Unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos: ¿en qué consisten estas unidades de medida?

¿Qué capacidad de memoria interna debería tener un buen sma­r­t­pho­ne? ¿De cuánta memoria RAM se re­co­mie­n­da disponer? ¿Cuántos gigabytes tiene un disco duro de un terabyte y qué son kilobytes y megabytes? Medimos las montañas más altas del mundo en metros. Las ca­n­ti­da­des de datos, que no paran de crecer, las medimos en bytes. Para entender qué si­g­ni­fi­can las distintas ca­pa­ci­da­des de al­ma­ce­na­mie­n­to y qué relación de tamaño hay entre las distintas ca­n­ti­da­des de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos, es necesario conocer las unidades de medida de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos, empezando por el byte más pequeño y llegando hasta las unidades más grandes: zetta, yotta y bro­n­to­b­y­te.

Solo unos pocos saben que desde 2016 vivimos en la era de los ze­t­ta­b­y­tes. En ese año, la cantidad de datos generada anua­l­me­n­te superó el umbral del zettabyte, y se prevé que para el año 2025, la cantidad mundial de datos llegue a los 175 ze­t­ta­b­y­tes. Es fácil ilustrar lo que eso significa: un zettabyte comprende unos mil millones de terabytes. Los discos duros que más capacidad de al­ma­ce­na­mie­n­to ofrecen ac­tua­l­me­n­te cuentan con una memoria de 1 terabyte. Con un terabyte es posible almacenar 250 películas de 120 minutos en HD; ¡un zettabyte permite almacenar unas 250 000 000 000 películas en alta de­fi­ni­ción!

Desde que las apli­ca­cio­nes digitales, las te­c­no­lo­gías in­te­li­ge­n­tes y el om­ni­pre­se­n­te Internet se co­n­vi­r­tie­ran en una parte esencial de la vida pública, los datos se han disparado. Tanto empresas como pa­r­ti­cu­la­res generan una cantidad de datos que ya no pueden ex­pre­sar­se ni en bits ni en bytes. Se calcula que cada día se crean en todo el mundo 2,5 trillones de bytes, por lo que la huella digital de la humanidad ya no puede co­m­pre­n­de­r­se de manera racional. Las unidades de medida de di­fe­re­n­tes tamaños de al­ma­ce­na­mie­n­to nos ayudan a entender el tamaño real de un conjunto de datos.

El bit es la unidad de in­fo­r­ma­ción más pequeña. Aquí empiezan hasta los mayores conjuntos de datos, dado que el bit es la di­s­ti­n­ción más pequeña que puede hacer un ordenador: 0 o 1. En pro­gra­ma­ción, a esto se le conoce como un “booleano”. No existe nada más pequeño que un bit ni que 0 o 1 en apli­ca­cio­nes digitales y, como el ordenador se comunica de manera binaria, los grupos de datos se calculan en ceros y unos.

Lo más fácil es ima­gi­nar­se las unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos como un re­ci­pie­n­te. El bit es el re­ci­pie­n­te más pequeño y puede contener una unidad de in­fo­r­ma­ción, pero no co­n­s­ti­tu­ye un conjunto de datos. Este conjunto solo se crea cuando varios re­ci­pie­n­tes se unen.

El bit, abre­via­tu­ra de binary in­fo­r­ma­tion digit, empezó a uti­li­zar­se gracias al ma­te­má­ti­co es­ta­dou­ni­de­n­se John W. Turkey, que lo introdujo en una nota de Bells Labs y se dio a conocer gracias a Claude E. Shannon y su guía “A Ma­the­ma­ti­cal Theory of Co­m­mu­ni­ca­tion” de 1948.

Dado que el “bit” es muy pequeño para designar ca­n­ti­da­des de datos, en 1956, el ingeniero de IBM Werner Buchholz acuñó el “byte” (B), cantidad de datos más pequeña que un ordenador puede procesar. Los volúmenes de datos, y por tanto las unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos, se indican siempre en bytes o en potencia de bytes.

Un byte co­rre­s­po­n­de a 8 bits y se abrevia con una “B”. Un bit solo puede re­pre­se­n­tar uno de dos estados (0 o 1), mientras que un byte alcanza a re­pre­se­n­tar 256 (2⁸) estados o ca­ra­c­te­res distintos. Esto se debe a que cada uno de los 8 bits que hay en un byte ofrece 8 po­si­bi­li­da­des donde ubicar un bit de 1:

10000000

01000000

00100000

00010000

00001000

00000100

00000010

00000001

Para di­s­ti­n­guir entre conjuntos de datos mayores a los bytes se utilizan prefijos que se colocan delante de “byte”: kilobyte, megabyte, gigabyte. Aquí chocan el sistema decimal, que estamos aco­s­tu­m­bra­dos a utilizar, y el sistema binario, que utilizan los or­de­na­do­res para co­mu­ni­car­se. Por este motivo, en la ac­tua­li­dad se utilizan dos normas de ide­n­ti­fi­ca­ción para las ca­n­ti­da­des de datos: los prefijos binarios y los decimales.

Los prefijos binarios, también llamados prefijos CEI, definen los volúmenes de datos en potencias de dos, es decir, con base 2^x. Los prefijos decimales, también llamados prefijos SI, trabajan con potencias de 10, es decir 10^x.

