Unidades básicas de información y almacenamiento de datos

Publicado en Artículos, Tecnología de Información,


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Hoy en día casi todos en el mundo están más o menos familiarizados con términos como megabyte, gigabytes, memoria, disco duro, etc. pero no todos están familiarizados con términos como petabyte, terabyte, SSD, etc. Todos hablamos de archivos, de lo que ocupan en nuestras computadoras, de lo que tardan las descargas en Internet, pero la verdad es que se desconoce (en muchos casos) como se almacena y distribuye esa información. En este artículo trataré de hablar de esos términos no tan conocidos por todos, y trataré de dar una explicación más o menos sencilla de las unidades básicas de información y almacenamiento de datos, ayudándome con la Wikipedia y San Google.

Empecemos con algunos conceptos:

Bit

Un Bit es el acrónimo de Binary digit (dígito binario). Un bit es un dígito del sistema de numeración binario. Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos y reglas de generación que permiten construir todos los números válidos y el sistema binario, en matemáticas e informática, es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1).

En pocas palabras, y como ya muchos sospechan: las computadoras solo entienden 0 y 1. Esto se debe principalmente a que trabajan con voltajes internos: encendido = 1 y apagado = 0.

Pues bien un bit o dígito binario puede representar uno de esos dos valores, 0 ó 1.

El bit es la unidad mínima de información empleada en informática, en cualquier dispositivo digital, o en la teoría de la información. Con él, podemos representar dos valores cuales quiera, como verdadero o falso, abierto o cerrado, blanco o negro, norte o sur, masculino o femenino, rojo o azul, etc. Basta con asignar uno de esos valores al estado de “apagado” (0), y el otro al estado de “encendido” (1).

Cuando se habla de CPUs o microprocesadores de 4, 8, 16, 32, 64 bits, se refiere al tamaño, en número de bits, que tienen los registros internos del procesador y también a la capacidad de procesamiento de la Unidad aritmético lógica (ALU). Un microprocesador de 4 bits tiene registros de 4 bits y la ALU hace operaciones con los datos en esos registros de 4 bits, mientras que un procesador de 8 bits tiene registros y procesa los datos en grupos de 8 bits.

Los procesadores de 16, 32 y 64 bits tienen registros y ALU de 16, 32 y 64 bits respectivamente, y generalmente pueden procesar los datos, tanto en el tamaño en bits de sus registros como, dependiendo que su diseño lo permita, en determinados submúltiplos de éstos.

Cuando se habla de procesadores de, digamos 32 bits, nos referimos a su capacidad de procesar datos en hasta 32 bits simultáneamente (también puede procesar datos en 8 y 16 bits). La denominación de “microprocesador de 32 bits” no se refiere al tamaño del bus de datos del CPU ni del bus de direcciones, sino a su capacidad de trabajar normalmente con los datos en el número máximo de bits (salvo alguna excepción).

Byte

Un Byte u octeto, es una secuencia de bits contiguos, cuyo tamaño depende del código de información o código de caracteres en que sea definido.
Se usa comúnmente como unidad básica de almacenamiento de datos en combinación con los prefijos de cantidad. Originalmente el byte fue elegido para ser un submúltiplo del tamaño de palabra de un ordenador, desde cinco a doce bits. El término “octeto” se utiliza ampliamente como un sinónimo preciso donde la ambigüedad es indeseable (por ejemplo, en definiciones de protocolos).

Así que tenemos que un byte = 8 bits

Kilobyte (kB)

El kB es una unidad de almacenamiento de información que equivale a 103 bytes. El término kilobyte y el símbolo kB se han utilizado históricamente para hacer referencia tanto a 1024 (210) bytes como a 1000 (103) bytes, dependiendo del contexto, en los campos de la informática y de la tecnología de la información.

En los inicios de la informática, las unidades se mostraban como múltiplos de 1000, pero en los años 60 se empezó a confundir 1000 con 1024, puesto que la memoria de los ordenadores trabajan en base binaria y no decimal. El problema radicó al nombrar estas unidades, ya que se adoptaron los nombres de los prefijos del Sistema Internacional de Medidas. Dada la similitud en las cantidades, se utilizaron los prefijos de base mil que se aplican a las unidades del sistema internacional (tales como el metro, el gramo, el voltio o el amperio). Sin embargo, etimológicamente es incorrecto utilizar estos prefijos (de base decimal) para nombrar múltiplos en base binaria. Como ocurre en el caso del kilobyte, a pesar de que 1024 se aproxime a 1000.

