'메가, 기가, 테라, 페타...' 컴퓨터의 저장 용량 단위 [이동 완료]

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[디스크] 디스크 정보 - '메가, 기가, 테라, 페타...' 저장 용량의 단위

컴퓨터엔 큰 수를 표현하기 위한 여러가지 단위가 있습니다. 특히나 저장 장치에서 파일이나 디스크의 용량을 표시하기 위해 가장 많이 사용되죠. 흔히 접할 수 있는 단위가 KB(킬로바이트), MB(메가바이트), GB(기가바이트) 단위입니다.

이번에 디스크 관리를 정리하면서 이렇게 우리가 흔하게 접해볼 수 있는 용량의 단위 말고도 EB(엑사바이트) 와 같은 굉장히 큰 용량 단위가 많이 나왔는데요. 이러한 용량 단위의 정확한 크기는 어떻게 되는 걸까요? 디스크 관리의 정리를 끝낸 기념으로 이러한 내용을 한 번 정리해 보도록 하겠습니다.

[참고] 먼저 용량 단위를 정리하기에 앞서 가장 먼저 컴퓨터의 기초라고 할 수 있는 비트와 바이트에 대해서 이야기를 해 보도록 하겠습니다.


비트(Bit)란 컴퓨터에서 사용되는 최소의 단위로써 Binary digit 의 약자입니다. 즉, 2진수라는 것으로 0 과 1 로 구분되는 컴퓨터의 최소의 정보 처리 단위입니다. 익히 알다시피 컴퓨터는 전기로 움직이는 전자 제품입니다. 디지털에선 꺼졌다(0) 켜졌다(1) 의 두 가지 경우 밖에 없죠. 이러한 0 과 1 로 표현되는 정보의 처리 단위가 바로 비트입니다. 보통 표시할 땐 소문자 b 로써 표현합니다.


바이트(Byte)란 컴퓨터가 처리하는 정보의 기본 단위입니다. 비트가 0 과 1 두 가지의 경우 밖에 표시하지 못하므로 일정한 단위로 묶어 바이트라고 표시하고 이를 정보 처리의 기본 단위로 사용하고 있습니다. 흔히 8 개의 비트를 하나로 묶어 1 Byte 라고 하고 있으며 이로 인해 1 Byte 가 표현할 수 있는 정보는 2⁸ = 256 개가 됩니다.(1 Byte = 8 Bit) 이러한 1 Byte 는 문자를 표현하는 가장 작은 단위로 256 개의 정보로 숫자, 영문자, 특수기호 등을 모두 표현하게 됩니다.(한글과 같은 동양권 문자는 1 바이트가 아닌 2 바이트로 표현하기 때문에 2 바이트 문자라고 표현됩니다.) 거의 모든 저장 장치의 용량을 표시할 때 이러한 바이트를 기준으로 삼게 됩니다. 보통 표시할 땐 대문자 B 로써 표현합니다.

컴퓨터의 저장 용량 단위

저장 장치는 기본적인 용량의 단위로 바이트를 사용한다는 것은 알았습니다. 하지만 바이트는 굉장히 작은 단위이기 때문에 큰 용량의 파일이나 저장 장치의 용량을 바이트만으로 표현하기엔 부적절 합니다. 그래서 컴퓨터에서도 다른 대부분의 단위가 그러하듯 (International System of Units) SI prefix 라는 표준 단위 접두어를 붙임으로써 보다 큰 단위의 수를 보다 간결하게 표현하고 있습니다. 이러한 SI prefix 에서 사용하는 단위는 보통 1,000(10³) 배가 기준이 됩니다. 우리가 흔히 길이의 표준 단위인 미터로만 표현하기엔 너무 긴 길이는 킬로를 붙여 킬로미터로 표현하는 것을 생각해 보시면 이해가 빠르실겁니다.(1km = 1,000 m)

이러한 SI prefix 는 사람이 흔히 사용하는 Decimal 즉, 10진수를 기준으로 하는 단위이기 때문에 Binary 즉, 2진수를 기준으로 하는 컴퓨터에 바로 적용하면 약간의 문제가 생기게 됩니다. 그래서 컴퓨터와 같이 2진 단위를 위한 IEC(International Electrotechnical Commission) prefix 라는 표준이 존재하고 있습니다. 이러한 IEC prefix 의 단위는 1,024(2¹⁰) 배가 기준이 됩니다.

