1G は 1000 メガバイトですか、それとも 1024 メガバイトですか?

多くの人は、コンピュータを購入した後に、元の標準 256G ハードドライブがコンピュータ上で 238G しか表示されず、ストレージ容量が 18G 減少したことに気付きました。こういうことが起こると、ネットユーザーの中には、販売業者が偽りのラベルを貼っていると思い、落ち込む人もいる。

しかし、これは本当にそうなのでしょうか?あまり。

ストレージ容量が「縮小」する現象は、購入したばかりのコンピュータでのみ発生するのではなく、携帯電話からコンピュータにファイルを転送するときにも発生し、異なるシステムを持つ 2 台のコンピュータ間でファイルを転送するときに発生する可能性が高くなります...

次に、小さな実験をして、携帯電話からコンピューターにビデオを転送し、サイズがどのように変化するかを確認します。

写真は作者がこれからアップロードしようとしているビデオです。 （出典：著者自身）

携帯電話のファイルに表示されるビデオのサイズは 28 MB、つまり 28 メガバイトです。 （出典：著者自身）

次に、このビデオがコンピューターに表示されるサイズを見てみましょう。

上の写真のように、携帯電話では 28 MB と表示されるビデオは、Windows コンピューターにアップロードすると 26.6 MB としか表示されません。 （出典：著者自身）

電話機には 28 メガバイトと表示されますが、これは電話システムが「10 進数」であるためです。 Windows コンピュータにアップロードした後、コンピュータは「バイナリ」を使用してビデオのサイズをカウントするため、違いが生じます。

バイナリを使用する理由

主な理由は、コンピューターが計算や保存を行う際に主にバイナリデータを処理するためです。この結果、コンピュータのメモリの容量は通常、ある大きなべき乗の倍数になります。たとえば、次のようになります。

メモリ容量が268435456バイトのメモリスティック。

「268435456」という数字は「10進法」を使っており、非常に複雑に見えます。しかし、2 の累乗を使用すると、次のように非常に簡潔になります。

=268435456

非常に簡潔です。 2 進数演算では、1 バイトは 256 メガバイトに相当します。

10 進数では、268435456 バイトは 268.435456 メガバイトに相当します。

この時点で、ネットユーザーの中には「2 の累乗とバイナリの関係は何か」という疑問を持つ人もいるかもしれません。関係は次のようになります。

写真は著者が作成したものです。

よく見てください。バイナリの場合、2 の累乗は非常に規則的で、ルールは次のとおりです。

指数は、2 進数で「1」に続く「0」の数です。

例えば：

2 の 0 乗。2 進数では、1 の後に「0」はありません。

2 の 10 乗は、2 進数では 1 の後に 10 個の「0」が続きます。

同様に、次のことも知ることができます。

2 の 128 乗。2 進数では、1 の後に 128 個の「0」が続きます。

…

2 の累乗によって示されるパターンが、10 進法で 10 の累乗によって示されるパターンとまったく同じであることに気づくのは難しくありません。それは正しい。

写真は著者が作成したものです。

上記の 2 つの表は、2 進数では 2 の累乗が 10 進数では 10 の累乗に似ていることを示しています。

写真は著者が作成したものです。

2 の累乗に対応する「10 進数」の数字を観察し続けると、コンピューターのメモリが 4G、8G、16G などであることが多く、10G や 15G のメモリがまれである理由が理解できるはずです。

小数点の観点から見ると、10 は 8 よりも明らかに優れており、15 は 16 よりも優れています。

また、携帯電話のストレージ容量などのハードディスク容量は、64G、128G、または256Gであることが多いです。不思議ですね、なぜ50G、100G、150Gではだめなのでしょうか？

今、あなたは答えを知っているはずです。前者はまさに 2 の累乗に対応します。

両者の違い

コンピュータの場合、ストレージスペースのサイズを測定するには 2 の累乗を使用するのが最も適切です。

しかし、コンピューターは人間に役立ち、人間にはちょうど 10 本の指があるため、10 進法を使用するのが最も快適です。他の基底を使用することは、まさに「反人間的」であり、暗算を行うのが非常に困難です。

1G は 1000 メガバイトに相当し、17G は 17,000 メガバイトに相当します。これは精神的にとても簡単ですよね？

しかし、バイナリを使用すると、17G が 1.7408 テラバイトに等しいことを本当に瞬時に計算できるでしょうか?

