So funktioniert es
Speichereinheiten werden auf zwei verschiedene Arten gezählt, und beide sind richtig. Das Dezimalsystem, das die Festplattenhersteller und das Internationale Einheitensystem verwenden, multipliziert bei jedem Präfix mit 1000: ein kB sind 1000 Bytes, ein MB eine Million und ein TB eine Billion. Das Binärsystem, das mit den Computern entstand, multipliziert mit 1024, weil Speicher und Busse in Zweierpotenzen adressiert werden.
Das Problem ist, dass beide Systeme jahrzehntelang dieselben Namen benutzt haben. Wenn der Windows-Explorer "GB" schreibt, rechnet er in Wirklichkeit Gibibytes, teilt also dreimal durch 1024. Deshalb erscheint eine 1-TB-Festplatte, die exakt eine Billion Bytes enthält, auf dem Bildschirm als 931,32 GB: Es fehlt nichts, nur die Zählregel hat sich geändert. Seit 1998 räumt die Norm IEC 80000-13 die Mehrdeutigkeit mit den binären Präfixen KiB, MiB, GiB und TiB aus.
Dieses Werkzeug rechnet eine Kapazität gleichzeitig in alle drei Familien um —dezimal, binär und Bits— und zeigt die exakte Byte-Anzahl, den Wert des Herstellers und den Wert, den das Betriebssystem anzeigen wird, samt prozentualem Unterschied. Die gesamte Berechnung läuft im Browser.
Beispiele
1 TB931,32 GBDie Festplatte enthält 1.000.000.000.000 Bytes, genau das, was die Verpackung verspricht. Das System teilt sie dreimal durch 1024 und zeigt 931,32 GB an, streng genommen also 931,32 GiB. Auf dem Bildschirm scheinen fast 69 GB zu fehlen; auf der Platte fehlt kein einziges Byte.1 GiB1073741824 BEin Gibibyte sind 2^30 Bytes. Ein dezimales Gigabyte sind 1.000.000.000, das binäre ist also 7,37 % größer. Es ist derselbe Unterschied, der das, was du mit "einem Giga" meinst, von dem trennt, was jedes Programm darunter versteht.4 TB3,64 TiBJe größer das Präfix, desto weiter driften die beiden Systeme auseinander: 2,34 % bei Kilo, 6,87 % bei Giga und 9,05 % bei Tera. Deshalb wird das Gefühl der "zu kleinen Platte" ausgerechnet bei großen Platten schlimmer.100 Mbit12,5 MBNetzwerkleitungen werden in Bit gemessen, Speicher in Byte. Eine 100-Mbit/s-Leitung lädt höchstens 12,5 MB pro Sekunde herunter, weil jedes Byte 8 Bit hat. Diese Rechnung erklärt die Hälfte der Beschwerden bei Internetanbietern.Anwendungsfälle
- Verstehen, warum eine 1-TB-Festplatte oder ein 64-GB-USB-Stick weniger Kapazität anzeigen, als auf der Verpackung steht.
- Die Byte-Größe, die eine API, ein Log oder der Befehl ls -l zurückgibt, in etwas Lesbares übersetzen.
- Die Größe eines Backups oder eines Images zwischen zwei Werkzeugen vergleichen, die mit unterschiedlichem Maß rechnen.
- Kontingente, Volumes oder Upload-Grenzen dimensionieren, wenn die Dokumentation in MiB und die Oberfläche in MB spricht.
- Die Geschwindigkeit einer Leitung in Mbit/s in die tatsächliche Downloadrate in MB/s umrechnen.
- Einem Kunden mit Zahlen erklären, dass die gekaufte Festplatte nicht weniger Platz hat als versprochen.
Häufige Fragen
Ich habe eine 1-TB-Festplatte gekauft und sehe 931 GB – wurde ich betrogen?
Nein. Die Festplatte hat 1.000.000.000.000 Bytes, und genau das bedeutet 1 TB im Dezimalsystem, das alle Hersteller verwenden. Windows nimmt dieselben Bytes, teilt sie dreimal durch 1024, erhält 931,32 und beschriftet das Ergebnis mit "GB" statt "GiB". Es ist ein Beschriftungsproblem, kein Kapazitätsproblem: Alle Bytes sind da. Wirklich verloren geht dagegen das, was das Dateisystem beim Formatieren reserviert.
