Warum zeigt Ihr 1-TB-Laufwerk 931 GB an?

Nichts ist verloren gegangen

Verbinden Sie ein Laufwerk mit der Bezeichnung "1 TB" und die meisten Betriebssysteme zeigen ungefähr 931 GB an. Es ist tatsächlich keine Kapazität verschwunden. Das Laufwerk enthält genau das, was das Etikett aussagt, und die "fehlenden" 69 GB sind vollständig ein Artefakt zweier unterschiedlicher Definitionen der Vorsilben Kilo-, Mega-, Giga- und Tera-, die auf die gleiche physische Bytezahl angewendet werden.

Zwei Präfixsysteme, gleiche Namen, unterschiedliche Bedeutungen

Speicherhersteller verwenden die dezimale Spalte und tun dies schon lange, bevor die Unterscheidung separate Namen hatte, weil dies die beworbene Kapazität zu einer runden Zahl macht und damit übereinstimmt, wie jede andere Branche "Kilo" und "Mega" verwendet. Ein Laufwerk mit der Bezeichnung 1 TB enthält wirklich 1.000.000.000.000 Bytes.

Die genaue Arithmetik

Betriebssysteme, die "GB" durch binäre Division berechnen, was noch immer das Standardverhalten des Windows-Datei-Explorers ist, nehmen die tatsächliche Bytezahl des Laufwerks und teilen durch Potenzen von 1.024, während sie weiterhin das Label "GB" statt des korrekten "GiB" drucken:

1×10¹² Bytes ÷ 2³⁰ Bytes/GiB = 1.000.000.000.000 ÷ 1.073.741.824 = 931,32… GiB

Diese Zahl, 931,32, ist das, was ein binär teilendes Betriebssystem anzeigt, falsch als "GB" beschriftet. Nichts ging durch Formatierung oder Overhead verloren. Es sind die gleichen 1.000.000.000.000 Bytes, geteilt durch einen größeren Divisor als der Hersteller verwendete, und mit dem falschen Einheitennamen für das Ergebnis versehen.

Woher das System mit zwei Namen kam

Die Mehrdeutigkeit ist alt. "Kilobyte" wurde von den frühesten Tagen der Datenverarbeitung an locker sowohl für 1.000 als auch für 1.024 Bytes verwendet, da 2¹⁰ (1.024) nahe genug an 10³ (1.000) liegt, dass die Schlamperei bei kleinen Größenordnungen selten von Bedeutung war. Es hörte auf, harmlos zu sein, sobald die Kapazitäten den Gigabyte-Bereich erreichten, wo die beiden Definitionen um 7,4 % auseinandergehen, und den Terabyte-Bereich, wo sie um fast 10 % auseinandergehen. Im Dezember 1998 genehmigte die Internationale Elektrotechnische Kommission Amendment 2 zu IEC 60027-2, das die binären Präfixe Kibi-, Mebi-, Gibi- und Tebi- einführte, um die Mehrdeutigkeit speziell durch die Vergabe eigener eindeutiger Namen für binäre Größen zu beenden und Kilo-, Mega- und Giga- streng als Potenzen von 1.000 zu belassen, wie sie überall sonst in der Metrologie gelten. Dieser Standard wurde später in IEC 80000-13 (2008) aufgenommen, den Teil des Internationalen Systems der Mengen, der sich mit Informatik und Technologie befasst und der derzeit die gültige Autorität für beide Präfixsätze bleibt.

Die Übernahme war optional, und das zeigt sich

Normungsgremien können korrekte Namen definieren, sie können aber nicht erzwingen, dass Betriebssysteme diese verwenden. Apple wechselte macOS mit Mac OS X 10.6 "Snow Leopard" 2009 zur dezimalgestützten Berichterstellung — ein 1-TB-Laufwerk wird in Finder als "1 TB" angezeigt, was dem Etikett des Herstellers entspricht, weil Finder jetzt durch Potenzen von 1.000 teilt. Windows machte niemals den entsprechenden Wechsel: Der Datei-Explorer teilt immer noch durch Potenzen von 1.024, während er das Label "GB" druckt, weshalb das gleiche physische Laufwerk je nachdem, welches Betriebssystem es verbunden ist, eine andere Zahl anzeigt. Linux ist inkonsistent nach Werkzeug statt nach Design — viele Kommandozeilenwerkzeuge, ls -lh und du -h ohne das Flag --si, verwenden standardmäßig binäre Division, während mehrere Desktop-Dateimanager standardmäßig dezimal verwendet und korrekt beschriftet werden.