最後に、ハード ドライブの製造元がハード ドライブのサイズを示すために小数点を使用すると、ハード ドライブはより大きく、より便利に見えるようになります。そのため、市場に出回っている多くのハードドライブのサイズは 10 進形式で測定されています。

現在、ストレージ容量の測定やファイル サイズの測定は、両方の基準が使用されているため、依然として混乱を招きます。混乱を避けるために、1999 年に国際電気標準会議 (IEC) はいくつかの規格を発行しました。

主な内容は、情報量の測定単位が10進法で変更されていないことです。

キロバイトは kB と略され、英語の正式名称は kilobyte です。

メガバイトは MB と略され、完全な英語名はメガバイトです。

ギガバイトは GB と略され、完全な英語名は gigabyte です。

テラバイトは TB と略され、完全な英語名は terabyte です。

PB と略されるペタバイトは、ペタバイトの完全な英語名です。

…

バイナリを使用して情報のサイズを測定すると、次のようになります。

キロバイトは kiB と略され、英語の正式名称は kibibyte です。

メガバイトは MiB と略され、英語の正式名称は mebibyte です。

GiB は GiB の略称で、完全な英語名は gibibyte です。

テラバイトは TiB と略され、完全な英語名は tebibyte です。

ペタバイトは PiB と略され、完全な英語名は pebibyte です。

…

今後、論文で PiB やペビバイトなどの表現を目にすることがあれば、その論文の著者は情報容量の大きさをバイナリで測定していることになります。

多くの人がこう言います: 1G は 1000 メガバイトではなく、1024 メガバイトです。さて、この質問にどう答えるか見てみましょう。

明らかに、正しい答えは次のようになります。10進数では、1 GB は 1000 MB に相当します(つまり、1 G は 1000 メガバイトに相当します)。これは正解です。

写真はNatureに掲載された論文のスクリーンショットです。

例えば、最近話題のスーパーCDの内容を論じた研究論文では、著者がバイナリアルゴリズムではないペビビットやペビバイトを使用していないことがわかります。著者は、10 進アルゴリズムであるペタビットを使用します。したがって、ここでの 1G は 1024 メガバイトではなく 1000 メガバイトになります。

要約すると、1G は 1000 MHz または 1024 MHz のいずれかになります。重要なのは、10 進数か 2 進数かということです。 10進数では、1GB = 1000MB、つまり1Gは1000メガバイトに相当します。 2進数では、1GiB=1024MiB、つまり1Gは1024メガバイトに相当します。

多くの人々、さらには一部の大企業でさえ、歴史的な理由から「GiB」や「MiB」などの標準単位の使用に慣れておらず、それらを直接「GB」や「MB」と省略しているため、さらに混乱が生じ、1GBが1024MBに等しいと多くの人が考えることになります。

つまり、「混乱」が存在する必要はなかったのですが、歴史的な理由、単位の省略の習慣、そして 2 進数と 10 進数で 1000 メガバイトと 1024 メガバイトのサイズが似ていて見落とされやすいという事実により、混乱が生じました。

バイト、つまり「B」を使用する場合、「10 進数」と「2 進数」の容量の違いを次のように見てみましょう。

写真は著者が作成したものです。

上の図からわかるように、ストレージユニットが大きいほど、2 つの測定方法の差が大きくなります。このため、多くの人がコンピュータを購入した後にハードドライブの容量が「減った」ことに気づきます。

写真は著者自身のものです。

Microsoft のコンピュータ システムは、ストレージ容量を「バイナリ」で測定します。そのため、携帯電話の写真を Microsoft システムのコンピュータにアップロードすると、写真のサイズが小さくなります。

ただし、Microsoft のコンピュータ システムでは「バイナリ」アルゴリズムが使用されていますが、「GiB」や「TiB」などの標準単位は使用されていないことに注意することが重要です。代わりに、「GB」または「TB」が直接表示されます。

著者：科学技術省の「国家優秀科学普及作品賞」受賞者であり、人気科学ライターのハンム・ディアオメン氏

査読者: 北京郵電大学デジタルメディア・デザイン芸術学部准教授 ラン・ミンイン

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学技術出版社、中国科学技術出版社（北京）デジタルメディア株式会社