Was ist der Unterschied zwischen GB und GiB?
Ein GB sind 1.000.000.000 Bytes (10^9) und ein GiB sind 1.073.741.824 (2^30). Das Gibibyte ist 7,37 % größer. Dasselbe Verhältnis wiederholt sich auf jeder Ebene: kB gegen KiB, MB gegen MiB, TB gegen TiB. Die binären Symbole tragen ein "i" in der Mitte und werden kibi, mebi, gibi und tebi ausgesprochen.
Zeigen alle Betriebssysteme dasselbe an?
Nein, und das sorgt für zusätzliche Verwirrung. Windows rechnet in Potenzen von 1024, beschriftet das Ergebnis aber mit GB und TB und zeigt deshalb 931 GB für eine 1-TB-Platte. macOS misst seit 2009 dezimal, dieselbe Platte erscheint dort als 1 TB. Unter Linux hängt es vom Werkzeug ab: df -h und ls -lh rechnen mit 1024, df -H und ls -l --si mit 1000, und viele Programme schreiben bereits GiB, wo es angebracht ist. Die Platte hat sich nie geändert; geändert hat sich, wer sie misst.
Warum stimmt der Arbeitsspeicher mit der Angabe auf der Verpackung überein?
Weil Speicher in Zweierpotenzen gefertigt und adressiert wird: Ein "16-GB"-Modul hat in Wirklichkeit 16 GiB, also 17.179.869.184 Bytes. Da das Betriebssystem ebenfalls binär zählt, stimmen beide Zahlen überein und niemand merkt etwas. Bei Festplatten ist es umgekehrt: Der Hersteller zählt dezimal, das System binär, und der Unterschied springt ins Auge.
Wie stark wächst der Unterschied je nach Präfix?
Er summiert sich um 2,4 % pro Stufe. Die vom System angezeigte Zahl ist bei Kilo 2,34 % kleiner, bei Mega 4,63 %, bei Giga 6,87 %, bei Tera 9,05 %, bei Peta 11,18 % und bei Exa 13,26 %. Deshalb ist der Unterschied bei einer Datei von wenigen kB nicht wahrnehmbar, während er bei einem Verbund von mehreren Petabyte Hunderte von Terabyte an Erwartung ausmacht.
Ist ein Mbit dasselbe wie ein MB?
Nein, der Unterschied beträgt den Faktor acht. Netzwerkleitungen werden in Bit pro Sekunde gemessen, Speicher in Byte, und ein Byte hat 8 Bit. Eine 300-Mbit/s-Leitung liefert höchstens 37,5 MB/s Download, noch vor Abzug der Protokoll-Header. Außerdem sind Netzwerkpräfixe immer dezimal: Ein Mbit ist eine Million Bit, niemals 1.048.576.
Warum fehlt meiner SSD noch mehr Platz?
Zum Unterschied zwischen dezimal und binär kommen zwei Dinge hinzu. Das erste ist das Over-Provisioning: Der Controller behält einen Teil des Flash-Speichers zurück, der nicht nutzbar ist, um verschlissene Blöcke zu ersetzen und Schreibvorgänge zu beschleunigen. Das zweite ist das Dateisystem, das schon beim Formatieren Platz für Tabellen, Journal und Metadaten verbraucht. Keines von beiden ist ein Fehler: Es ist der Preis dafür, dass das Laufwerk hält und funktioniert.
Welche Einheit sollte man also in der Dokumentation verwenden?
Die, die keinen Zweifel lässt. Wird der Wert mit Potenzen von 1024 berechnet, schreibe MiB oder GiB; wird er mit Potenzen von 1000 berechnet, schreibe MB oder GB. In einer API oder einer Konfigurationsdatei ist es am sichersten, direkt die Byte-Anzahl auszugeben und die Oberfläche entscheiden zu lassen, wie sie sie darstellt. Das ist eine Zeile Code, die stundenlange Diskussionen darüber erspart, warum zwei Werkzeuge für dieselbe Datei unterschiedliche Zahlen melden.