MegaByte, GigaByte oder TerraByte

2021-01-07 03:26:56
Sven Clauer

Ein 'Bit' ist in der IT keine Biermarke sondern die kleinste denkbare Informationsmenge. Sie genügt, um zwischen genau zwei Möglichkeiten zu wählen: ja/nein, wahr/falsch (true/false), ein/aus, leer/voll, 0 oder 1. Durch Aneinanderreihen mehrerer Bits kann man die Auswahlmenge vergrößern.
Um einen von 26 Buchstaben des deutschen Alphabets zu speichern benötigt man mindestens 5 bit - damit kann man unter bis zu 2x2x2x2x2 = 25 = 32 Möglichkeiten auswählen.

In der Computerwelt arbeitet man mit Gruppen von 8 bit (256 Möglichkeiten bzw. 0 bis 255), bekannt als Byte: 1 Byte = 8 bit.
Eine weitere ISO-konforme Bezeichnung für Byte ist Oktett.
Die Maßeinheit "Byte" hat als Einheitszeichen "B", für die Einheit "Bit" ist das Einheitenzeichen "bit".

Das Byte ist und bleibt die Standardeinheit um Datenmengen anzugeben. Also beispielsweise die Kapazitäten eines Speichermediums oder die Grösse einer Datei oder auch um Übertragungsgeschwindigkeiten zu bezeichnen, z.B. die Geschwindigkeit einer Internetverbindung, werden aber meistens Bits und nicht Bytes pro Zeiteinheit verwendet (Beispiel: 100 Mbit/s).

Warum ist nun 1 MB nicht gleich 1000 KB oder warum ein MB zwei verschiedene Dinge bedeuten kann

Zu Beginn des Computerzeitalters war es üblich, Datenmengen als Potenzen zur Basis 2, aber unter Verwendung von Dezimalpräfixen anzugeben. Diese eigentlich falsche Praxis sorgt bis heute für Verwirrung.

Wenn es um Zahlen und Mengen geht, denken und sprechen wir im Dezimalsystem. 10, 100, 1000 usw. Computer können dies nicht. Sie verstehen unser Zehnersystem einfach nicht, denn sie rechnen im Zweiersystem (binär). Datenmengen und Speichergrößen werden deshalb, zumindest zu Beginn des Computer-Zeitalters, meist in Potenzen zur Basis 2 angegeben.

Dabei geht es rasch um unhandlich große Zahlen. Für Dezimalzahlen verwendet man deshalb die Abkürzungen (Präfixe) nach dem Internationales Einheitensystem SI (französisch: Système international d'unités), wie Kilo für Tausender, Mega für Millionen, Giga für Milliarden etc.
Die Verwendung der Dezimal-Präfixe Kilo, Mega und Giga usw. ist im Internationalen Einheitensystem verbindlich festgelegt. Die Verwendung dieser Präfixe für binäre Einheiten ist unzulässig. Ja, es gibt noch welche die Rechnen im 12er System und in Zoll und in Meilen. Aber um die soll es hier erst einmal nicht gehen.

Da es in den frühen Jahren des Computerzeitalters noch keine Präfixe für binäre Einheiten gab, bediente man sich halt bei den Dezimalpräfixen.
Man sagt dann zwar "Kilobyte", meint aber nicht 1000 sondern 1024 (= 210) Byte. Entsprechend ist ein "Megabyte" nicht eine Million sondern 1'048'576 Bytes (= 220).

In der Zeit, als man vorwiegend in der Größenordnung von Kilo- und Megabytes hantierte, waren die Abweichungen relativ klein und meist vernachlässigbar. Heute rechnet man in Giga- und Terabytes, und hier werden die Abweichungen relevant: Beim GB sind es schon 7.4%, beim TB fast 10%.

kB: 10 Byte | KiB: 210 Byte | Unterschied:  2.40 %
MB: 10 Byte | MiB: 220 Byte | Unterschied:  4.86 %
GB: 10 Byte | GiB: 230 Byte | Unterschied:  7.37 %
TB: 1012 Byte | TiB: 240 Byte | Unterschied:  9.95 %
PB: 1015 Byte | PiB: 250 Byte | Unterschied: 12.59 %
EB: 1018 Byte | EiB: 260 Byte | Unterschied: 15.29 %


Gegen Ende der 1990er Jahre führte die IEC (International Electrotechnical Commission) deshalb Binär-Präfixe ein (Kibi, Mebi, Gibi etc.). Für Angaben auf Basis einer Zweierpotenz sollen nicht Kilobyte, Megabyte und Gigabyte verwendet werden, sondern Kibibyte, Mebibyte und Gibibyte. Die Silbe "bi" steht für binär.

Bis jetzt konnte sich diese Definition allerdings noch nicht überall durchsetzen. Man kann es nicht anders sagen - bei diesen Bezeichnungen herrscht Chaos. Selbst Informatiker benutzen häufig die "falschen" Begriffe, ebenso gibt es unter den Herstellern von Hardware und Software solche, die die korrekten Bezeichnungen verwenden, aber auch andere, die sich standhaft weigern.
 

Windows 10 zeigt Dateigröße in binärer Menge, aber mit Dezimalpräfix an
Größen-Anzeige einer ca 15GB Großen Datei (Windows 10)

So zeigt das Betriebssystem Windows noch immer Dateigrößen und Speicherplatz in binärer Zählweise, aber fälschlicherweise mit Dezimalpräfixen an. 14.3GB sind 15.4 GiB

Wer eine SSD bzw. Festplatte mit 1 TB (also 1000 GB) zulegt und sie an seinem Windows-Rechner verbaut, wird von Microsofts Betriebssystem die Angabe erhalten, die neue Harddisk enthalte nur 931 GB. Allerdings hat nicht der Festplatten-Hersteller geschummelt, sondern Windows zeigt eigentlich Gibibyte an und nicht die dezimalen Gigabyte.