Kibibyte

Un kibibyte (contracción de kilobyte binario) es una unidad de información o almacenamiento de datos. Corresponde a 210 bytes, es decir 1024 bytes. Se representa con el símbolo KiB con K mayúscula.

Megabyte

El megabyte (MB) o megaocteto (Mo) es una unidad de medida de cantidad de datos informáticos. Es un múltiplo del byte u octeto, que equivale a 106 B (un millón de bytes). Se representa por MB y no por Mb, cuya correspondencia equivaldría a megabit. Coloquialmente a los megabytes se les denomina megas.

Es la unidad más típica actualmente, junto al múltiplos inmediatamente superior, el gigabyte, usándose para especificar la capacidad de la memoria RAM, de las memorias de tarjetas gráficas, de los CD-ROM, o el tamaño de los programas, de los archivos grandes, etc. La capacidad de almacenamiento se mide habitualmente en gigabytes, es decir, en miles de megabytes.

Mebibyte

Un mebibyte (contracción de megabyte binario) o, en su forma abreviada, MiB, es una unidad de información o memoria cuyo valor es de 220 equivalente a 1.048.576 bytes.

Gigabyte

Un gigabyte es una unidad de almacenamiento de información cuyo símbolo es el GB, equivale a 109 bytes. Esta es una unidad de almacenamiento
muy usada hoy en día en discos duros y unidades SSD, por ejemplo un disco duro de 500 GB o una unidad SSD de 120 GB de capacidad.

Este término puede ser fácilmente confundido con Gigabit, que es 1/8 de un gigabyte, puesto que está referido a bits en lugar de a bytes, y se abrevia como Gb o Gbit; se usa principalmente para describir el ancho de banda y las tasas de transmisión de flujos de datos de alta velocidad (por ejemplo: la velocidad actual de las interfaces de fibra óptica es de 2 Gbit por segundo).

Gibibyte

Un gibibyte (contracción de gigabyte binario) es una unidad de información o almacenamiento de datos. Corresponde a 230 bytes, es decir 1.073.741.824 bytes. Se representa con el símbolo GiB.

Terabyte

Un terabyte es una unidad de almacenamiento de información cuyo símbolo es el TB, y equivale a 1012 bytes. Adoptado en 1960, el prefijo tera viene del significado griego “monstruo o bestia”.

1 TB = 103 GB = 106 MB = 109 kB = 1012 bytes

Tebibyte

Tebibyte es una unidad de almacenamiento de información. Corresponde a 240 bytes, es decir 1.099.511.627.776 bytes. Se representa con el símbolo TiB. El empleo del prefijo “tebi” (tera binario) se debe a que es la potencia de 2 que más se aproxima a “tera”, prefijo cuyo valor es 1012, es decir, 1.000.000.000.000.

Petabyte

Un petabyte es una unidad de almacenamiento de información cuyo símbolo es el PB, y equivale a 1015 bytes = 1.000.000.000.000.000 de bytes. El prefijo peta viene del significado griego “cinco”, pues equivale a 10005 ó 1015. Está basado en el modelo de tera, que viene del griego ‘monstruo’.

Como ejemplo de esta unidad podemos mencionar Google, quien procesa sobre 20 petabytes de datos cada día (posiblemente más); filmar la vida de una persona (100 años) en alta definición (10 megapíxels, 50 fotogramas por segundo) ocuparía 0,5 petabytes. Facebook tiene 60 mil millones de imágenes, lo que supone 1,5 petabytes de almacenamiento y crece a un ritmo de 220 millones de imágenes por semana.

Estos ejemplos nos dan una idea de lo que es un petabyte!

Pebibyte

Pebibyte es la denominación de una Unidad de almacenamiento de información. Corresponde a 250 bytes, es decir, 1.125.899.906.842.624 bytes. Se representa con el símbolo PiB. El empleo del prefijo «pebi» (peta binario) se debe a que es la potencia de 2 que más se aproxima a “peta”, prefijo cuyo valor es 1015, es decir, 1.000.000.000.000.000.

