Конвертер единиц хранения данных

Конвертер единиц хранения переводит значения между битами, байтами, KB, MB, GB, TB, PB, EB и бинарными единицами вроде KiB, MiB, GiB и TiB. Он полезен, потому что производители оборудования, операционные системы, сети и облачные провайдеры не всегда используют одну конвенцию: десятичные единицы основаны на 1000, а бинарные — на 1024. Из-за этого диск, объем памяти, лимит передачи или оценка резервной копии могут выглядеть по-разному в разных инструментах. Конвертер помогает планировать емкость, проверять лимиты загрузки, считать пропускную способность, документацию и стоимость, но не учитывает overhead файловой системы, сжатие и резервирование. Для формального использования нужно явно фиксировать исходную единицу, правило округления и требуемую точность.

Хранение данных использует две параллельные системы префиксов с разными числовыми основаниями. Десятичная (SI) система использует степени 10: 1 КБ = 10^3 Б, 1 МБ = 10^6 Б, 1 ГБ = 10^9 Б, вплоть до 1 ЙБ = 10^24 Б (йотта, добавлена на CGPM 1991; ронна 10^27 и кветта 10^30 добавлены в 2022). Двоичная система, формализованная в IEC 80000-13:2008 (изначально IEC 60027-2:1999), использует степени 2 и записывает их с явным инфиксом «i»: 1 КиБ = 2^10 Б = 1024 Б, 1 МиБ = 2^20 Б, 1 ГиБ = 2^30 Б, 1 ТиБ = 2^40 Б, 1 ЙиБ = 2^80 Б. Названия IEC (киби, меби, гиби, теби, пеби, эксби, зеби, йоби) существуют именно для устранения исторической неоднозначности, когда 1 КБ означал 1000 Б в спецификациях сетей, но 1024 Б в списках файлов операционных систем. Выбор вендоров и ОС следует отраслевым соглашениям, а не предпочтениям пользователей. Производители жёстких дисков, SSD и облачных хранилищ используют десятичные единицы, поскольку исходная ёмкость диска в секторах ложится на степени 10^n (диск на 1 ТБ содержит 1 953 525 168 LBA по 512 Б = 10^12 Б). Проводник Windows исторически отображает двоичные значения, но маркирует их десятичными префиксами («931 ГБ» для того, что на самом деле 931 ГиБ), что является самой частой причиной жалобы «мой диск меньше, чем заявлено»; macOS переключился на истинный десятичный вывод в 10.6 Snow Leopard (2009), и большинство файловых менеджеров Linux следуют тому же соглашению SI. Пропускная способность сети измеряется в битах в секунду (1 Гбит/с = 10^9 бит/с = 125 МБ/с теоретический максимум в десятичных), а размеры файлов — в байтах, поэтому файл на 1 ГБ на идеально чистом гигабитном канале передаётся за 8 с + накладные расходы TCP/IP. Внутренне конвертер нормализует каждый ввод в биты (атом: 1 байт = 8 бит по IEC 80000-13 и историческому соглашению PDP-10/IBM 360) и применяет одно умножение на целевой коэффициент, избегая дрейфа точности, накапливающегося при последовательном вычислении длинных цепочек вроде КБ -> МБ -> ГБ -> ТиБ. Двойная точность IEEE 754 даёт ~15-17 значащих десятичных цифр, что покрывает конвертации вплоть до ~9 ПБ точно и остаётся точным до килобайта на масштабе эксабайта. Для значений выше 2^53 бит (около 1 ПиБ) инструмент переключается на арифметику BigInt, когда точный подсчёт байтов важен, например в отчётах о распределении блочного хранилища. Накладные расходы файловой системы, чётность RAID и резервная область SSD не входят в область конвертации единиц — свежеформатированный том NTFS на 1 ТБ показывает около 931 ГиБ до MFT и зарезервированного пространства, а ZFS с настройкой copies=2 снова вдвое уменьшает видимую пользователю ёмкость.

• Десятичные (SI) префиксы: K=10^3, M=10^6, G=10^9, T=10^12, P=10^15, E=10^18, Z=10^21, Y=10^24 (CGPM 1991); R=10^27, Q=10^30 добавлены на CGPM 2022.
• Двоичные (IEC 80000-13:2008) префиксы: Ki=2^10=1024, Mi=2^20, Gi=2^30, Ti=2^40, Pi=2^50, Ei=2^60, Zi=2^70, Yi=2^80 — явный инфикс «i» устраняет наследственную неоднозначность КБ.
• Разрыв между десятичными и двоичными: 1 ГБ = 0.9313 ГиБ (на 7.4 % меньше), 1 ТБ = 0.9095 ТиБ (~9.1 % меньше), 1 ПБ = 0.8882 ПиБ; поэтому диск на 1 ТБ показывает ~931 ГБ в Windows.
• Бит против байта: 1 Б = 8 бит (IEC 80000-13); скорости сети используют строчную b (1 Гбит/с = 125 МБ/с десятичный теоретический, ~112 МиБ/с после накладных расходов TCP/IP).
• Соглашения ОС: Windows отображает двоичные значения с десятичными метками («ГБ» означает ГиБ), macOS 10.6+ использует истинный десятичный SI, большинство файловых менеджеров Linux следует SI; iOS и Android сообщают хранилище в десятичных ГБ.
• Порядок байтов и размер слова — отдельные вопросы: прямой порядок (сетевой порядок байтов, RFC 1700) против обратного (x86, ARM по умолчанию), а ширины слов 8/16/32/64 бит влияют на раскладку памяти, но не на конвертацию единиц.
• Точность: двойная точность IEEE 754 обрабатывает ~9 ПБ точно; конвертер нормализует в биты внутренне и переключается на BigInt выше 2^53 бит для сохранения точного подсчёта байтов в отчётах о распределении хранилища.