하지만 일반적으로 컴퓨터에서 용량을 표현할 땐 IEC Prefix 를 따로 구분하여 사용하는 경우는 흔치 않고 그냥 SI Prefix 를 그대로 사용하고 있습니다. 그냥 1KB 라면 통념적으로 1,024 Byte 로 알아서 1,024 배로 적용하여 사용하고 있는 것이죠. 이는 우리가 사용하는 윈도우에서도 그냥 1,024 Byte 는 1KB 로 표현하는 것을 가장 큰 예시로 들 수 있겠습니다. 이러한 표기법이 워낙에 널리 사용되니 그냥 표준처럼 굳어버린 겁니다. 하지만 엄밀히 SI prefix 표준을 따지자면 1KB 는 1,000 Byte 가 됩니다. 정확하게 IEC prefix 를 사용하여 표현하면 1 KB 는 1KiB 로 표시해야 맞습니다.

이렇듯 10진수 기준의 SI prefix 를 2진수를 사용하는 컴퓨터에 그냥 그대로 적용하여 사용해 버린 결과 원래의 표준인 Decimal 의 1,000 배와 컴퓨터에서 그냥 통념적으로 Binary 에 적용하여 사용하는 1,024 배의 사이에서 표준과 통념이 대립하여 작은 오해가 생길 수 있게 됩니다. 어짜피 우리가 사용하는 1 KB = 1,024 Byte 라는 기준은 통념일 뿐 정확한 표준이 아니기 때문이죠.(이로 인해 따로 IEC prefix 표준이 생겨난 것 입니다.) 하지만 컴퓨터에서 SI prefix 를 바이너리에 적용하여 1,000 배가 아닌 1,024 배로 사용하는 것은 워낙에 오랜 시간에 걸쳐 전세계적으로 사용된 덕분에 표준처럼 굳어버렸고 크게 문제가 되진 않고 있습니다.



하지만 이러한 작은 오해를 교묘하게 이용해 먹고 있는 녀석들이 있습니다. 바로 저장 장치를 생산하는 녀석들이죠. 통념적으로 우리가 흔히 인식하는 1KB = 1,024 Byte 라는 개념을 뒤집어 원래의 SI prefix 를 정확하게 적용 함으로써 1KB = 1,000 Byte 를 정확하게 지킨 것이죠.

이 작은 오해로 인해 발생한 오차 때문에 우리가 초보 분들에게 그렇게 수 없이 듣게 되는 "160 GB 짜리 하드 디스크를 사서 포맷했는데 149 GB 밖에 안 나와요! 제가 뭘 잘못한거죠?" 와 같은 질문이 속출하게 된 것 입니다. 하여간 지키랄 땐 안 지키고 자기들에게 이득이 되면 교묘하게 적용시키는 장사치들이 문제입니다. 통념이란게 무엇입니까? 일반적으로 널리 통용되는 개념아닙니까? 그래서 우리는 이러한 장사치들을 "개념을 밥 말아먹다 못해 안드로메다로 관광 보낸 시키들" 이라고 부를 수 밖에 없게 되는 겁니다.

형이 기회줄께 반성해라! Seagate, Western Digital, Samsung, Hitachi 시키들아!!!

