GB を GiB に変換

1 ギガバイトは 10 億バイトです。ディスクのメーカー、通信のデータ容量、動画のサイズが使っているのと同じ十進の意味です。

1 ギビバイトは 1,073,741,824 バイトで、ギガバイトより 7 % ほど大きい値です。Windows はギビバイトで測りながら、それを「GB」と表示します。「容量が足りない気がする」という疑問のからくりは、まるごとこれです。

倍率は 0.931323 で、これをそのまま持ち歩く人はまずいません。0.93 に丸めると 0.14 % ずれます。小さい数では見えもしませんが、1,000 GB あたりで、ずれは丸ごと 1 単位になります。

丸める前に知っておく価値があるのは、ずれの大きさそのものではなく、それを無視できなくなる地点のほうです。それより下なら短い倍率が賢明で、それより上なら上の入力欄を使ってください。あちらは書き出す前に丸めません。

GiB 1 つはひとつ下の単位の 1,024 倍で、GB 1 つは 1,000 倍です。このページでは 1.0737 GB と 1 GB の差——7.4 %——になり、段を上がるごとにこの隔たりは開いていきます。写真 1 枚では丸め誤差でしかないものが、ハードディスクでは目に見える割合になるのはそのためです。

「容量が消えた」という話の中身は、これだけです。GB で売られたディスクには、書いてあるとおりのバイト数が入っています。それを 1,000 ではなく 1,024 で割り、名前は GB のまま表示しているのが Windows です。macOS は 10.6 以降ディスクの容量を十進の単位で数えているので、同じディスクが 2 台のパソコンで違う大きさに見えることがあります。減ったものはなく、丸めているのでもありません。同じバイト数に、名前が 2 つあるだけです。

ドライブは箱に書かれた約束どおり、1,000,000,000,000バイトを正確に持っています。メーカーの言うテラバイトは常に1兆バイトだからです。Windows はその数を1,024で3回割り、931.32という結果に GB という文字を添えます。何も失われておらず、パーティションが隠れているわけでもなく、どのベンダーも何も削っていません。同じバイト数を別の単位で数え直し、古いほうの単位の名前を付けているだけで、消えたように見える68GBはそもそもバイトとして存在していません。

この計算を一度やっておくと、偶然に見えなくなります。1ギビバイトは1,073,741,824バイトなので、10進法のギガバイトは1,000,000,000÷1,073,741,824=0.93132257ギビバイトです。これを1,000倍すると1TBは931.32GiBになります。同じ係数が棚のどの容量にも当てはまります。500GBのSSDは465.66と表示され、2TBドライブは1,862.65、256GBのスマートフォンは238.42です。不足はいつも6.9パーセント弱です。

表示された数字に0.93132257を掛ける、または1.073741824で割ってください。どちらも同じ計算です。テラバイトで表示された容量は、まず1,000を掛けてギガバイト相当の単位に直す必要があります。表示はたいてり箱に書かれた単位に関わらずギガバイト相当の単位で行われるからです。4TBドライブが3.6の何かではなく4桁の GB 数として表示されるのはこのためです。

覚えておく価値のある結果があります。128GBは119.21GiB、512GBは476.84、1,000GBは931.32、4,000GBは3,725.29、8,000GBは7,450.58です。これをドライブのプロパティダイアログが示す数字の隣に置けば、1、2ギガバイトの誤差で一致し、その残りはファイルシステムによるものであって単位によるものではありません。

単位の変換はディスクをフォーマットする前に起きていて、そのあとファイルシステムが自分自身のために容量を確保します。NTFS はマスターファイルテーブルのための領域を確保し、ext4 は既定でボリュームの5パーセントをルートユーザー用に確保し、どのファイルシステムも割り当てテーブルとジャーナルを持っています。これらは本物のバイトで実際に使えなくなり、それが931.32GiBの生の容量をわずかに低い空き容量の数字に変えているものです。

規模感を見誤らないでください。1TBのボリュームでは ext4 のルート予約だけでおよそ46GiBあり、これは気づく大きさで、ファイルシステムのツールで下げられます。同じボリュームでの NTFS のオーバーヘッドはたいてい数ギガバイトです。どちらも単位の違いが消したように見える68GBには遠く及びません。差を追いかけている人は、まず単位の問題を片づけてから、フォーマットの問題に進んでください。

Windows のエクスプローラー、ドライブのプロパティダイアログ、タスクマネージャーはどれも1,024で割った結果に GB というラベルを付けます。GNU coreutils の既定の人が読める形式表示も同じです。df -h、du -h、ls -lh はどれも2の30乗バイトを意味するG接尾辞を表示し、--si フラグを付けたときだけ1,000のべき乗に切り替わります。多くの Linux デスクトップもこの振る舞いを受け継いでいて、これが新規インストールした機械が請求書と食い違う理由です。

macOS は一般向けシステムの中で例外で、2009年からそうなっています。Snow Leopard でストレージの表示が10進法の単位に変わって以降、同じ外付けドライブが Mac では1TB、その1分後に同じポートに挿した Windows の機械では931GBと表示されます。どちらも間違っておらず、どちらも何も測り直しておらず、プラッター上のバイト数はどちらの場合も同一です。

メモリーはバイナリのアドレス線を通じてアクセスされるので、それが便利かどうかとは関係なくチップの容量は2のべき乗になります。10本のアドレス線で1,024箇所を示せて、これは千の2.4パーセント以内なので、初期のプログラマーはこれに新しい言葉を発明するのではなく「キロ」という接頭辞を借用しました。その規模では、その借用は害がなく、そのまま定着しました。

ストレージにはその制約がありません。プラッターの容量はアドレスバスではなくトラックとセクターの構造で決まるので、ドライブメーカーは最初から千で数え続けていて、いまも箱には1ギガバイトが1,000,000,000バイトであるという注記があります。この2つの慣習は違うハードウェアに適用されて一度も調整されず、この衝突は一方の OS がもう一方の業界の製品を独自に表示するようになって初めて、一般の利用者に見える形になりました。

7パーセントを引けば、議論するのに十分な近似が得られます。1テラバイトはおよそ930、2テラバイトはおよそ1,860、500GBはおよそ465になり、どれも正確な値との差は1、2ギガバイトです。1テラバイト未満なら、この目安の誤差は、まだ考慮していないファイルシステムのオーバーヘッドより小さくなります。

人を引っかけるのは非対称性です。GB から GiB へ下がるときは6.87パーセント引かれ、GiB から GB へ戻るときは7.37パーセント足されます。これは同じ差を違う基準から測っているだけですが、逆の割合を当てはめてしまうと、容量の見積もりが理由もなく半パーセントほどずれていきます。

ごく一部のケースは単位の問題ではなく、計算を信頼する前に除外しておく価値があります。ディスク全体をまたがっていないパーティションは、残りを普段見える範囲の外に見えないまま残します。古い形式のパーティションテーブルは標準のセクターサイズでは2TiBを超えて指定できないので、そう用意された大きなドライブは自分の一部だけを静かに提示します。

見分ける目印は、不足が6.87パーセントちょうどではないという点です。単位のずれは一定の割合で予測できる数字に落ち着きますが、パーティションの問題はきりの良い残りを残し、ハードウェアの故障はドライブ自身の健全性統計に現れ、表示容量には現れません。3つのうちどれかを見分けるには、ドライブが報告する実際のバイト数を1回比較すれば済みます。