.44 MB = 1.440.000 byte. 700.000.000 / 1.440.000 = 486.1 đĩa mềm. Đó là lý do tại sao CD đã thay thế đĩa mềm! Hoặc: 1 DVD = 3.264 đĩa mềm. 1 Blu-ray = 17.361 đĩa mềm. Lưu trữ đã phát triển nhanh chóng!
Danh Mục Công Cụ Toàn Diện
Tất cả 71 công cụ có sẵn trên UNITS