bit, Byte 개념정리 + 단위변환 + 활용사례 소개

비트(bit)는 컴퓨터에서 사용하는 최소 단위로 1bit는 2진수로 표현되며, 0과 1로 표현할 수 있고, 이는 다시 말해서 YES vs NO, ON vs OFF, UP vs DOWN 등과 같은 방식으로 활용할 수 있습니다. 이러한 bit는 인터넷 속도를 측정하는 최소 단위로 사용되며, bit가 8개 모인 Byte는 메모리 단위, 즉, 데이터 크기를 측정하는 최소 단위로 사용됩니다. 

 

Byte가 8bit인 이유는 텍스트의 단일 문자를 인코딩하려면 8비트가 필요했기 때문이며, 데이터 크기를 측정하는 단위로 Byte를 사용하는 이유는 데이터를 보관하는 하드디스크 등의 용량을 측정할 때 메모리 양으로 표현하는 게 수월하기 때문입니다.

 

그럼 bit와 Byte는 현실적으로 어떻게 사용되고 있는지 몇가지 예를 들어 살펴보겠습니다.

 

흔히 요즘 가정에서 사용하는 기가 인터넷이라는 의미는 1Gbps의 속도를 말하며 Gbps는 Gigabit per second의 약어로 초당 1기가 비트를 전송한다는 것을 뜻합니다. 하지만 영화 파일 크기가 얼마냐 등 우리가 통용하는 단위와는 맞지 않기 때문에 자칫 초당 1기가바이트를 전송한다고 착각할 수 있으며, bit와 Byte의 차이를 알고 있다면 아래와 같은 계산식에 의해서 초당 이론적으로 128MB 정도를 전송할 수 있다면 기가 인터넷이라고 이해해야 합니다.

 

여기서 말하는 이론적이라는 의미는 인터넷 회선을 통해서 패킷 손실이나 네트워크 지연 등이 전혀 없는 100%의 효율로 전송이 될 때를 의미하며, 국가연구용 첨단 네트워크로 지원되는 네트워크 효율이라고 하더라도 70 ~ 90% 정도 수준이므로 대개 일반 사용자가 사용하는 기가 인터넷의 성능 효율은 50% 정도, 즉 초당 50MB 정도 받을 수 있다고 생각하시면 됩니다. 따라서 이론적으로 1Gbps면 영화 한 편(4GB 기준)을 30초에서 40초 정도에 받을 수 있다고 하는데 사실 영화를 배포하는 사이트에서 어느 정도 대역폭을 지원하는지에 따라서 달라질 수 있고, 성능 효율 또한 50% 정도 이므로 대략 2분은 소요된다고 봐야 합니다.

 

그림 1. 첨단연구망(1G) 기준 네트워크 효율

 

다음으로 각 데이터 단위에 대한 크기별로 어떻게 계산이 되고, 왜 1000배수가 기준이 아닌 1024 배수가 기준인지에 대해서 알아봅시다.

 

아래 계산식에서 0.125GB/s 를 MB/s 단위로 환산하게 되면, 1GB = 1024MB 이므로 0.125GB/s는 128MB/s 가 됩니다. 1GB = 1024MB 인 이유는 컴퓨터는 계산하는데 있어서 2진수를 사용하며, 마치 사람이 느끼기에 10진수가 편한 것처럼 컴퓨터는 2진수로 계산하는 게 편하게 설계되었기 때문에 2에 10승인 1024를 다음 크기의 단위로 변경되는 기준으로 정해놓았습니다.

 

가끔 1000배수를 곱해서 표현하는 사이트도 있기는 한데 이는 1000 배수와 1024 배수는 2.5% 정도밖에 차이가 나지 않으므로 컴퓨터가 아닌 사람이 통용하지 편하게 하는 취지이므로 그렇게 이해하시면 되겠습니다.

 

끝으로 Byte 에 대한 또 다른 예로 우리나라에서 가장 속도가 빠른 컴퓨터에 대한 최근 20년간의 변천사를 기준으로 알아보겠습니다. 사실 지금에야 테라바이트 단위가 익숙하지만 과거 20년 전만 하더라도 테라바이트는 상상조차 할 수 없는 단위였으며, 지금은 일반인에게는 익숙하지 않겠지만 슈퍼컴퓨터에서 고려하는 저장공간은 페타바이트가 당연한 기준이 되고 있습니다. 아마 앞으로 또 20년 정도의 세월이 흐르게 되면 일반 가정용 PC에서 사용하는 하드디스크 용량이 페타바이트 급이 되지 않을까 예상해봅니다. 

요타바이트가 현재까지는 컴퓨터의 저장 단위 중 가장 큰 단위이지만 이미 그 이상의 규격에 대해서도 논의가 되고 있으며, 22세기 정도는 되어야 범용화 되지 않을까 예상해봅니다. 끝으로 데이터 크기별로 범용화 되었던 과거, 현재, 그리고 미래에 대해 구분해본 표를 붙이면서 이번 포스팅을 마치도록 하겠습니다.