RAM ist der eine Ort, an dem binär nicht nur eine Kennzeichnungswahl ist

Speicherkapazität ist eine Herstellungsentscheidung; ein Laufwerkscontroller könnte im Prinzip so aufgebaut werden, dass er jede beliebige Bytezahl freilegt. RAM-Kapazität ist nicht: Speicherchips werden physisch mit binären Adressleitungen adressiert, daher ist die Kapazität eines Chips architektonisch eine Zweierpotenz. Ein "8-GB"-RAM-Modul enthält wirklich 8 × 1.073.741.824 = 8.589.934.592 Bytes, 8 GiB nach dem korrekten Namen, während ein "8-GB"-USB-Speicherstick 8 × 1.000.000.000 = 8.000.000.000 Bytes enthält. Gleiches gedrucktes Label, zwei unterschiedliche physische Größen, aus zwei unterschiedlichen zugrunde liegenden Gründen: einer ist eine Hardwarebeschränkung, der andere ist eine Einheitenkonvention, die ein Hersteller wählte.

Bits, nicht Bytes, für Netzwerkgeschwindigkeit

Eine weitere Präfix-Falle sitzt neben dieser: Netzwerkgeschwindigkeiten werden in Bits pro Sekunde angegeben, Dateigröße in Bytes. Da ein Byte 8 Bits hat, erreicht eine beworbene 1-Gbps-Verbindung vor Protokoll-Overhead etwa 125 MB/s Dateiübertragung, nicht 1.000 MB/s und nicht 1 GB/s. Das Teilen einer angegebenen Linkgeschwindigkeit durch 8, um den echten Dateübertragungsdurchsatz zu schätzen, löst den meisten Verwirrung zwischen "die Verbindung ist schnell" und "der Download fühlt sich langsam an" auf.

Das eine Format, das weder Definition konsistent verwendete

Die 3,5-Zoll-Diskette "1,44 MB" ist der Außenseiter, und es ist wirklich ein aufschlussreicher Fall statt eine Fußnote. Seine tatsächliche formatierte Kapazität beträgt 1.474.560 Bytes. Diese Zahl ist nicht 1,44 × 1.000.000 (1.440.000 die dezimale Lesung) und sie ist nicht 1,44 × 1.048.576 (1.509.949 die binäre Lesung). Es ist 1,44 × 1.024 × 1.000: ein Hybrid, bei dem "Kilo" als das binäre 1.024 gelesen wird, was damit übereinstimmt, wie Speicher und Festplattensektoren tatsächlich adressiert werden, aber "Mega" wird dann als dezimales 1.000-Vielfaches dieses bereits-binären Kilobytes gelesen. Weder die IEC-Binärkonvention noch die einfache SI-Dezimalkonvention beschreiben es; das Format ist älter als die Standardisierungsbemühung von 1998 und der Marketingdruck, der mit Festplatten im Multi-Gigabyte-Bereich kam, und es wurde mit einer Einheitendefinition ausgeliefert, die niemandem besonders entgegenkam.

Eine schnelle Möglichkeit, um jede beworbene Größe zu überprüfen

Wenn eine Zahl verwendet wird, um die Hardwarekapazität zu beschreiben, die Sie in binären Einheiten physisch zählen können, wie RAM oder Speicherchip-Größe, erwarten Sie, dass sie eine saubere Zweierpotenz ist und daher identisch ist, welches Präfixsystem auch verwendet wird. Wenn es etwas beschreibt, das auf ein dezimales Ziel hergestellt oder bereitgestellt wird, Speicherlaufwerke, Cloud-Speicherstufen, Bandbreitenzulagen, erwarten Sie, dass der "fehlende" Prozentsatz sich in dem Moment zeigt, in dem ein Betriebssystem ihn mit binär geteilten, falsch beschrifteten Einheiten an Sie zurückmeldet.