在日常使用電腦時,我們經常會接觸到各種容量或傳輸速率的數量單位,例如 KB、MB、Gbps 等。然而,這些縮寫背後的實際含義有時會讓人感到混淆,特別是當「十進位」和「二進位」的換算以及 bit 與 Byte 的差別都被混在一起時,更容易產生誤解。為了讓大家對電腦中常見的容量單位、傳輸速率單位以及它們之間的關聯有更深入的認識,以下將詳盡地說明,期望能成為您在日常學習及應用時的參考工具。
什麼是 bit 與 Byte
bit(位元)
- 英文縮寫為 b,是電腦儲存和傳輸的最小單位。在二進位系統中,bit 只能表示兩種狀態:0 或 1。
- 例子:若某個通訊協定宣稱傳輸速率為「10 Mbps(Megabits per second)」時,這邊的「bit」就是指位元。
Byte(位元組)
- 英文縮寫為 B,一個位元組由 8 個位元(8 bits)組成,因此 1 Byte = 8 bits。
- 電腦中的檔案文件大小通常以 Byte 為基本字節單位。舉例來說,一個英文字母需要 1 Byte,而一個中文字符(在一般編碼方式下)可能需要 2 或更多 Bytes 來儲存。
容量單位:十進位與二進位的差別
在硬碟等儲存設備的標示時,廠商常使用十進位(decimal,1000 進位)的度量方式。例如「1 MB」在十進位中代表 1,000,000 Bytes。然而,作業系統(以及多數技術規格)往往使用二進位(binary,1024 進位)的方式來顯示容量,習慣上將 1 MB 視為 1,048,576 Bytes,或是 1 MB = 1024 KB、1 YB = 1024 ZB 。為了減少混淆,國際上也制定了二進位的專用命名方式,如 Kibibit、Mebibyte(mebibit)、Gibibyte 等,其中 1 MiB = 1024 KiB = 1024×1024 Bytes。
以下為兩種度量方式的常見單位及換算方式:
二進制 (IEC)
bits、kibibyte、mebibyte
- KiB (Kibibyte): 1 KiB = 1024 Bytes
- MiB (Mebibyte): 1MiB = 1024KiB = 1024² Bytes
- GiB (Gibibyte): 1 GiB = 1024 MiB = 1024³ Bytes
- TiB (Tebibyte): 1 TiB = 1024 GiB = 1024⁴ Bytes
- PiB (Pebibyte): 1 PiB = 1024 TiB = 1024⁵ Bytes
- EiB (Exbibyte): 1 EiB = 1024 PiB = 1024⁶ Bytes
- ZiB (Zebibyte): 1 ZiB = 1024 EiB = 1024⁷ Bytes
- YiB (Yobibyte): 1 YiB = 1024 ZiB = 1024⁸ Bytes
十進制 (SI)
- KB (Kilobyte): 1 KB = 1000 Bytes
- MB (Megabyte): 1 MB = 1000 KB = 1000² Bytes
- GB (Gigabyte): 1 GB = 1000 MB = 1000³ Bytes
- TB (Terabyte): 1 TB = 1000 GB = 1000⁴ Bytes
- PB (Petabyte): 1 PB = 1000 TB = 1000⁵ Bytes
- EB (Exabyte): 1 EB = 1000 PB = 1000⁶ Bytes
- ZB (Zettabyte): 1 ZB = 1000 EB = 1000⁷ Bytes
- YB (Yottabyte): 1 YB = 1000 ZB = 1000⁸ Bytes
註:雖然國際上有明確區分 MB 與 MiB,但多數作業系統或一般用戶日常中仍會習慣性混用。為避免混淆,實務上常會註明實際位元組數以求精準。