흠... 어째 이야기가 이상하게 자꾸 옆길로 새는 듯한 느낌이 드는데 잡소리는 이쯤하고 컴퓨터에서 사용하는 용량 단위에 대한 표를 제공해 드리도록 하겠습니다. 표기는 SI prefix  표기와 (이 때 SI prefix 는 바이너리에 적용한 값) IEC prefix 의 표기를 모두 제공해 드리겠습니다. 컴퓨터의 저장 장치에서 사용하는 용량의 단위는 아래와 같습니다.

컴퓨터에서 사용하는 용량 단위 - SI prefix, IEC prefix

SI prefix 기준		IEC prefix 기준		내용
이름	기호	이름	기호	2진 기준	값 (Byte)
kilo byte	KB	kibi byte	KiB	210 Byte	1,024 Byte
mega byte	MB	mebi byte	MiB	220 Byte	1,048,576 Byte
giga byte	GB	gibi byte	GiB	230 Byte	1,073,741,824 Byte
tera byte	TB	tebi byte	TiB	240 Byte	1,099,511,627,776 Byte
peta byte	PB	pebi byte	PiB	250 Byte	1,125,899,906,842,624 Byte
exa byte	EB	exbi byte	EiB	260 Byte	1,152,921,504,606,846,976 Byte
zetta byte	ZB	zebi byte	ZiB	270 Byte	1,180,591,620,717,411,303,424 Byte
yotta byte	YB	yobi byte	YiB	280 Byte	1,208,925,819,614,629,174,706,176 Byte

[참고] 원래 SI prefix 와 IEC prefix 는 B 를 뺀 K, M, G, T, P, E, Z, Y 와 Ki, Mi, Gi, Ti, Pi, Ei, Zi, Yi 이지만 우리가 저장 장치에서는 Byte 인 B 와 결합하여 사용하기 때문에 Byte 와 결합하여 표시해 드렸습니다.



위의 표는 실제로 컴퓨터에서 적용하는 단위입니다. IEC prefix 는 우리가 흔히 보지는 못하는데요. 가끔 어떠한 자료에서는 이러한 IEC prefix 를 사용하기도 합니다. 마이크로소프트의 테크넷 자료나 위키피디아의 자료를 보시다 보면 가끔 IEC prefix 를 사용한 자료를 만나게 되는데요. 앞으론 "이게 뭐지?" 라고 당황하지 마시고 아~ KiB 는 KB 와 동일한 말이구나~! 라고 생각하시면 되겠습니다.



추가적으로 아래는 원래의 SI Prefix 표기인 10진수 기준의 1,000 배와 통념적으로 사용되는 SI prefix 를 바이너리에 적용하여 사용할 때 즉, 2진수 기준의 1,024 배 사이에 얼마나 오차가 생기는지를 표로 정리해 보았습니다.

Decimal 과 Binary 사이의 오차

Prefix	값			오차율 Dec/Bin-100
kilo	10진 기준	103	1,000	-2.34%
	2진 기준	210	1,024
mega	10진 기준	106	1,000,000	-4.63%
	2진 기준	220	1,048,576
giga	10진 기준	109	1,000,000,000	-6.86%
	2진 기준	230	1,073,741,824
tera	10진 기준	1012	1,000,000,000,000	-9.05%
	2진 기준	240	1,099,511,627,776
peta	10진 기준	1015	1,000,000,000,000,000	-11.18%
	2진 기준	250	1,125,899,906,842,624
exa	10진 기준	1018	1,000,000,000,000,000,000	-13.26%
	2진 기준	260	1,152,921,504,606,846,976
zetta	10진 기준	1021	1,000,000,000,000,000,000,000	-15.29%
	2진 기준	270	1,180,591,620,717,411,303,424
yotta	10진 기준	1024	1,000,000,000,000,000,000,000,000	-17.28%
	2진 기준	280	1,208,925,819,614,629,174,706,176

[참고] 오차율은 소수점 셋 째 자리에서 내림하였습니다.



