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単位編

Last-modified: 2006-11-20 (月) 11:30:00

単位

CPUの速度や、メモリの容量などでも使用している「G」や「k」の単位ですが、これは、パソコンでよく使われる単位をそのまま使用したものです。
これを「SI接頭辞(エスアイせっとうじ)」と言います。*1

例えば、接頭辞「キロ」は1000倍を表す。よって、「キロ」メートルは1000メートルに、「キロ」ワットは1000ワットになる。
接頭辞「ミリ」は1000分の1を表す。よって、「ミリ」メートルは1000分の1メートルに*2、「ミリ」リットルは1000分の1リットルになる。
同じ接頭辞を様々な単位につけるだけで単位を様々な大きさにすることができ、尺貫法やヤード・ポンド法であるような大きさによって全く別の単位を覚える必要がなく、単位系が非常に単純になる。これがSIの大きな利点の一つである。

10n接頭辞記号漢数字表記十進数表記
1024ヨタ(yotta)Y一杼1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021ゼタ(zetta)Z十垓1 000 000 000 000 000 000 000
1018エクサ(exa)E百京1 000 000 000 000 000 000
1015ペタ(peta)P千兆1 000 000 000 000 000
1012テラ(tera)T一兆1 000 000 000 000
109ギガ(giga)G十億1 000 000 000
106メガ(mega)M百万1 000 000
103キロ(kilo)k1 000
102ヘクト(hecto)h100
101デカ(deca, deka)da10
100なしなし1
10-1デシ(deci)d十分の一0.1
10-2センチ(centi)c百分の一0.01
10-3ミリ(milli)m千分の一0.001
10-6マイクロ(micro)μ百万分の一0.000 001
10-9ナノ(nano)n十億分の一0.000 000 001
10-12ピコ(pico)p一兆分の一0.000 000 000 001
10-15フェムト(femto)f千兆分の一0.000 000 000 000 001
10-18アト(atto)a百京分の一0.000 000 000 000 000 001
10-21ゼプト(zepto)z十垓分の一0.000 000 000 000 000 000 001
10-24ヨクト(yocto)y一杼分の一0.000 000 000 000 000 000 000 001

パソコンでは、ハードディスクの容量を表示するのに、「GB」と言う表示をします。
「GB」とは、「Giga Byte(ギガバイト)」の略で、「Byte」はコンピュータの記憶容量を表す単位です。

ただし、パソコンなどの情報工学の分野では頻繁に二進法を使うため、2の冪乗が良く使用されます。
これを、「2進接頭辞(にしんせっとうじ)」と言います。
大きな量を表す時には、1024(=210) を表す為にキロ、10242(=220) を表す為にメガ、同様にギガ、テラ、ペタなどがよく使われます。
1000と1024が近いのでこのように使われるが、これらの意味はSI接頭辞とは異なります。

主にバイトやビットといった情報量の単位と組み合わせ、1キロバイトや2メガビットなどと表記します。 記号を使用して1KB、2Mbitと書くこともできる。また略式では単位を省略して1キロ、2メガといった言い方もされます。

情報工学分野において必ず2進接頭辞が使われるわけではなく、SI接頭辞も使用されるので、1キロバイトが1000バイトなのか1024バイトなのかは不明確な場合があります。

名前記号乗数SI接頭辞の乗数
キロ(kilo)K210 = 1 024103 = 1 000
メガ(mega)M220 = 1 048 576106 = 1 000 000
ギガ(giga)G230 = 1 073 741 824109 = 1 000 000 000
テラ(tera)T240 = 1 099 511 627 7761012 = 1 000 000 000 000
ペタ(peta)P250 = 1 125 899 906 842 6241015 = 1 000 000 000 000 000
エクサ(exa)E260 = 1 152 921 504 606 846 9761018 = 1 000 000 000 000 000 000
ゼタ(zetta)Z270 = 1 180 591 620 717 411 303 4241021 = 1 000 000 000 000 000 000 000
ヨタ(yotta)Y280 = 1 208 925 819 614 629 174 706 1761024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000

