Speicherkapazität

Die Speicherkapazität ist der insgesamt verfügbare Speicherplatz einer Datenstruktur oder eines Speichermediums.

Speicherkapazität in der Datenverarbeitung

Der Umfang von Daten oder Informationen im Sinne der Informationstheorie wird in der Einheit Bit gemessen. 8 Bit werden zur Grundeinheit Byte (ursprünglich stand Byte für eine systemabhängige Zahl von Bits, 8 Bit wurden als Oktett bezeichnet, jedoch sind heute fast nur noch 7- und 8-Bit-Bytes gebräuchlich, 7-Bit-Bytes auch nur in der Datenübertragung). Meistens wird mit Byte 1 Oktett, also 8 Bit, zusammengefasst, auf der die nächsthöheren Einheiten aufbauen. Auf Grund der ursprünglichen Definition eines Kilobytes mit 1024 statt 1000 Byte kann es zu unterschiedlichen Zählweisen kommen (siehe unter Datenmenge).

Bit

1 Bit - (2¹ = 2 mögliche Zustände), z. B. Ja/Nein
5 Bit - (2⁵ = 32 mögliche Zustände), z. B. ein Großbuchstabe des lateinischen Alphabetes
7 Bit - (2⁷ = 128 mögliche Zustände), z. B. ein Zeichen im ASCII-Zeichensatz

Oktett (8 Bit, 1 Byte)

1 Oktett - (2⁸ = 256 mögliche Zustände) ein Schriftzeichen (erweitertes lateinisches Alphabet)
2 Oktett - (2¹⁶ = 65536 mögliche Zustände) ein Schriftzeichen im Unicode-Format
4 Oktett - (2³² = etwa 4,3 Milliarden mögliche Zustände)

Kilobyte (kB) (10³ = 1000 Byte),
Kibibyte (KiB) (2¹⁰ = 1024 Byte)

ca. 0,5 kB - eine Buchseite als Text
1440 KiB - eine High Density 3,5-Zoll-Diskette

Megabyte (MB) (10⁶ = 1 000 000 Byte),
Mebibyte (MiB) (2²⁰ = 1 048 576 Byte)

ca. 5 MB - die Bibel als Text
ca. 703.1 MiB also ca. 737,8 MB - eine konventionelle "700 MB" Daten-CD-ROM

Gigabyte (GB) (10⁹ = 1 000 000 000 Byte),
Gibibyte (GiB) (2³⁰ Byte)

ca. 4,38 GiB also ca. 4,7 GB - eine DVD±R
ca. 5 GB - ein komprimierter Spielfilm in DVD-Qualität

Terabyte (TB) (10¹² = 1 000 000 000 000 Byte),
Tebibyte (TiB) (2⁴⁰ Byte)

ca. 20 TB Textumfang der Bestände der Library of Congress mit rund 20 Millionen Büchern (1963 - dürfte inzwischen bei bis zu 80 TB liegen)

Petabyte (PB) (10¹⁵ Byte),
Pebibyte (PiB) (2⁵⁰ Byte)

Die Speicherkapazitäten der weltweit größten Rechenzentren lagen Ende 2002 bei 1 bis 10 Petabyte

Exabyte (EB) (10¹⁸ Byte),
Exbibyte (EiB) (2⁶⁰ Byte)

Die Gesamtheit aller gedruckten Werke wird auf 0,2 Exabyte geschätzt

Zettabyte (ZB) (10²¹ Byte),
Zebibyte (ZiB) (2⁷⁰ Byte)

Yottabyte (YB) (10²⁴ Byte),
Yobibyte (YiB) (2⁸⁰ Byte)

1 Yottabyte sind etwa so viel Byte, wie Atome in einem Gramm Wasserstoff vorhanden sind (ca. 1,2 × 10²⁴).

Binary-Bezeichnungen

Die Binärpräfixe dienen dazu, dass man einerseits die korrekte Verwendung der Einheitenpräfixe gewährleistet und andererseits die häufiger gebrauchten Größen 2¹⁰, 2²⁰ usw. als Einheit formuliert werden.

Datenträger

Bei der Kapazitätsangabe von Festplatten werden von den Herstellern in der Regel 10er-Potenzen benutzt. Dies geschieht jedoch nicht, um gültige SI-Standards einzuhalten, sondern eher, um höhere Zahlenwerte zu erreichen. Doch da die Festplattengrößen von Programmen und Betriebssystemen üblicherweise in (binären) Gigabyte angegeben werden, treten oft Verwirrungen auf. So wird z. B. eine 20 GB große Festplatte vom Betriebssystem als nur 18,6 "GB" groß angezeigt, denn 20 GB sind ungefähr 18,6 GiB. Daher sollten in neuen Programmen entweder stets die binären Vorsilben und ihre Abkürzungen benutzt werden, oder es sollten beide Angaben dargestellt werden. Zu beachten ist ferner, dass die Größe des tatsächlich in einem Computer verfügbaren Speichers vom jeweiligen Dateisystem abhängt.

Als "historischen Unglücksfall" kann man die üblichen Größenangaben bei Disketten bezeichnen: Auf eine 720-KiB-Diskette passen 720*1024 Byte. Als die Kapazität dann verdoppelt wurde, nannte man diese jedoch nicht "1440-KiB-Diskette", sondern fälschlich "1,44-MB-Diskette". Da ihre Kapazität hingegen 1,44*1000*1024 Byte beträgt, handelt es sich hier also weder um 1,44 Megabyte noch um 1,44 Mebibyte, sondern eher um 1,44 "Kilokibibyte".

Kritik

Waren es früher in erster Linie Festplatten und Diskettenhersteller, die ihre Speicherkapazitäten "fälscherlicherweise" größer angaben durch die Multiplikation mit 1000 statt - wie es üblich war - mit 1024, sind es heute umgekehrt viele großen Softwarehersteller, welche die neuen Binärpräfixe nicht anerkennen, denn diese rechneten im Gegensatz zu diversen Speicherherstellern immer schon mit 1024 und nicht mit 1000.

Anstatt Druck auf die Hardware-Hersteller zu machen Megabyte, Gigabyte und Terabyte etc. dem alten Quasi-Standard zufolge auch mit 1024 umzurechnen, hat die International Electrotechnical Commission (IEC) ein neues Format entwickelt, das zwar die Mehrdeutigkeit der Vorsilben kilo-, mega-, giga- usw. beseitigt, das jedoch auch die Anzahl der Bezeichnungen verdoppelt und mindestens in der Übergangsphase zu Verwirrungen führen kann, da die alten seit ca. 50 Jahre bestehenden Bezeichnungen nun alle umdefiniert wurden.

Die Mehrheit der Hersteller hält sich, wie so oft bei neuen Vorgaben, noch an die alten Präfixe für die Potenzen von 1024. Ob sich sich die Standardisierung ebenso schleppend gestalten wird, wie es z.B. bei der alten Eineit [PS] der Fall war und noch immer ist, mit der zusätzlichen Schwierigkeit der Mehrdeutigkeit, bleibt abzuwarten.

Siehe auch

Liste der Vorsilben für Maßeinheiten
Datenkompression (Ausnutzung von Redundanz)
Abgeleitete Einheiten

Weblink