深入理解存储容量单位 GB（Gigabyte）和 GiB（Gibibyte）

概览

GB（Gigabyte）和 GiB（Gibibyte）是两种不同的容量单位，其中两者显示数值的差异源于两种不同的容量定义标准：十进制和二进制。

对比

GB（Gigabyte）

• 基于十进制系统：1 GB = 1,000,000,000 字节（10^9 字节）。
• 常用场景：用于商业和市场营销领域，例如硬盘、SSD、USB 闪存驱动器等存储设备的标示容量。
• 实际容量示例：标称 500 GB 的硬盘，其容量为 500 × 1,000,000,000 = 500,000,000,000 字节。

GiB（Gibibyte）

• 基于二进制系统：1 GiB = 1,073,741,824 字节（2^30 字节）。
• 常用场景：用于技术和计算领域，例如操作系统、文件系统和软件显示的容量。
• 实际容量示例：标称 500 GiB 的硬盘，其容量为 500 × 1,073,741,824 = 536,870,912,000 字节。

转换

• 1 GiB 大约等于 1.074 GB。因此，如果你有一个存储设备的容量为 1 GiB，那么它大约等于 1.074 GB。
• 转换公式：
  • 从 GB 转换为 GiB：容量（GiB）= 容量（GB）/ 1.074
  • 从 GiB 转换为 GB：容量（GB）= 容量（GiB）× 1.074

影响

• 硬盘标示容量：一个标示为 500 GB 的硬盘，操作系统可能会显示其容量接近 465 GiB，因为操作系统通常使用二进制系统来计算容量。
• 用户感知差异：用户可能会发现购买的存储设备标称容量与操作系统显示的容量不一致，这是因为两者使用的单位不同。

差异

历史背景

1. 十进制标准（SI 制）：
   • 十进制标准在存储设备制造商中广泛使用，是国际单位制（SI）的一部分。它基于 10 的幂，因此 1 GB = 1,000,000,000 字节（10^9 字节）。
   • 这种标准易于理解和计算，因为它与我们日常使用的十进制系统一致。
2. 二进制标准：
   • 计算机内部使用的是二进制系统，因此计算机科学和技术领域更倾向于使用基于 2 的幂的单位。
   • 1 GiB = 1,073,741,824 字节（2^30 字节），这种标准更贴近计算机的实际操作，因为内存和存储设备的容量通常以二进制块的形式分配。

技术原因

1. 硬件设计：
   • 存储设备（如硬盘、SSD）制造商在设计和标示容量时，通常使用十进制标准。这样可以使产品看起来具有更大的容量。例如，一个标示为 500 GB 的硬盘，其实际容量为 500,000,000,000 字节。
2. 软件和操作系统：
   • 操作系统和软件为了更准确地表示计算机实际使用的存储容量，采用了二进制标准。因此，500,000,000,000 字节的硬盘在操作系统中显示的容量大约为 465.66 GiB。

误解与标准化

1. 用户误解：
   • 由于这两种标准的差异，用户常常会发现他们购买的存储设备容量（按 GB 标示）与操作系统显示的容量（按 GiB 标示）不一致。这可能会导致误解和困惑。
2. 标准化努力：
   • 为了减少混淆，国际电工委员会（IEC）在 1998 年引入了二进制前缀（如 KiB、MiB、GiB 等），以明确区分这两种单位。但在实际使用中，这些二进制前缀并没有得到广泛的接受和普及，特别是在消费者市场中。