Les unités de mesure informatique : qu’appelle-t-on des unités de stockage ?

Quel espace interne un bon smartphone devrait-il avoir ? Combien de RAM est recommandé ? Combien de gigabytes un disque dur d’un térabyte contient-il et que signifie « kilobyte » et « mégabyte » ? Nous utilisons des mètres pour mesurer l’altitude de l’Everest, et des Bytes pour mesurer les montagnes, toujours plus gigantesques, de données. Si vous voulez réussir à comprendre les différentes capacités de stockage et les proportions de chaque groupe de données, vous devrez bien connaître les différentes unités de stockage des ordinateurs, en commençant par la plus petite, le Byte, et en remontant jusqu’aux zetta, yotta, et brontobytes.

Peu de gens savent que nous vivons actuellement dans l’ère du zettabyte. En 2016, la quantité de données générée en une année a atteint un zettabyte. On estime qu’autour de l’an 2025, il existera 175 zettabyte de données à travers le monde. Qu’est-ce que cela représente ? Un zettabyte contient un milliard de térabytes. Les disques durs considérés comme ayant un large espace de stockage contiennent en général 1 térabyte de mémoire. Un térabyte correspond à un espace suffisant pour stocker 250 films de deux heures en HD. Un zettabyte revient donc à 250 000 000 000 films en HD !

Étant donné que les applications, les technologies intelligentes et Internet lui-même font désormais partie intégrante de nos vies, les volumes de données ont explosé. Les entreprises et les individus produisent tellement de données qu’elles ne peuvent plus être exprimées en bits et en Bytes. Chaque jour, environ 2,5 trillions de Bytes sont produits à travers le monde. Cela signifie que l’empreinte numérique de l’humanité peut à peine être appréhendée de manière rationnelle. Quoi qu’il en soit, connaître les unités de stockage des ordinateurs aide beaucoup à comprendre à quel point un ensemble de données peut être important.

La plus petite unité d’information est le bit. Même les plus majestueuses montagnes de données commencent ici, car un bit est la plus petite distinction possible qu’un ordinateur puisse faire : 1 ou 0. Dans le langage de la programmation, on appelle cela un « booléen ». Il n’y a rien de plus petit qu’un bit ou que les états 1 ou 0 pour les applications numériques, et comme les ordinateurs communiquent en binaire, les ensembles de données sont calculés en 1 et en 0.

Essayez de vous représenter les unités de stockage comme des boîtes. Le bit est la plus petite boîte et contient un seul morceau d’information. Ce n’est pas encore un ensemble de données, car les ensembles de données sont constitués de nombreuses boîtes renfermant de nombreux morceaux d’information.

Le mot « bit » est l’acronyme de « binary information digit » (« chiffre d’information binaire » en français) et fut utilisé pour la première fois par le mathématicien américain John W. Turkey dans un memo du Laboratoire Bells. Le terme commença à devenir plus largement utilisé après que Claude E. Shannon l’ait employé dans son traité de 1948 « A Mathematical Theory of Communication » (« Théorie mathématique de la communication »).

Le mot « Byte » (B) (« octet » en français) a été trouvé en 1956 par Werner Buchholz, ingénieur chez IBM, dans le but de décrire un ensemble de bits. Les quantités de données et donc les unités de stockage sont toujours exprimées en Bytes.

Un Byte est constitué de 8 bits et a pour abréviation « B ». Étant donné qu’un bit peut prendre un ou deux états, un Byte peut prendre 256 (2⁸) états différents. Ceci est dû au fait que chacun des 8 bits dans un Byte présente 8 chances pour qu’un bit prenne la valeur 1.

10000000

01000000

00100000

00010000

00001000

00000100

00000010

00000001

Plusieurs préfixes se révèlent très pratiques pour différencier les quantités de données qui sont plus importantes que les Bytes : par exemple, les kilobytes, les mégabytes et les gigabytes. Grâce à ces préfixes, le système décimal communément utilisés par les humains et le système binaire que les ordinateurs utilisent se rejoignent. C’est la raison pour laquelle il existe deux systèmes pour nommer les quantités de données : les préfixes binaires et les préfixes décimaux.

Les préfixes binaires, qu’on appelle aussi préfixes IEC, définissent les quantités de données en puissances de 2 (i.e. 2^x). Les préfixes décimaux, qu’on appelle également préfixes SI, renvoient à des puissances de 10 (i.e., 10^x).