어떻습니까? 오차가 꽤나 크죠? 우리가 흔히 사용하는 GB(기가바이트)를 기준으로 보았을 때 하드 디스크나 플래시 메모리 제조사는 10진 기준으로 용량을 표기하고 컴퓨터에선 2진 기준으로 용량을 표기하니 둘의 용량 사이에 무려 6.86% 의 오차가 발생하게 되는 겁니다. 그래서 10진법을 기준으로 하는 제조사 표기 용량 160GB 짜리 하드 디스크가 윈도우에서는 160 GB * 0.9314 = 149 GB 가 되는 것 입니다.

그래서 어떠한 자료에서는 이러한 제조사가 주장하는 10진법 기준의 SI prefix 단위의 용량을 2진법 기준의 IEC prefix 단위의 용량과 함께 표기해 주기도 합니다. 가장 흔한 예로 우리가 DVD 의 용량으로 알고 있는 4.7 GB 는 마찬가지로 제조사 측에서 10진법을 기준으로 하는 SI prefix 을 적용한 용량이고 실제로 윈도우에서 2진법을 적용하여 인식하는 용량은 4.38 GB 입니다. 그리하여 이러한 차이에 관한 내용을 표기할 때 DVD = 4.7GB (4.38 GiB) 라고 함께 표기해 주기도 합니다.


컴퓨터는 거짓말을 하지 않지만 그것을 사용하는 인간으로 인한, 기존의 제도와 새로운 통념이 뒤엉켜 발생하게 된 오해의 작은 소용돌이 속에서 혼란을 겪어야만 하는 우리내 인생의 슬픈 모습이 아닐 수 없습니다. 하여튼 망할 넘의 오해!



p.s 흠... 이 포스팅은 분명 저장 용량 단위에 대한 정리 글인데 어떻게 쓰고나니까 결론이 이따위로 난거지?








추가로 올려드리는 SI prefix 표

추가로 우리가 흔히 사용하는 SI prefix 표를 올려드리도록 하겠습니다. 우리가 일상 생활에서 많이 접할 수 있는 단위들에 대한 표기가 잘 정리되어 있습니다.

SI prefixes

1000m	10n	Prefix	Symbol	Since[1]	Short scale	Long scale	Decimal
10008	1024	yotta	Y	1991	Septillion	Quadrillion	1000000000000000000000000
10007	1021	zetta	Z	1991	Sextillion	Trilliard	1000000000000000000000
10006	1018	exa	E	1975	Quintillion	Trillion	1000000000000000000
10005	1015	peta	P	1975	Quadrillion	Billiard	1000000000000000
10004	1012	tera	T	1960	Trillion	Billion	1000000000000
10003	109	giga	G	1960	Billion	Milliard	1000000000
10002	106	mega	M	1960	Million		1000000
10001	103	kilo	k	1795	Thousand		1000
10002?3	102	hecto	h	1795	Hundred		100
10001?3	101	deca	da	1795	Ten		10
10000	100	(none)	(none)	NA	One		1
1000?1?3	10?1	deci	d	1795	Tenth		0.1
1000?2?3	10?2	centi	c	1795	Hundredth		0.01
1000?1	10?3	milli	m	1795	Thousandth		0.001
1000?2	10?6	micro	μ	1960[2]	Millionth		0.000001
1000?3	10?9	nano	n	1960	Billionth	Milliardth	0.000000001
1000?4	10?12	pico	p	1960	Trillionth	Billionth	0.000000000001
1000?5	10?15	femto	f	1964	Quadrillionth	Billiardth	0.000000000000001
1000?6	10?18	atto	a	1964	Quintillionth	Trillionth	0.000000000000000001
1000?7	10?21	zepto	z	1991	Sextillionth	Trilliardth	0.000000000000000000001
1000?8	10?24	yocto	y	1991	Septillionth	Quadrillionth	0.000000000000000000000001
The metric system was introduced in 1795 with six prefixes. The other dates relate to recognition by a resolution of the CGPM. The 1948 recognition of the micron by the CGPM was abrogated in 1967.