容量與「缺斤少兩」的由來
很多人購買硬碟時都會發現,硬盤生產商標示容量與作業系統顯示的容量不符。例如廠商標示「160GB」的硬碟,實際插入電腦後,系統可能只顯示「約 149 GiB(約 160×10^9 Bytes ÷ 1024^3)」。這並非廠商詐騙,而是因為廠商採用十進位換算,而作業系統習慣使用二進位換算,再加上分割、檔案系統格式化等因素所導致的存儲單位差異。
傳輸速率:bps 與 Bps 的差別
bps(bit per second)
- 指每秒傳輸的位元數,常見於網路頻寬或數據機速率的宣稱,例如 1 Mbps、100 Mbps 等。「1 Mbps」理論上每秒可以傳送 1,000,000 bit(十進位)或 1,048,576 bit(二進位),但業者大多以十進位計算。
Bps(Byte per second)
- 指每秒傳輸的位元組數(1 B = 8 b),一般我們在下載檔案時,瀏覽器或作業系統所顯示的速度往往是 B/s(Byte per second),例如「128 KB/s」或「1 MB/s」。
- 如果網路業者聲稱的頻寬是「1 Mbps」,除以 8 通常得到理論下載速率為「約 125 KB/s」,然而實際下載速率往往再扣除各式封包頭、協定控制資訊(如 Ethernet Header、IP Header、TCP Header 等),真正的到手速度又會略低。
為什麼會這麼複雜?
- 歷史原因與方便性:電腦世界早期就以 1024 作為分隔,因此延續至今。但在國際度量單位中,千進位(1000)更貼近十進位。
- 市場宣傳:硬體廠商多以十進位來標示數值看起來更「整數」;然而作業系統工程師維持傳統習慣,導致不同單位並存。
- 傳統與現實落差:即使有了「KiB」、「MiB」等新式用詞,不少人仍慣用 KB、MB 指 1024 進位。這種混淆在日常生活仍相當普遍。
常見問題
Q:為什麼購買的硬碟容量跟作業系統顯示的數字不同?
A:硬碟廠商通常使用十進位(1000)計算,作業系統常用二進位(1024)。另外,格式化與檔案系統也會佔用少許空間,最終顯示的可用容量自然略小於標示值。
Q:下載速度顯示 1 MB/s 跟網路業者所說的 8 Mbps 有什麼差別?
A:8 Mbps(每秒 8 百萬 bit)換算成位元組就是約 1 MB/s(每秒 1 百萬 Byte),但實際上還要扣除各種封包與協定的開銷,因此真正下載速度會再低一些。
Q:為什麼有些人用 MiB、GiB 而不是 MB、GB?
A:MiB、GiB 是二進位名稱,確切代表 1024 進位,有助於避免「1 MB」到底是 10^6 Bytes 還是 2^20 Bytes 的爭議。此做法能明確區分十進位與二進位單位,但目前在市場上還沒有完全普及。
Q:哪種單位才是「正確」的?
A:若要嚴謹,硬體廠商的容量應使用 KB、MB(十進位),作業系統或技術規格應使用 KiB、MiB(二進位)。然而,實際生活中兩者往往互相混用,因此最好懂得區別並加以註記,避免誤解。
總結
電腦容量與傳輸單位之所以顯得複雜,根源在於十進位與二進位的命名交錯,以及 bit 與 Byte 在使用場合上的不同。了解這些細節,可以幫助我們更準確地計算硬碟、記憶體空間,或在選擇網路方案時評估其真實效能。
若要徹底避免混淆,最好的方式就是在數字後面標註「位元組數」,或清楚使用 KiB、MiB、GiB 等二進位制單位。隨著資料需求不斷增加,從 TB、PB 到 EB、ZB,這些看似「遙不可及」的單位,未來可能也會成為企業或雲端儲存的日常語彙。
資料來源
- b、B、KB、MB、GB 之间的大小关系以及换算_b b mb kb-CSDN博客
- 儲存容量單位:Bit, Byte, KB, MB, GB, TB , PB, EB, ZB, YB | The Will Will Web