Exabyte

Un exabyte es una unidad de medida de almacenamiento de información cuyo símbolo es el EB, equivale a 1018 bytes. El prefijo viene adoptado en 1991 del griego, con significado “seis” (como hexa-), pues equivale a 10006.

Tomemos como ejemplo el tráfico anual que puede tener Internet, se estima entre 5 y 9 exabytes. Del mismo modo, el tamaño de Internet (entendido como almacenamiento digital global) se estima en cerca de 500 exabytes.

Zettabyte

Un zettabyte es una unidad de almacenamiento de información cuyo símbolo es el ZB, equivale a 1021 bytes. El prefijo viene adoptado del latín “septem” en 1991, que significa siete (como hepta-), pues equivale a 10007.

Como ejemplo, se ha estimado que a finales del año 2010 se alcanzó la cifra de 1,2 ZB de datos almacenados (a nivel mundial), y que estos datos alcanzarían los 1,8 ZB en 2011. Bastante!

Yottabyte

Un yottabyte es una unidad de almacenamiento de información cuyo símbolo es el YB, y equivale a 1024 bytes. Adoptado en 1991, el prefijo yotta viene del griego okto, que significa “ocho”.

Resumen

Hagamos un pequeño resumen, ya que esto puede resultar un poco complicado

  • 1 bit = unidad mínima de almacenamiento, sistema binario (0 ó 1).
  • 1 byte (B) = 8 bit
  • 1 kB = 1024 byte
  • 1 MB = 1024 kB
  • 1 GB = 1024 MB
  • 1 TB = 1024 GB
  • 1 PB = 1024 TB
  • 1 EB = 1024 PB

Hay medidas que, por su enormidad, casi escapan a nuestra comprensión. Ya existen en el mercado discos duros de 1 terabyte, y quizás dentro de pronto ya podremos ver los de petabyte o exabyte. ¿y el yottabyte? El yottabyte es todavía una enormidad de proporciones gigantescas y algo tan difícil de imaginar a medio plazo que la mayoría ni si quiera ha oído hablar de él. Quizás debamos esperar algún tiempo antes de ver unidades de almacenamiento de este tipo en las tiendas.

  • Terabyte: un disco duro de 1 solo terabyte permite almacenar 200.000 fotografías o canciones mp3.
  • Petabyte: equivaldría a 16 bloques de almacenamiento de los utilizados por Backblaze, alojados en dos cabinas de su centro de datos.
  • Exabyte: necesitaríamos 2.000 cabinas. O lo que es lo mismo: un centro de datos de 4 pisos.
  • Zettabyte: serían necesarios 1.000 centros de datos, lo que equivaldría a un 20% del tamaño de Manhattan, Nueva York.
  • Yottabyte: llenaríamos los estados de Delaware y Rhode Island, con 1 millón de centros de datos en total.

Un disco duro de 1 terabyte cuesta hoy en día unos 100 dólares. El coste equivalente de un yottabyte a día de hoy sería de 100 billones de dólares. En comparación, el producto interior bruto de Estados Unidos es de sólo 14 billones, el de Europa, 18 y el del mundo entero, 61 billones.

Unidades de almacenamiento

Discos duros

El HDD (hard disk drive, disco rígido o disco duro) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos. Todos los datos son grabados en discos magnéticos, y mientras más finos sean, mejor será la grabación. Dependiendo las características de esos discos, los HDD pueden tener capacidades de almacenamiento muy diferentes.

Los discos duros miden sus capacidades de almacenamiento en Megabytes (antiguamente), gigabytes y terabytes. Al menos hasta ahora estas son las unidades más comunes.

La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos años. Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de una manera más compacta.

Dentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta están las cabezas de lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie de cada plato. Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la rotación de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier posición de la superficie de los platos.

Si hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS

SSD (Unidad de estado sólida)

Una unidad de estado sólido o SSD (acrónimo en inglés de solid-state drive) es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa una memoria no volátil, como la memoria flash, o una memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales. En comparación con los discos duros tradicionales, las unidades de estado sólido son menos susceptibles a golpes, son prácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia. Los SSD hacen uso de la misma interfaz que los discos duros, y por tanto son fácilmente intercambiables sin tener que recurrir a adaptadores o tarjetas de expansión para compatibilizarlos con el equipo.

