情報量の単位とはなにか？（バイト編）

おはようございます。またはこんにちは。もしくはこんばんわ。マゲっちSCと申します。7月24日。東京では本格的にオリンピックが開幕しましたね。今日から17日間、全世界が注目するスポーツの祭典が開かれています。愛媛松山は相変わらず暑いですね。そして今夜は7月の満月の日です。バックムーンですね。バックというのは雄鹿のことです。ネイティブアメリカンの暦では7月は雄鹿の角が生え変わる月なんですね。なので7月の満月はバックムーンと呼ばれています。皆さんもオリンピックの応援が一息つく22時頃、南の空を見上げてみてはいかがでしょうか？

前回のブログではデータ量の単位についてお話させていただきました。よくストレージ（HDDやSSD）にどの程度のデータが入っているのかを見る場合の単位としてGB（ギガバイト）やTB（テラバイト）が使われることが多いというお話でしたね。データの単位はバイトで1バイトは半角英数字や半角記号・半角カタカナ1文字の容量が1バイト。全角ひらがな・カタカナ・漢字は2バイトであるということ、そして、1000バイトごと（10進数）に単位が繰り上がっていくということがご理解いただけたかと思います。ちなみにKB（キロバイト）→MB（メガバイト）→GB（ギガバイト）→TB（テラバイト）というふうに単位は繰り上がっていきます。そして、実際のコンピュータの中でのデータ単位の扱いは1024バイトごと（2進数）に繰り上がるというのもお話しました。本来ならどちらかに統一するべきとは思いますが、1024バイトごとではユーザ側にわかりづらくなります。なので商品上の表記は500GBとなっていても、実際にコンピュータ上で見ると465GBになっていたりします。しかしこれは誤表記ではありません。

では情報の容量を表す単位としては1バイトが最小なのか？というとそうではありません。バイトよりも小さい単位が存在しています。それは「ビット」という単位ですね。皆さんも聞いたことはあるのではないかと思います。仮想通貨の商品名にビットをつけている企業さんもいますし、32ビットとか64ビットとかいう言葉を聞いたこともあるのではないでしょうか？では1バイトは何ビットなのか？ということですが1バイトは8ビットです。もちろん8ビットよりも少ない1ビットとか2ビット、4ビットも存在はしていますが、8ビット未満では半角文字や数字を表現するためのデータ量が足りません。データの単位を毎回わざわざビットとかバイトと表記するのも面倒なのでビットの場合は「b」、バイトの場合は「B」で表現します。前回のブログの最後に違いがありますとお話しましたが、小文字と大文字の違いはビットかバイトかの違いだったわけです。

bは現在では主にネット上にあるデータをダウンロードしたり、コンピュータ上にあるデータをサーバにアップロードする際の単位として使われますね。Bでは8ビット単位でのやり取りになりますが、ネット上にデータを放出した場合に、確実に8ビットごとの塊として扱うことは非常に難しいです。インターネット上でのデータのやり取りの単位は「bps」を使います。ビットパーセカンド。要するに1秒間に何ビットのデータを扱えるか？ということですね。現在のインターネット回線の主な最高速度は1Gbpsです。最大で1ギガビットのデータを送信できますという意味ですね。では1ギガビットとはバイトに直すとどの程度の情報量なのか？ということですが、1ビットは0.125バイトです。これを計算すると約125MBになります。これはあくまでも1ギガビット出たらというお話になりますので、実際のネット回線は公衆回線でたくさんの人や企業が常に使用している状態です。例えば深夜3時頃にネットの速度計算をして600Mbpsと出たとします。600Mに0.125を掛け算すると75Kなので実際のデータのやり取りとしては毎秒75KBずつデータをやり取りしているという計算になるわけです。バイトに直すとかなりやり取りできる情報量は少ないですね。

昔はビットという単位はバイトの代わり使われていました。よくファミコンソフトの触れ込みに「2メガビットの大容量ROM！」という表記を見かけましたが、これをバイトに直すと「250KB」です。今の写真データでも「.jpg」だとこの容量以下のものもありますが、「.png」になると簡単に3MBを超えます。初代ドラゴンクエストのデータ容量でも500KBと言われていますので、昔のゲームは現在のjpg 写真の2～3枚程度の容量で世界を描き、敵の行動パターンを表現し、BGMや効果音を入れ、凝ったOPとEDを用意し、条件分岐や敵の姿が変わる演出を入れ、ステータスの情報管理をするシステムを実装していたわけです。スタッフロールや途中から再開したときのパスワードも含まれていますので、そう考えるとすごいですね。もちろん日本語は8ビット機であるファミコンでは表現できませんので、50音と濁音と半濁音の文字記号も当時の開発スタッフの方がデザインして入れています。

半導体ROMの集積率が増えてもファミコンではせいぜい500KBのデータしか当時は扱えませんでした。後々1MBを超える大容量ROMも出てきますが、ファミコンが発売された当時のROM容量はかなり小さく、メッセージはすべて英字でないと表現できませんでした。英語表記されたメッセージがある一方で、ローマ字表記のゲームもありました。私も当時は日本のゲームなのになぜ日本語が使えないのかと思っていました。コンピュータの勉強をして、ファミコンのような8ビット機では半角の英数字や記号しか使用できないことがわかって納得した思い出があります。現在売られているPCは64ビットですし、ゲーム機に至っては128ビットのものもあります。今のコンピュータがいかに大量のデータを扱えるかがおわかりいただければ幸いです。

さて、今回はビットのお話をしましたが、次回のブログではまたインターネット回線のお話をしてみようかと思っています。皆さんはベストエフォート型の意味をご存知の上でインターネット回線をご利用いただいてますでしょうか？回線業者のサイトや家電量販店でのパンフレットや店員さんから「このインターネットサービスはベストエフォート型です」と言われたことがあるとは思いますが、実際の意味はわからない方が多いかと思います。なぜベストエフォート型での提供になっているのか？という部分に関してお話していこうかと思っています。またご興味がありましたらお立ち寄りください。それでは失礼いたします。