はじめに

　知ってしまえばどうということはない話だった。突き詰めれば KB と KiB の違い。ファイルサイズやディスクの使用サイズ、空き容量などを調べるとみかけるこれらの表記。大した違いじゃないだろうと思ってたものの、地味に気にはなっていた。
　今回、古いディスクのパーティション分割やフォーマットの機会があったので、ついでに調べてみた。

身近にあった例が表題の件。思い返せば、128 GB のUSBメモリを買ったのに、サイズが 119 GiB と表示されたのにもびっくりした記憶。

予備知識

GBはさておきKBから。

KBはキロバイト、KiBはキビバイトと読む。違うのは読み方だけでなく、定義も違うし、具体的なバイト数も異なる。

1 KB  = 1000 B = 10^3 B（10の3乗バイト）
1 KiB = 1024 B = 2^10 B（2の10乗バイト）

前者のKは10進数が基準のSI接頭語であり慣れ親しんだ表現だけど、後者は2進接頭語を用いた表現であり馴染みが薄い。これまであまり気にしてなかったけど、それぞれ1000倍、1024倍して接頭語が1段階上がるたびに差が広がっていく。大して変わらないだろうと軽視してると、ギガを超えたあたりで痛い目を見る。（というか見た）

よく知られているように、10進数が基準のSI接頭語の世界では1000倍していくごとにキロ=K、メガ=M、ギガ=G、テラ=Tといった略記号が用いられる。1MBは1000KBで、1TBは1000GBだ。一方、2進接頭語の世界ではこれに対応する形で1024倍していく。それが KiB=キビバイト、MiB=メビバイト、GiB=ギビバイト、TiB=テビバイト。

1 MiB = 1,024 KiB
      = 1,024 * 1,024 Byte
      = 1,048,576 Byte

1 GiB = 1,024 MiB
      = 1,024 * 1,024 * 1,024 バイト
      = 1,073,741,824 バイト

1 TiB = 1,024 GiB
      = 1,024 * 1,024 * 1,024 * 1,024 バイト
      = 1,099,511,627,776 バイト

これらを SI接頭語を用いて表すなら

1 MiB ≒ 1,048 KB
      > 1 MB

1 GiB ≒ 1,073 MB
      > 1GB

1 TiB ≒ 1,099 GB 
      >> 1TB

となる。1TiBと1TBの差は99GB、実に1割近くもあり、目を疑う。

メモリのサイズが思ってたのと違うけど

以上が日常で見かけるデータサイズやディスク容量の表記に対する違和感の正体。そして冒頭でも触れた例のように、USBメモリのサイズが買った時とPCに差して見たときとで

16 GB → 14.4 GiB
128 GB → 119.2 GiB

となってびっくりしたり、騙されたor損した気分になるのもそういうこと（実際にはファイルシステムやOSが管理領域を確保したりするので、空き容量はもっと小さい）。

しかしこれはUSBメモリ等の商品パッケージの誤表記ではない。くどいようだが 16GiB や 128GiB という表記じゃないのは定義上違うから当然だし、GBとGiBとでは実際の差が無視できないくらい大きいので、なおさら当然。よく見るとわかるが128GBのメモリはちゃんと

128 GB  = 128,000,000,000 Byte

分の容量はある。（大抵はこれよりも少し多めに作ってあるようだ）。

もしこの 128GB を 128 GiB と同一視しちゃうと嘘になっちゃう。

128 GiB = 128 * 1024 * 1024 * 1024 Byte
        = 137,438,953,472
        ≒ 137 GB

※実際には128GBのものを137GBのものとして売るわけにはいかない。

そしてこの手の混乱がもたらされた結果、例えば、実際は 120GiB のデータなのに「120GB のデータだよ」と言われてもらったものが 128GBのUSBメモリ（総容量 119.2 GiB）に入らなかったりするのもこういうこと。

定義を知ってしまえば当たり前のことだけど、要するにこういうことだ。

1 KiB  > 1 KB
1 MiB  > 1 MB
1 GiB  > 1 GB
1 TiB >> 1 TB
...

同程度のオーダーで生じる差異

接頭語の定義の違いは分かったけど、個人的に知りたいのは1バイト単位での正確な数値なのだった。（パーティションを正確に切りたかったので）。欲しい一覧が意外とすぐに見つからなかったので、計算してまとめた。

