Kilo-, Mega-, Giga-, Tera-, Peta-, Exa-, Zettabyte

Was sind Kilo-, Mega-, Giga-, Tera-, Peta-, Exa-, Zettabyte?

Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta, Exa, Zetta sind so genannte binäre Präfixe, die in Verbindung mit -bit oder -byte Maßeinheiten für Speicherkapazitäten beziehungsweise Datenmengen darstellen. Diese Einheiten werden vor allem in der Computerbranche und der Telekommunikation verwendet. Diese Vorsilben werden auch Präfix-Multiplikatoren genannt und finden sich auch in der Elektronik und Physik wieder. Jeder Multiplikator besteht aus einer Abkürzung mit einem Buchstaben und dem Präfix, für das er steht.

In der Kommunikation, Elektronik und Physik werden Multiplikatoren in Zehnerpotenzen von 10^-24 bis 10²⁴ definiert, wobei in Schritten von drei Größenordnungen - 10³ oder 1.000 - vorgegangen wird. In der IT und Datenspeicherung werden Multiplikatoren in Zweierpotenzen von 2¹⁰ bis 2⁸⁰ definiert, wobei in Schritten von 10 Größenordnungen - 2¹⁰oder 1.024 - vorgegangen wird.

Beispiele für Größen oder Phänomene, bei denen Multiplikatoren in Zehnerpotenzen angewendet werden, sind die Frequenz - einschließlich Computer-Taktgeschwindigkeiten -, die physikalische Masse, die Leistung, die Energie, die elektrische Spannung und der elektrische Strom. Multiplikatoren mit einer Potenz von 10 werden auch zur Definition von binären Datengeschwindigkeiten verwendet. Beispielsweise ist 1 Kilobit pro Sekunde (kbps) gleich 10³ oder 1.000 Bit pro Sekunde (bps); 1 Megabit pro Sekunde (Mbps) entspricht 10⁶ oder 1.000.000 bps. Der Kleinbuchstabe k ist das technisch korrekte Symbol für Kilo, wenn er für 10³ steht, obwohl der Großbuchstabe K häufig verwendet wird.

Wenn binäre Daten im Speicher oder auf einem festen Medium wie einer Festplatte oder einem Laufwerk, einem Magnetband oder einer CD-ROM gespeichert werden, werden Multiplikatoren in Zweierpotenz verwendet. Technisch gesehen sollte der Großbuchstabe K für Kilo verwendet werden, wenn er für 2¹⁰ steht. Daher entspricht 1 Kilobyte (KB oder KByte) 2¹⁰ oder 1.024 Byte; 1 Megabyte (MB oder MByte) entspricht 2²⁰ oder 1.048.576 Byte.

Die Wahl von Multiplikatoren in Zehnerpotenz oder Zweierpotenz kann zufällig erscheinen. Es ist hilfreich, sich daran zu erinnern, dass das Vielfache von Bits fast immer in Zehnerpotenzen ausgedrückt werden, während das Vielfache von Bytes gewöhnlich in Zweierpotenzen ausgedrückt werden. Die Datengeschwindigkeit wird selten in Bytes pro Sekunde ausgedrückt, und die Datenspeicherung oder der Speicher wird selten in Bits ausgedrückt.

Fakten zu Geschichte und Ursprung der Maßeinheiten 

Das Präfix Kilo (1.000) wurde erstmals zwischen 1865 und 1870 eingeführt. Obwohl heutzutage mit „Mega“ "extrem gut, groß oder erfolgreich" gemeint ist, liegt die wissenschaftliche Bedeutung bei 1 Million.

Giga kommt von dem griechischen Wort für Riese, und die erste Verwendung des Begriffs soll 1947 auf der Konferenz der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie stattgefunden haben. Tera (1 Billion) kommt vom griechischen Wort teras oder teratos, was „Wunder oder Monster“ bedeutet, und wird seit etwa 1947 verwendet.

