لا شيء مفقود
عند توصيل محرك أقراص بعلامة "1 تيرابايت" يُظهر معظم أنظمة التشغيل حوالي 931 جيجابايت. لم تختفِ أي سعة فعلاً. يحتوي المحرك على ما تشير إليه العلامة بالضبط، والـ "69 جيجابايت المفقودة" بالكامل ناتجة عن تطبيق تعريفين مختلفين للبادئات كيلو- وميجا- وجيجا- وتيرا- على نفس عدد البايتات الفيزيائي.
نظامان للبادئات، أسماء متطابقة، معاني مختلفة
| عشري (نمط SI) | القيمة | ثنائي (IEC) | القيمة |
|---|---|---|---|
| كيلوبايت (kB) | 1,000 بايت (103) | كيبيبايت (KiB) | 1,024 بايت (210) |
| ميجابايت (MB) | 1,000,000 بايت (106) | ميبيبايت (MiB) | 1,048,576 بايت (220) |
| جيجابايت (GB) | 1,000,000,000 بايت (109) | جيبيبايت (GiB) | 1,073,741,824 بايت (230) |
| تيرابايت (TB) | 1,000,000,000,000 بايت (1012) | تيبيبايت (TiB) | 1,099,511,627,776 بايت (240) |
يستخدم مصنعو التخزين العمود العشري وفعلوا ذلك منذ وقت طويل قبل أن تحصل التمييز على أسماء منفصلة، لأنه يجعل السعة المعروضة رقماً مستديراً ويتطابق مع كيفية استخدام كل صناعة أخرى لـ "كيلو" و"ميجا". يحتوي محرك الأقراص الموسوم بـ 1 تيرابايت على 1,000,000,000,000 بايت بالفعل.
الحساب الدقيق
أنظمة التشغيل التي تحسب "جيجابايت" باستخدام القسمة الثنائية، وهي السلوك الافتراضي لـ Windows File Explorer، تأخذ عدد البايتات الفعلي للمحرك وتقسمه على قوى من 1,024، مع استمرار طباعة العلامة "جيجابايت" بدلاً من "جيبيبايت" الصحيحة:
1×1012 بايت ÷ 230 بايت/جيبيبايت = 1,000,000,000,000 ÷ 1,073,741,824 = 931.32… جيبيبايت
هذا الرقم، 931.32، هو ما يعرضه نظام التشغيل الذي يقسم ثنائياً، مع تصنيف خاطئ كـ "جيجابايت". لم يُفقد شيء في الصيغ أو التكلفة العامة. إنه نفس 1,000,000,000,000 بايت، مقسوم على مقسوم أكبر مما استخدمه المصنع، وأُعطي اسم الوحدة الخاطئ للنتيجة.
منشأ نظام الاسمين
الغموض قديم. استُخدم مصطلح "كيلوبايت" بشكل فضفاض لكل من 1,000 و 1,024 بايت منذ أيام الحوسبة الأولى، لأن 210 (1,024) قريب جداً من 103 (1,000) بحيث أن الإهمال نادراً ما أحدث فرقاً على نطاقات صغيرة. توقف عن كونه غير ضار بمجرد أن وصلت السعات إلى نطاق الجيجابايت، حيث ينحرف التعريفان بنسبة 7.4%، ونطاق التيرابايت، حيث ينحرفان بنسبة تقارب 10%. في ديسمبر 1998 وافقت اللجنة الكهروتقنية الدولية على التعديل الثاني لـ IEC 60027-2، معرّفة البادئات الثنائية كيبي- وميبي- وجيبي- وتيبي- على وجه التحديد لإنهاء الغموض بإعطاء الكميات الثنائية أسماءها الخاصة بها التي لا تقبل اللبس، مما يترك كيلو- وميجا- وجيجا- لتعني قوى 1,000 بدقة، كما تفعل في كل مكان آخر في علم القياس. تم دمج هذا المعيار لاحقاً في IEC 80000-13 (2008)، الجزء من النظام الدولي للكميات الذي يغطي علوم وتكنولوجيا المعلومات، وهو يبقى السلطة الحالية لكلا مجموعتي البادئات.