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Dies sind die korrekten Maßeinheiten mit Dezimal- und Binär-Präfixen:

Dezimal-Präfixe 10n (SI-Präfixe)

1 Byte      (B)  = 100  Byte = 1 Byte
1 Kilobyte  (kB) = 103  Byte = 1000 Byte
1 Megabyte  (MB) = 106  Byte = 1'000'000 Byte
1 Gigabyte  (GB) = 109  Byte = 1'000'000'000 Byte
1 Terabyte  (TB) = 1012 Byte = 1'000'000'000'000 Byte
1 Petabyte  (PB) = 1015 Byte = 1'000'000'000'000'000 Byte
1 Exabyte   (EB) = 1018 Byte = 1'000'000'000'000'000'000 Byte
1 Zettabyte (ZB) = 1021 Byte = 1'000'000'000'000'000'000'000 Byte
1 Yottabyte (YB) = 1024 Byte = 1'000'000'000'000'000'000'000'000 Byte

 

Binär-Präfixe 2n (IEC-Präfixe)

1 Kibibyte (KiB) = 210 Byte = 1024 Byte
1 Mebibyte (MiB) = 220 Byte = 1'048'576 Byte
1 Gibibyte (GiB) = 230 Byte = 1'073'741'824 Byte
1 Tebibyte (TiB) = 240 Byte = 1'099'511'627'776 Byte
1 Pebibyte (PiB) = 250 Byte = 1'125'899'906'842'624 Byte
1 Exbibyte (EiB) = 260 Byte = 1'152'921'504'606'846'976 Byte
1 Zebibyte (ZiB) = 270 Byte = 1'180'591'620'717'411'303'424 Byte
1 Yobibyte (YiB) = 280 Byte = 1'208'925'819'614'629'174'706'176 Byte


Umrechnungsbeispiele

Wie viel sind 4 Megabyte (MB) in Mebibyte (MiB)?
1 MB entspricht 0.95367431640625 MiB
4 MB sind also 4 x 0.95367431640625 = 3.81469726563 MiB, rund 3.8 MiB

Wie viel sind 16.5 Gibibyte (GiB) in Gigabyte (GB)?
1 GiB entspricht 1.073741824 GB
16.5 GiB sind also 16.5 x 1.073741824 = 17.716740096 GB, rund 17.7 GB

Wie viele Bit haben 4 Gigabyte (GB)?
4 GB = 4 x 103 MB = 4 x 1000 MB = 4000 MB = 4 x 103 x 103 kB = 4 x 1000 x 1000 kB = 4'000'000 kB = 4 x 103 x 103 x 103 Byte = 4 x 1000 x 1000 x 1000 Byte = 4'000'000'000 Byte = 4 x 103 x 103 x 103 x 8 Bit = 4 x 1000 x 1000 x 1000 x 8 Bit = 32'000'000'000 Bit

Wie viele Bit haben 4 Gibibyte (GiB)?
4 GiB = 4 x 210 MiB = 4 x 1024 MiB = 4096 MiB = 4 x 210 x 210 KiB = 4 x 1024 x 1024 KiB = 4'194'304 KiB = 4 x 210 x 210 x 210 Byte = 4 x 1024 x 1024 x 1024 Byte = 4'294'967'296 Byte = 4 x 210 x 210 x 210 x 8 Bit = 4 x 1024 x 1024 x 1024 x 8 Bit = 34'359'738'368 Bit


Die einzelnen Umrechnungsfaktoren:

1 Byte = 8 Bit | 1 Bit = 0.125 Byte

Dezimal zu Binär
1 kB = 0.9765625 KiB
1 MB = 0.95367431640625 MiB
1 GB = 0.9313225746154785 GiB
1 TB = 0.9094947017729282 TiB
1 PB = 0.8881784197001252 PiB
1 EB = 0.8673617379884035 EiB
1 ZB = 0.8470329472543003 ZiB
1 YB = 0.8271806125530277 YiB

Binär zu Dezimal
1 KiB = 1.024 kB
1 MiB = 1.048576 MB
1 GiB = 1.073741824 GB
1 TiB = 1.099511627776 TB
1 PiB = 1.125899906842624 PB
1 EiB = 1.152921504606847 EB
1 ZiB = 1.1805916207174112 ZB
1 YiB = 1.2089258196146293 YB


Beispiele von Speichermengen / Datengröße

In den 1980er Jahren erschienen uns Megabytes riesig, in den 90er Jahren folgten die Gigabytes und man empfand diese als enorm groß. Heute haben PCs eine Harddisk von 0.5 bis 2 Terabytes und wir empfinden Petabytes als gigantisch. Wie sieht es wohl in 20 Jahren aus?

Diese Datenmengen stecken in...
5 MB: sämtliche Werke von William Shakespeare
5 GB: eine 20 Meter lange Bücher-Reihe
100 PB: alle jemals in der Menschheitsgeschichte geschriebenen und gedruckten Texte weltweit
5 EB: alle jemals von Menschen ausgesprochenen Wörter

Laut statista betrug der globale IP-Traffic im Jahr 2017 etwa 122 Exabyte pro Monat. Im Jahr 2021 soll dieser auf bis zu 319 Exabyte pro Monat anwachsen.

 

 

Datenverbrauch im Monat
Datenvolumen des globalen IP-Traffics in den Jahren 2014 bis 2017 sowie eine Prognose bis 2022
(in Exabyte pro Monat)
Keywords:

Support

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