Die Vorsilben Exa (1 Quintillion) und Peta (1 Billiarde) wurden 1975 dem Internationalen Einheitensystem (International System of Units, SI) hinzugefügt. Die Herkunft und die Geschichte der Peta mit den Messdaten ist jedoch unklar. Zetta (1 Sextillion) wurde 1991 zu den metrischen SI-Präfixen hinzugefügt.

Beispiele an Byte-Größen

Wenn die Präfixe dem Begriff Byte hinzugefügt werden, entstehen Maßeinheiten von 1.000 Byte (Kilobyte) bis zu 1 Sextillion Byte (Zettabyte) Datenspeicherkapazität. 

Ein Gigabyte (GB oder GByte) entspricht etwa 1 Milliarde Bytes. Es gibt zwei Standards zur Messung der Anzahl von Bytes in einem Gigabyte: Basis-10 und Basis-2. Basis-10 verwendet das Dezimalsystem, um zu zeigen, dass 1 GB der 10. Potenz von Bytes oder 1 Milliarde Bytes entspricht. Dies ist der Standard, den die meisten Hersteller und Verbraucher von Datenspeichern heute verwenden. Computer verwenden in der Regel die Basis-2- oder binäre Form der Messung. Basis 2 hat 1 GB, was 1.073.741.824 Bytes entspricht. Die Diskrepanz zwischen Basis-10- und Basis-2-Messungen wurde deutlicher, als die Hersteller begannen, Datenspeichermedien mit größerer Kapazität herzustellen.

Ein Terabyte (TB oder TByte) entspricht etwa 1 Billion Bytes oder 1.024 GB. Ein Petabyte (PB oder PByte) entspricht zwei hoch 50 Bytes. Ein PB enthält 1.024 TB, und etwa 1.024 PB entspricht 1 Exabyte (EB oder EByte). Ein Zettabyte entspricht etwa 1.000 EB oder 1 Milliarde TB.

Praxisbeispiele für Speicherkapazitäten und Datenmengen

Wenn es darum geht, die Speicherkapazität von Kilobytes, Megabytes und anderen Maßeinheiten zu quantifizieren, sollten Sie sich die folgende Tabelle ansehen.

In seinem Buch The Singularity is Near schätzt der Futurist Raymond Kurzweil die Kapazität des funktionalen Memory eines Menschen auf 1,25 TB. Das bedeutet, dass die Erinnerungen von 800 Menschen 1 PB Speicherplatz einnehmen.

Wenn die durchschnittliche MP3-Kodierung etwa 1 MB pro Sekunde (MB/s) beträgt und der durchschnittliche Song etwa vier Minuten dauert, könnte ein Petabyte an Songs mehr als 2.000 Jahre lang ununterbrochen abgespielt werden. Wenn das durchschnittliche Smartphone-Kamerafoto 3 MB groß ist und das durchschnittliche gedruckte Foto eine Breite von 8,5 Zoll hat, wäre ein Petabyte an Fotos nebeneinandergelegt mehr als 48.000 Meilen lang. Das ist fast lang genug, um zweimal den Äquator zu umrunden.

Laut Datenanalysten von Deloitte Analytics würde es 285 Millionen Jahre dauern, alle Bits in 1 PB Speicherplatz bei einer Rate von 1 bit/s zu zählen. Ein Bit ist eine binäre Ziffer, entweder eine 0 oder eine 1; ein Byte ist acht binäre Ziffern lang.

Yottabytes und Storage

Die Zukunft der Datenspeicherung könnte das Yottabyte sein. Es ist ein Maß für die Speicherkapazität, die etwa 1.000 Zettabytes, 1 Billion Terabyte, eine Million Billion Megabyte oder 1 Septillion Byte entspricht.

In dezimaler Form geschrieben, sieht ein Yottabyte so aus: 1,208,925,819,614,629,174,706,176. Die Vorsilbe Yotta basiert auf dem griechischen Buchstaben Jota. Laut Paul McFedries' Buch Word Spy würde es 86 Billionen Jahre dauern, eine 1 Yottabyte große Datei herunterzuladen; zum Vergleich: der gesamte Inhalt der Library of Congress würde nur 10 TB entsprechen.