Un ordinateur a besoin d’un Byte pour stocker un caractère. Cela nous donne la chose suivante :

1 Byte = 1 caractère (e.g., A, Z, ?, 5, 0, #)

1 kilobyte correspond à 1 024 Bytes, ainsi :

Une page de texte contenant 1 800 caractères, espaces inclus, correspond donc à 1 800 Bytes, soit environ 2 kilobytes. Dans les logiciels tels que Word, ce nombre peut vite monter jusqu’à 10 à 12 KB du fait du formatage et des visuels. Mais cela reste des unités de stockage très faibles pour les ordinateurs.

À titre de comparaison, un smartphone doté d’une caméra de 12 mégapixels prend des photos de 2 à 4,5 MB chacune. Les PC portables disponibles dans le commerce bénéficient de 8, 12 à 16 GB de RAM. Enfin, cela fait déjà un certain temps que des disques durs dont la capacité se compte en térabytes sont accessibles à la vente.

Le tableau suivant devrait vous aider à comprendre les taux de conversion entre les différentes unités de stockage :

Le tableau suivant présente un aperçu du nombre de Bytes que contient chaque quantité de données lorsque vous utilisez des préfixes décimaux à la place des unités binaires (comme c’est le cas habituellement) :

Actuellement, l’unité standard pour les volumes de stockage important est le térabyte. Les disques durs externes offrent typiquement 1 à 5 térabytes de mémoire. Compte tenu du fait que 44 trillions de gigabytes sont produits chaque année, cela ne représente finalement pas grand-chose.

Les plus grandes unités de mesure informatique sont le pétabyte et l’exabyte, lesquelles sont surtout pertinentes dans le quotidien des géants de la tech tels que Google et Apple. Google rapporte que son volume de données se situe quelque part entre 10 et 15 exabytes. Cela correspond à environ 30 millions d’ordinateurs regroupés ensemble.

Après les exabytes viennent les zettabytes, l’unité utilisée pour décrire la quantité de données générée chaque année. Il est estimé que l’humanité a produit aux alentours de 59 zettabytes sur la seule année 2020. L’unité supérieure au zettabyte est appelée yottabyte, et c’est à partir de là que les choses commencent à devenir quelque peu abstraites. Le yottabyte correspond à la plus grande capacité de stockage actuellement acceptée par le Système International des Unités. On parle surtout du yottabyte en rapport avec les données personnelles stockées dans le monde entier par les services secrets.

Mais évidemment, les choses ne s’arrêtent pas là. Les données massives telles que les brontobytes et les gégobytes (également appelés géopbytes) constituent des quantités purement théoriques d’une importance telle qu’elles ne sont pas officiellement reconnues par le Système International des Unités. Les prévisions anticipent qu’en 2030, la quantité de données générées chaque année atteindra 1 brontobyte pour la toute première fois. Pour traduire cela en termes physiques : étant donnée la taille des disques durs actuels, la taille d’un disque dur d’un gégobyte devrait être 23 000 000 de fois supérieure à celle de la terre.

Si, d’un côté, les unités de stockage telles que les térabytes restent compréhensibles, les dimensions aussi titanesques que 175 zettabytes sont abstraites et presque impossibles à saisir. Ces quelques exemples simples et concrets peuvent aider à y voir plus clair :

1 nibble = 4 bits

1 Byte/octet = 1 lettre/caractère

1 kilobyte/kilooctet = 1 page standard (1 800 caractères)

1 mégabyte/mégaoctet = approx. 1 livre de 200 pages

2–5 mégabytes/mégaoctets = 1 film en HD

1 gigabyte/gigaoctet = approx. 1 000–2 000 livres

1 térabyte/téraoctet = approx. 250 000 chansons en MP3

1 pétabyte/pétaoctet = approx. 223 000 films en HD ou 745 millions de disquettes

1 exabyte/exaoctet = approx. 12 milliards de DVDs or 16 trillions de chansons MP3

1 zettabyte/zettaoctet = la totalité des données générées dans le monde en 2016

1 yottabyte/yottaoctet = approx. 45 trillions de disques Blu-Ray de 25 GB/Go chacun

D’après les scientifiques, la capacité de stockage du cerveau humain est estimée à environ 2,5 pétabytes. Cela équivaut à 1 024 disques durs externes comprenant chacun 1 térabyte de volume stocké. La question de savoir pourquoi nous sommes parfaitement incapables de nous souvenir du mot de passe de notre boîte mail ou des anniversaires de nos amis reste donc un mystère non élucidé !