パーティション分割に使う fdisk コマンドは +1G とサイズ指定したときに GiB で計算してくれる。今回作った一覧で確認できた。他の接頭語も同様。期待した方の仕様で良かった。

なお、Y=ヨタやYiB=ヨビバイトの上の接頭語は2022年11月に決まるらしい。奇遇にもホットな話題だったので、先行して書いておいた。確定でないので ? を付けてある

※SI接頭語は 10^(3*n), 2進接頭語は 2^(10*n) のようにも書けるが比較しやすいようにした。

SI接頭語	べき表記(SI)	2進接頭語	べき表記(2進)	バイト数（2進接頭語表記の場合）	差(2進 - SI)
1	1000^0	1	1024^0	1	0
k	1000^1	KiB	1024^1	1,024	24
M	1000^2	MiB	1024^2	1,048,576	48,576
G	1000^3	GiB	1024^3	1,073,741,824	73,741,824
T	1000^4	TiB	1024^4	1,099,511,627,776	99,511,627,776
P	1000^5	PiB	1024^5	1,125,899,906,842,624	125,899,906,842,624
E	1000^6	EiB	1024^6	1,152,921,504,606,846,976	152,921,504,606,846,976
Z	1000^7	ZiB	1024^7	1,180,591,620,717,411,303,424	180,591,620,717,411,303,424
Y	1000^8	YiB	1024^8	1,208,925,819,614,629,174,706,176	208,925,819,614,629,174,706,176
R?	1000^9	RiB?	1024^9	1,237,940,039,285,380,274,899,124,224	237,940,039,285,380,274,899,124,224
Q?	1000^10	QiB?	1024^10	1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,376	267,650,600,228,229,401,496,703,205,376

kBとKiBの間では誤差は2.4%程度だけどTBとTiBになると9.9%で約1割に拡大する。さらにその約1テラ倍に相当するYBとYiBになると2割に拡大する。

読み方

2進接頭語の記号は「●iB」という表記だけど、読み方は「●ィビバイト」とは限らないらしい。身近なKiBは「キビバイト」、GiBは「ギビバイト」だけど、MiBはミビバイトではなく「メビバイト」、TiBはティビバイトやチビバイトではなく「テビバイト」と読むとのこと。SI接頭語の発音を知ってたら類推しやすいというのがまた悩ましい。

k        M     G    T    P    E    Z     Y     R?     Q?
Kilo     Mega  Giga Tera Peta Exa  Zetta Yotta Ronna? Quetta?

KiB      MiB   GiB  TiB  PiB  EiB  ZiB   YiB   RiB?   QiB?
Kibibyte Mebi- Gibi Tebi Pebi Exbi Zebi  Yobi  Robi?  Quebi?

ただやはり、そのうちMiBをミビバイト、TiBをティビバイトとか読み始めて混乱しそう。

TiBはチビバイトじゃないぞって思い出そう。

大文字と小文字の区別

実はキロバイトは正しくはkBと表記するのが正しいのだとか。そういえばkgとかkmとかは確かにそう。でも「キロバイト」のかな漢字変換で「KB」が出たりと、世の中的にも混乱している。WindowsとかURLとか、大文字小文字を区別しない文化もあるから、ありがちな自然か。

大文字小文字の区別といえば、Bはバイトでbはビット。1バイト=8ビット=2^3ビットでバイトの考え方自体が2進数由来なわけだけど、にもかかわらず以前から1KBなどと言っていた頃から既にまかれていた混乱の種が、大容量の時代に芽吹いたということか。

おわりに

GBやGiB、TBやTiB、もっと大きなオーダーの略記号を見かけたら、どちらの意味なのか注意しよう。違いは大きい。身近な単位で大雑把に言うと、

  1 MiB =   1.05 MB
100 MiB = 105    MB
  1 GiB =   1.07 GB
100 GiB = 107    GB            <----- 7GB !
  1 TiB =   1.10 TB = 1100 GB  <--- 100GB !!

なのだ。

そしてできればGiBやTiBを使う方が良いだろう。

参考資料