また、最も小さい単位はbit(ビット)といいます。
1bit(ビット)=1信号(0または1を表す最小単位)
1Byte(バイト)=8bit=半角1文字[半角アルファベット・半角数字・半角カタカナ・半角記号など]
2Byte(バイト)=16bit=全角1文字[日本語(漢字、ひらがな、全角カタカナ)・全角アルファベット・全角数字・全角記号などなど…]

2進接頭辞とSI接頭辞

一般的に半導体メモリの構造に起因する情報量では2進接頭辞が、それ以外でSI接頭辞が使用される。しかしメモリ関連であっても場面によっては十進法に基づくSI接頭辞の方が量の比較や計算が行いやすい利便性があるため、両者の使い分けが考えられる。そのため2進接頭辞はIEC規格での明確な表示が必要となる。

IEC規格でない旧来の2進接頭辞とSI接頭辞の使い分けは分野や場合によっては曖昧で混乱しており、キロがSI接頭辞の1,000であるか2進接頭辞の1,024であるかはそれだけではわからない事もある。キロでは双方の差は約2%だが、メガで約5%、ギガで約7%、テラで約10%と乗数が大きくなるにつれその差も大きくなる。

一般にRAMやROMなど半導体メモリの容量は2進接頭辞を使う。1キロバイト=1,024バイト、1メガバイト=1,024キロバイトである。

CPU等のクロック周波数やサンプリング周波数など周波数にはSI接頭辞が使用される。2.4ギガヘルツは2,400,000,000ヘルツである。

通信速度、また音声や映像の圧縮やストリーミングでのビットレートではSI接頭辞が使用される。1メガビット/秒は1,000,000ビット/秒である。

フロッピーディスクの容量では2進接頭辞とSI接頭辞の混合した単位が使用される場合がある。多くの90mm2HDフロッピーディスクの容量は未フォーマット時1.44メガバイトと表示されるが、正確には1.44×1,000×1,024バイト(1,440キビバイト)の容量を持っている。この場合の"メガ"は1,000×1,024であり、SI接頭辞でも2進接頭辞でもない。いずれかを使用するなら1.47メガバイトまたは1.41メビバイトとなる。

ハードディスクドライブの容量ではSI接頭辞が使用される。これは同じハードディスクでもSI接頭辞で表示したほうが見かけの数字がより大きくなるというマーケティング上の理由からであると考えられている。例えば100ギガバイトのハードディスクドライブはおよそ100×1,000×1,000×1,000バイト(100×109バイト)の容量を持っている。しかしOS等の表示は2進接頭辞を使用している場合が多く、100ギガバイトのハードディスクがOS上で93ギビバイト前後と表示されるなど、ハードディスクドライブの容量表示とOSでの容量表示は食い違う場合が多い。

ファイルや電子ドキュメントの大きさは伝統的に2進接頭辞が使われる場合が多い。これはメモリへの格納の観点からは合理的だが、近年のメモリ制約の縮小や通信との親和性を考えるとSI接頭辞の方が良い事もある。

例:80GBの場合、フロッピー(2HD 約1.44MB)では約5,555枚分、原稿用紙(400字詰)に例えると、約1億枚分です。

おまけ

2進接頭辞と、SI接頭辞が区別できない為、IEC(国際電気標準会議)は1998年にSI接頭辞と区別できる新たな2進接頭辞を承認しました。
従来のキロ、メガ、ギガなどはIEC規格ではキビ、メビ、ギビなどとなり、1キロバイトは1キビバイト、2メガビットは2メビビットとなります。
しかし、2005年時点ではこの表現方法はまだ広く使われていません。

名前記号乗数
キビ(kibi)Ki210 = 1 024
メビ(mebi)Mi220 = 1 048 576
ギビ(gibi)Gi230 = 1 073 741 824
テビ(tebi)Ti240 = 1 099 511 627 776
ペビ(pebi)Pi250 = 1 125 899 906 842 624
エクスビ(exbi)Ei260 = 1 152 921 504 606 846 976

語源は近い値のSI接頭辞の先頭部分に2進を表すbiを付けたもので、記号ではSI接頭辞の記号にiが付く。ただしキビについてはkが大文字になってKiとなる。


*1 SI接頭語(せっとうご)とも言う。
*2 すなわち1メートルは1000ミリメートル

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