資料儲存單位：KB、MB、GB 到底差多少？
你是否曾經買了一顆標示「1 TB」的硬碟，接上電腦後卻發現系統只顯示 931 GB？或者下載了一個號稱 100 MB 的檔案，但進度條顯示的總大小卻是 95.4 MiB？這些差異背後隱藏著一個長期困擾科技界的問題：十進位和二進位的計量混淆。
位元與位元組：最基本的單位
所有數位資料都是由位元（bit）組成的。一個位元只能表示 0 或 1 — 這是電腦的最小資料單位。而位元組（byte）則由 8 個位元組成，通常用來表示一個字元。
- 1 bit：0 或 1
- 1 byte = 8 bits：可表示 256 種不同的值（2⁸）
- 一個英文字母大約佔 1 byte
- 一個中文字在 UTF-8 編碼下佔 3 bytes
十進位 vs 二進位：問題的根源
問題在於「千」這個概念在電腦中有兩種解釋：
| 系統 | 「千」的值 | 前綴 | 使用者 |
|---|---|---|---|
| 十進位（SI） | 1000 (10³) | kilo, mega, giga | 硬碟廠商、網路速度 |
| 二進位 | 1024 (2¹⁰) | kibi, mebi, gibi | 作業系統、記憶體 |
這就是為什麼你的硬碟「縮水」了：硬碟廠商用十進位（1 GB = 1,000,000,000 bytes），但作業系統用二進位（1 GiB = 1,073,741,824 bytes）。同樣的位元組數，用不同的計算方式就會得到不同的數字。
IEC 二進位前綴：解決混淆的標準
為了解決這個混淆，國際電工委員會（IEC）在 1998 年制定了 IEC 80000-13 標準，引入了專用的二進位前綴：
| 十進位前綴 | 值 | 二進位前綴 | 值 | 差異 |
|---|---|---|---|---|
| 1 KB（kilobyte） | 1,000 B | 1 KiB（kibibyte） | 1,024 B | 2.4% |
| 1 MB（megabyte） | 1,000,000 B | 1 MiB（mebibyte） | 1,048,576 B | 4.9% |
| 1 GB（gigabyte） | 1,000,000,000 B | 1 GiB（gibibyte） | 1,073,741,824 B | 7.4% |
| 1 TB（terabyte） | 10¹² B | 1 TiB（tebibyte） | 2⁴⁰ B | 10.0% |
你可以看到，容量越大，十進位和二進位之間的差異就越大。一顆 1 TB 的硬碟，用二進位計算只有約 931 GiB。
各種裝置如何使用這些單位？
硬碟和 SSD
儲存裝置廠商幾乎都使用十進位。所以當你買一顆 512 GB 的 SSD，裡面實際有 512,000,000,000 bytes，但 Windows 會將它顯示為約 476 GiB（Windows 仍標示為「GB」，這增加了混淆）。
記憶體（RAM）
記憶體因為其硬體架構（位址線的二進位特性），天然就是二進位的。所以 8 GB 的 RAM 實際上是 8 GiB = 8,589,934,592 bytes。
網路速度
網路速度通常用十進位的位元計算。100 Mbps 的網路速度代表每秒 100,000,000 bits = 12.5 MB/s。注意這裡是 bits（小寫 b）不是 Bytes（大寫 B）。
實際容量對照表
| 標示容量 | 實際 bytes | 作業系統顯示 | 「消失」的容量 |
|---|---|---|---|
| 128 GB | 128,000,000,000 | ~119 GiB | ~9 GiB |
| 256 GB | 256,000,000,000 | ~238 GiB | ~18 GiB |
| 512 GB | 512,000,000,000 | ~476 GiB | ~36 GiB |
| 1 TB | 1,000,000,000,000 | ~931 GiB | ~69 GiB |
| 2 TB | 2,000,000,000,000 | ~1.82 TiB | ~138 GiB |
各作業系統的處理方式
- Windows：使用二進位計算但標示為 GB/TB（最容易造成混淆）
- macOS：自 Snow Leopard（10.6）起改用十進位，顯示的數字和廠商標示一致
- Linux：大多數發行版使用二進位前綴（GiB/TiB），正確標示
- iOS/Android：通常使用十進位
結語
資料儲存單位的十進位和二進位之爭已經持續了幾十年。雖然 IEC 在 1998 年就提出了二進位前綴（KiB、MiB、GiB）來解決混淆，但實際採用率仍然有限。作為消費者，了解這個差異可以幫助你正確理解你的儲存裝置容量。
參考文獻
- IEC. "IEC 80000-13:2008 Quantities and units — Part 13: Information science and technology." International Electrotechnical Commission, 2008. https://webstore.iec.ch/publication/7313
- IEEE. "IEEE 1541-2002 — IEEE Standard for Prefixes for Binary Multiples." IEEE Standards Association, 2002. https://standards.ieee.org/standard/1541-2002.html
- NIST. "Prefixes for Binary Multiples." NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty, 2024. https://physics.nist.gov/cuu/Units/binary.html
- Kozierok, Charles M. "Binary vs. Decimal Capacity." The PC Guide, 2004. 儲存產業計量差異的詳細技術分析。