Si hacemos una comparación rápida entre HDD y SSD lo primero que notamos son las velocidades de escritura y lectura, los SSD son mucho más rápidos que los HDD, su tiempo de vida es superior, son mucho más resistentes a golpes pero tmbién son mucho más caros.

También se han desarrollado dispositivos que combinan ambas tecnologías, es decir discos duros y memorias flash, y se denominan discos duros híbridos, que resultan en mejores prestaciones que los discos duros convencionales y son más económicos que los SSD pero no tan rápidos como estos.

Las unidades híbridas son aquellas que combinan las ventajas de las unidades mecánicas convencionales con las de las unidades de estado sólido. Consisten en acoplar un conjunto de unidades de memoria flash dentro de la unidad mecánica, utilizando el área de estado sólido para el almacenamiento dinámico de datos de uso frecuente (determinado por el software de la unidad) y el área mecánica para el almacenamiento masivo de datos. Con esto se logra un rendimiento cercano al de unidades de estado sólido a un costo sustancialmente menor.

Al no poseer componentes electromecánicos para la lectura de los archivos, los SSD son completamente silenciosos. Esto también facilita el acceso a los datos, algo primordial para quienes necesitan velocidad (a diferencia de los discos rígidos, donde el ‘brazo’ mecánico de lectura necesita ir de una punta a otra para poder leer determinada información) el SSD tiene todo a mano. Además trabaja con menos temperatura y consume menos energía.

Los equipos que más utilizan SSD son los smartphones, las tablets y las netbooks, sin olvidar las máquinas fotográficas digitales, que utilizan este tipo de almacenamiento. Todos estos tipos de equipos no necesitan una memoria muy grande, pero necesitan que el tiempo de respuesta sea lo más rápido posible.

No existe mejor o peor modo de almacenamiento para los archivos, todo depende principalmente de las necesidades de cada usuario.

Las Unidades de estado sólido han sido categorizadas repetidas veces como “discos”, cuando es totalmente incorrecto denominarlas así, puesto que a diferencia de sus predecesores, sus datos no se almacenan sobre superficies cilíndricas ni platos. Esta confusión conlleva habitualmente a creer que “SSD” significa Solid State Disk, en vez de Solid State Drive, que es lo correcto.

Comparación básica de velocidad entre HDD y SSD


Fuentes consultadas: Wikipedia | Mundogeek | InformáticaHoy

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Comentarios (3)

  • Armando Ramirez

    |

    1000??? o, 1024???

    Año 1998: ISO/IEC 80000-13

    Responder

  • David

    |

    Creo que hay un error:
    Pones:
    1 bit = unidad mínima de almacenamiento, sistema binario (0 ó 1).
    1 byte (B) = 8 bit
    1 kB = 1000 byte
    1 MB = 1000 kB
    1 GB = 1000 MB
    1 TB = 1000 GB
    1 PB = 1000 TB
    1 EB = 1000 PB
    Y en realidad es:
    1 bit = unidad mínima de almacenamiento, sistema binario (0 ó 1).
    1 byte (B) = 8 bit
    1 kB = 1024byte
    1 MB = 1024 kB
    1 GB = 1024 MB
    1 TB = 1024 GB
    1 PB = 1024 TB
    1 EB = 1024 PB

    Recuerda que es una expresion directa de binario a decimal en base 2!!!

    Responder

    • Nando

      |

      Claro entiendo tu punto David, por eso en párrafos anteriores hable de la “confusión” entre 1000 y 1024:

      “…El kB es una unidad de almacenamiento de información que equivale a 103 bytes. El término kilobyte y el símbolo kB se han utilizado históricamente para hacer referencia tanto a 1024 (210) bytes como a 1000 (103) bytes, dependiendo del contexto, en los campos de la informática y de la tecnología de la información.

      En los inicios de la informática, las unidades se mostraban como múltiplos de 1000, pero en los años 60 se empezó a confundir 1000 con 1024, puesto que la memoria de los ordenadores trabajan en base binaria y no decimal….”

      Así que lo “correcto” sería hablar de 1024 en eso tienes razón ;) de cualquier forma lo cambio a 1024 para evitar más confusión.

      Saludos y gracias por comentar!

      Responder

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