چرا ظرفیت یک حافظه از مقدار واقعیاش کمتر است؟!
حقایق پشت اعداد: اگر فلشمموری که روی آن نوشته شده ۸ گیگابایت، در کامپیوترتان حدود ۷.۴ تا ۷.۵ گیگابایت فضا نشان دهد، این یک نقص یا کلاهبرداری نیست. این اختلاف، نتیجه برخورد دو دنیای متفاوت از محاسبه است: دنیای بازاریابی و تبلیغات بر پایه اعداد رند، و دنیای دقیق فناوری بر پایه محاسبات باینری. درک این تفاوت، کلید حل این معمای همیشگی است.
حتما برای شما هم پیش آمده که یک کارت حافظه، فلشدرایو یا هارد دیسک خریدهاید و با کمال تعجب دیدهاید فضای نمایش داده شده در ویندوز، مک یا حتی گوشی موبایل، از عدد درجشده روی جعبه و خود دستگاه کمتر است. این اتفاق آنقدر رایج است که بسیاری گمان میکنند تولیدکنندگان در حال کلاهبرداری هستند. اما واقعیت علمی و فنی جالبتری پشت این قضیه وجود دارد.
ریشه اختلاف: دو تعریف متفاوت از «کیلو»، «مگا» و «گیگا»
کل ماجرا به تعریف متفاوت پیشوندهای اندازهگیری برمیگردد.
سیستم اعشاری (Decimal) – زبان بازاریان
شرکتهای سازنده و فروشندگان از سیستم استاندارد بینالمللی(SI) استفاده میکنند که مبتنی بر عدد ۱۰ است:
· ۱ کیلوبایت (KB) = ۱۰۰۰ بایت
· ۱ مگابایت (MB) = ۱۰۰۰ × ۱۰۰۰ = ۱,۰۰۰,۰۰۰ بایت
· ۱ گیگابایت (GB) = ۱۰۰۰ × ۱۰۰۰ × ۱۰۰۰ = ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ بایت
· ۱ ترابایت (TB) = ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ بایت
این سیستم برای محاسبات عمومی، ساده و قابل فهم است. وقتی روی جعبه نوشته میشود “۱۲۸ گیگابایت”، منظور همین ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ × ۱۲۸ بایت است.
سیستم باینری (Binary) – زبان کامپیوتر
کامپیوترها در پایهای ترین سطح،تنها با دو حالت ۰ و ۱ (سیستم باینری) کار میکنند. بنابراین، واحدهای اندازهگیری آنها بر پایه ۲ و توانهای آن است:
· ۱ کبیبایت (KiB) = ۲¹⁰ = ۱۰۲۴ بایت
· ۱ مبیبایت (MiB) = ۱۰۲۴ × ۱۰۲۴ = ۱,۰۴۸,۵۷۶ بایت
· ۱ گیبیبایت (GiB) = ۱۰۲۴ × ۱۰۲۴ × ۱۰۲۴ = ۱,۰۷۳,۷۴۱,۸۲۴ بایت
· ۱ تببایت (TiB) = ۱,۰۹۹,۵۱۱,۶۲۷,۷۷۶ بایت
سیستمعاملهایی مانند ویندوز، مکاواس و لینوکس به طور سنتی از این واحدهای باینری استفاده میکنند، اما آنها را با نامهای قدیمی “کیلوبایت”، “مگابایت” و “گیگابایت” صدا میزنند که همین باعث سردرگمی میشود.
محاسبه اختلاف با یک مثال
بیایید برای یک درایو با ظرفیت تبلیغاتی ۱ ترابایت (TB)، فضای واقعی نمایش داده شده در ویندوز را محاسبه کنیم:
· ظرفیت تبلیغاتی بر حسب بایت (دهدهی): ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ بایت
· ظرفیت واقعی بر حسب بایت (دودویی): این عدد باید بر ۱,۰۹۹,۵۱۱,۶۲۷,۷۷۶ (بایت در هر تببایت) تقسیم شود.
· محاسبه: ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ ÷ ۱,۰۹۹,۵۱۱,۶۲۷,۷۷۶ ≈ ۰.۹۰۹
· نتیجه: یک درایو ۱ ترابایتی در ویندوز حدود ۰.۹۰۹ تببایت یا ۹۳۱ گیگابایت نمایش داده میشود.
برای ظرفیتهای رایج، اختلاف تقریبی به این صورت است:
· ۸ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۷.۴۵ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۰.۵۵ گیگ)
· ۱۶ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۱۴.۹ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۱.۱ گیگ)
· ۳۲ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۲۹.۸ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۲.۲ گیگ)
· ۶۴ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۵۹.۶ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۴.۴ گیگ)
· ۱۲۸ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۱۱۹.۲ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۸.۸ گیگ)
· ۲۵۶ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۲۳۸.۴ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۱۷.۶ گیگ)
· ۵۱۲ گیگابایت تبلیغاتی → حدود ۴۷۶.۸ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۳۵.۲ گیگ)
· ۱ ترابایت تبلیغاتی → حدود ۹۳۱ گیگابایت نمایشی (کمبود ~۶۹ گیگ)
عامل دوم: فضای اختصاص داده شده به سیستمفایل
علاوه بر تفاوت محاسباتی، بخشی از فضای درایو بلافاصله پس از فرمت شدن (Format) برای ساختارهای مدیریتی سیستمفایل (مانند NTFS در ویندوز، APFS در مک، یا ext4 در لینوکس) مصرف میشود. این ساختارها مانند یک کاتالوگ یا نقشه کشی عمل میکنند تا سیستمعامل بداند هر فایل کجا ذخیره شده و چگونه میتواند به آن دسترسی پیدا کند.
مقدار این فضای مصرفی معمولاً کم است (چند ده تا صد مگابایت برای درایوهای کوچک) اما برای درایوهای با ظرفیت بسیار بالا یا درایوهای حالت جامد (SSD) که نیاز به فضای اضافه برای مدیریت wear leveling دارند، میتواند محسوس باشد.