Un ordenador requiere 1 byte para almacenar un carácter. Se procesa de la siguiente manera:

1 byte = 1 carácter (p. ej. A, Z, ?, 5, 0, #)

En cambio, 1 kilobyte contiene 1024 bytes, es decir 1024 ca­ra­c­te­res distintos.

Por tanto, una página estándar que contenga 1800 ca­ra­c­te­res, in­clu­ye­n­do espacios, contiene apro­xi­ma­da­me­n­te 1800 bytes y entre 1 y 2 kilobytes. En programas como Word, debido a los formatos y los gráficos que se añaden, es posible alcanzar fá­ci­l­me­n­te los 10 o 12 KB, si bien continúan siendo unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to muy pequeñas.

A modo de co­m­pa­ra­ción: un sma­r­t­pho­ne con una cámara de 12 me­ga­pí­xe­les hoy en día hace fotos de un tamaño de entre 2 a 4,5 MB por imagen. Los po­r­tá­ti­les di­s­po­ni­bles en el mercado ofrecen ya una memoria de trabajo de 8, 12 o 16 GB de RAM, y los discos duros externos hace tiempo que al­ca­n­za­ron el terabyte.

La siguiente tabla puede servir para convertir las unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos:

Para convertir en bytes las ca­n­ti­da­des decimales en tamaños binarios, como siguen uti­li­zá­n­do­se ac­tua­l­me­n­te, puedes utilizar la siguiente tabla:

La medida por ex­ce­le­n­cia ac­tua­l­me­n­te para los di­s­po­si­ti­vos de al­ma­ce­na­mie­n­to es el terabyte. Los discos duros externos suelen ofrecer no­r­ma­l­me­n­te entre 1 y 5 terabytes, pero visto que ac­tua­l­me­n­te se producen unos 44 billones de gigabytes de volúmenes de datos, esta cantidad tampoco es tan alta.

Las unidades que siguen al terabyte en términos de tamaño son el petabyte y el exabyte. De­sem­pe­ñan un papel im­po­r­ta­n­te sobre todo en el día a día de las grandes empresas y de los gigantes te­c­no­ló­gi­cos como Google y Apple. Según Google, sus centros de datos y se­r­vi­do­res de todo el mundo albergan entre 10 y 15 exabytes de datos, lo que serían apro­xi­ma­da­me­n­te 30 millones de or­de­na­do­res juntos.

Después del exabyte, viene el zettabyte, que podría uti­li­zar­se para describir la cantidad de datos que se genera en el mundo cada año. Se calcula que solo en 2020, la humanidad produjo hasta 59 ze­t­ta­b­y­tes de datos. Al zettabyte le sigue el yottabyte. Aquí nos ade­n­tra­mos en el entorno teórico de las unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to. El yottabyte es ac­tua­l­me­n­te la mayor capacidad de al­ma­ce­na­mie­n­to que acepta el Sistema In­te­r­na­cio­nal de Unidades desde 2018. El yottabyte suele uti­li­zar­se para referirse a los datos pe­r­so­na­les que los servicios de in­te­li­ge­n­cia han al­ma­ce­na­do en todo el mundo. Es decir, Big Data muy grande.

Evi­de­n­te­me­n­te, no se queda todo en el yottabyte. Los datos masivos como los bro­n­to­b­y­tes y los gegobytes son tan grandes, dentro de la teoría de los conjuntos de datos, que todavía no los ha aceptado el Sistema In­te­r­na­cio­nal de Unidades. Se prevé que la cantidad de datos generada anua­l­me­n­te alcance en 2030 por primera vez 1 bro­n­to­b­y­te. Para que se entienda: hi­po­té­ti­ca­me­n­te, un disco duro de un gegobyte podría, según las escalas actuales, cubrir la tierra 23 millones de veces.

Las unidades de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos en terabytes todavía se pueden entender. Sin embargo, órdenes de magnitud de la en­ve­r­ga­du­ra de 175 ze­t­ta­b­y­tes son ab­s­tra­c­tas y difíciles de co­m­pre­n­der. Para reducir esta confusión, viene bien tener a mano ejemplos sencillos y de­s­cri­p­ti­vos:

1 nibble = 4 bits

1 byte = 1 carácter

1 kilobyte = 1 página web (1.800 ca­ra­c­te­res)

1 megabyte = aprox. 1 libro de 200 páginas

2–5 megabyte = 1 peli en HD

1 gigabyte = aprox. 1000 – 2000 libros

1 terabyte = aprox. 250 000 canciones en mp3

1 petabyte = aprox. 223 000 pelis en HD o 745 millones de disquetes

1 exabyte = aprox. 12 miles de millones de DVDs o 16 billones de canciones en mp3

1 zettabyte = todos los datos generados en 2016 en todo el mundo

1 yottabyte = aprox. 45 trillones de discos Blu-ray de 25 GB cada uno

Los cie­n­tí­fi­cos es­ta­dou­ni­de­n­ses estiman que la capacidad de al­ma­ce­na­mie­n­to del cerebro humano ronda los 2,5 petabytes. Eso son 1024 discos duros externos con un volumen de al­ma­ce­na­mie­n­to de 1 terabyte. Lo que sigue siendo un misterio es por qué olvidamos con tanta fre­cue­n­cia la co­n­tra­se­ña del correo ele­c­tró­ni­co o el PIN de la tarjeta de crédito.