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 !