التبني كان اختيارياً، وهذا واضح
يمكن لهيئات المعايير أن تحدد الأسماء الصحيحة؛ إنها لا تستطيع إجبار أنظمة التشغيل على استخدامها. تحولت Apple إلى إعداد التقارير العشري في macOS مع Mac OS X 10.6 "Snow Leopard" في عام 2009 — يعرض محرك الأقراص بسعة 1 تيرابايت كـ "1 تيرابايت" في Finder، مطابقاً لعلامة المصنع، لأن Finder الآن يقسم على قوى 1,000. لم تقم Windows بالتحويل المكافئ: لا يزال File Explorer يقسم على قوى 1,024 أثناء طباعة العلامة "جيجابايت"، وهذا هو السبب في أن نفس محرك الأقراص الفيزيائي يعرض رقماً مختلفاً اعتماداً على نظام التشغيل الذي يتم توصيله به. Linux غير متسق حسب الأداة وليس حسب التصميم — العديد من أدوات سطر الأوامر، ls -lh و du -h بدون العلم --si من بينها، تفترض القسمة الثنائية، بينما عدة مديري ملفات سطح المكتب تفترض العشري، بعلامة صحيحة.
الذاكرة العشوائية هي المكان الوحيد حيث الثنائي ليس مجرد اختيار علامة
سعة التخزين قرار التصنيع؛ يمكن بدءاً من حيث المبدأ بناء وحدة تحكم المحرك لتعريض أي عدد بايت على الإطلاق. سعة الذاكرة ليست كذلك: تتم معالجة رقائق الذاكرة بشكل فيزيائي باستخدام خطوط عناوين ثنائية، لذا فإن سعة الرقاقة هندسياً قوة اثنين. وحدة ذاكرة عشوائية "8 جيجابايت" تحتوي بالفعل على 8 × 1,073,741,824 = 8,589,934,592 بايت، 8 جيبيبايت بالاسم الصحيح، بينما محرك فلاش "8 جيجابايت" يحتوي على 8 × 1,000,000,000 = 8,000,000,000 بايت. نفس العلامة المطبوعة، كميتان فيزيائيتان مختلفتان، لسببين أساسيين مختلفين: أحدهما قيد الأجهزة، والآخر اتفاقية وحدات اختارها المصنع.
البتات، وليس البايتات، لسرعة الشبكة
هناك فخ بادئة آخر بجانب هذا: تُقتبس سرعات الشبكة بالبتات في الثانية، وأحجام الملفات بالبايتات. نظراً لأن البايت يساوي 8 بتات، فإن الاتصال بـ 1 جيجابت/ث المعلن عنه يبلغ أقصى حد حوالي 125 ميجابايت/ثانية من نقل الملفات قبل الحمل الزائد للبروتوكول، وليس 1,000 ميجابايت/ثانية وليس 1 جيجابايت/ثانية. تقسيم سرعة الرابط المعلنة على 8 لتقدير الإنتاجية الحقيقية لنقل الملفات يحل معظم الالتباس بين "الاتصال سريع" و"التنزيل يبدو بطيئاً."
الصيغة الوحيدة التي لم تستخدم أياً من التعريفين بشكل متسق
قرص مرن بحجم 3.5 بوصة "1.44 ميجابايت" هو الاستثناء، وهو حالة تعليمية حقيقية بدلاً من حاشية سفلية. سعتها المنسقة الفعلية هي 1,474,560 بايت. هذا الرقم ليس 1.44 × 1,000,000 (1,440,000، القراءة العشرية) وليس 1.44 × 1,048,576 (1,509,949، القراءة الثنائية). إنه 1.44 × 1,024 × 1,000: مختلط حيث يُقرأ "كيلو" كـ 1,024 الثنائي، مطابقاً لكيفية معالجة الذاكرة وقطاعات القرص فعلاً، لكن "ميجا" يُقرأ بعد ذلك كمضاعف عشري 1,000 من كيلوبايت ثنائي بالفعل. لا اتفاقية IEC الثنائية ولا الاتفاقية العشرية SI البسيطة تصفها؛ تسبق الصيغة كلا من جهد التوحيد القياسي لعام 1998 والضغط التسويقي الذي جاء مع محركات الأقراص متعددة الجيجابايت، وتم شحنها مع تعريف وحدة لم يرضِ أحداً على وجه الخصوص.
طريقة سريعة للتحقق من الحس السليم لأي حجم معلن عنه
إذا كان يتم استخدام رقم لوصف سعة الأجهزة التي يمكنك عدّها فيزيائياً بوحدات ثنائية، مثل الذاكرة العشوائية أو حجم رقاقة الفلاش، فتوقع أن تكون قوة نظيفة من اثنين وبالتالي متطابقة أياً كان نظام البادئة المستخدم. إذا وصفت شيئاً مصنوعاً أو موفراً لهدف عشري مستدير، محركات التخزين وطبقات التخزين السحابي وبدلات النطاق الترددي، فتوقع أن تظهر النسبة المئوية "المفقودة" في اللحظة التي يبلغ فيها نظام التشغيل عنها لك بوحدات مقسومة ثنائياً وبعلامة خاطئة.