Bài viết này sẽ giải thích chi tiết về bit, byte, sự khác biệt giữa chúng, cách sử dụng phù hợp và ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu, giúp bạn hiểu rõ hơn về các đơn vị đo lường cơ bản trong công nghệ thông tin.
Mục Lục
Bit là Gì?
Bit (viết tắt của “binary digit”) là đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn thông tin trong máy tính. Nó là đơn vị cơ bản để đo lường thông tin trong hệ thống và tính dung lượng bộ nhớ của các thiết bị như ổ cứng, thẻ nhớ, USB, RAM,… Mỗi bit chỉ có thể mang một trong hai giá trị: 0 hoặc 1, tương ứng với trạng thái tắt hoặc mở của một cổng logic trong mạch điện tử.
Bit là đơn vị nhỏ nhất biểu diễn thông tin trong máy tính.
Hệ nhị phân (chỉ sử dụng 0 và 1) là nền tảng cơ bản trong kiến trúc máy tính hiện đại. Ngay cả ngôn ngữ giao tiếp cấp thấp vẫn phải sử dụng hệ đếm cơ số hai này để hoạt động.
Byte là Gì?
Byte là đơn vị dùng để lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ máy tính. Một byte bao gồm 8 bit và có thể biểu diễn 28 = 256 giá trị khác nhau. Điều này có nghĩa là một byte có thể biểu diễn các số từ 0 đến 255.
Bảng chuyển đổi các đơn vị của máy tính: Bit, Byte, KB, MB, GB, TB.
Một byte tương đương với 8 bit. Nó có thể thể hiện 256 trạng thái thông tin khác nhau, ví dụ như một số, một chữ cái, hoặc một ký tự đặc biệt.
- 1 Byte: Tương đương với một ký tự.
- 10 Byte: Tương đương xấp xỉ một từ.
- 100 Byte: Tương đương một câu có độ dài trung bình.
Phân Biệt Bit và Byte: Khi Nào Dùng Đơn Vị Nào?
Thông thường, byte được sử dụng để biểu thị dung lượng của các thiết bị lưu trữ (ví dụ: ổ cứng 500GB, USB 32GB), trong khi bit thường được dùng để mô tả tốc độ truyền tải dữ liệu (ví dụ: tốc độ internet 100Mbps).
Bit cũng được sử dụng để chỉ khả năng tính toán của CPU, nhưng trong bài viết này chúng ta sẽ tập trung vào ứng dụng phổ biến nhất của bit và byte liên quan đến lưu trữ và truyền tải dữ liệu.
Byte được ký hiệu là “B,” còn bit được ký hiệu là “b.” Để chuyển đổi từ bit sang byte, bạn chia giá trị bit cho 8. Ví dụ: 1 Gb (gigabit) = 0.125 GB (gigabyte) = 125 MB (megabyte).
Ví dụ thực tế: Mạng 4G LTE Cat 6 phổ biến có tốc độ 300Mbps (megabit/giây), nghĩa là tốc độ truyền tải lý thuyết tối đa là 37.5 MBps (megabyte/giây).
Tìm hiểu về Bit và Byte: Sự khác biệt và ứng dụng thực tế.
Các tiền tố như kilo (K), mega (M), giga (G), tera (T), peta (P), exa (E), zetta (Z), và yotta (Y) được sử dụng để biểu thị các đơn vị lớn hơn của bit và byte. Cần lưu ý rằng với kilo, “k” thường được dùng trong hệ thập phân, còn “K” (viết hoa) thường được dùng trong hệ nhị phân.
Một điểm quan trọng khác là sự khác biệt giữa hệ thập phân (Decimal) và hệ nhị phân (Binary). Để tránh nhầm lẫn, các tổ chức tiêu chuẩn như JEDEC, IEC, và ISO đã đề xuất sử dụng các thuật ngữ thay thế như kibibyte (KiB), mebibyte (MiB), gibibyte (GiB), tebibyte (TiB) khi đo lường dữ liệu số trong bộ nhớ máy tính theo hệ nhị phân.
Ví dụ, trong hệ thập phân, 1 KB = 1000 byte, trong khi trong hệ nhị phân, 1 KiB = 1024 byte. Tương tự, 1 MB = 1000 KB = 1,000,000 byte (thập phân), còn 1 MiB = 1024 KiB = 1,048,576 byte (nhị phân). Tuy nhiên, các đơn vị KiB, MiB,… chỉ được hỗ trợ trên các hệ thống mới nhất; các hệ thống cũ vẫn sử dụng KB, MB,…
Tốc Độ Truyền Tải Dữ Liệu: SATA và PCI Express
Chuẩn giao tiếp SATA (Serial ATA) được giới thiệu lần đầu vào năm 2001 và hiện là chuẩn phổ biến cho các thiết bị lưu trữ gắn trong như ổ cứng, SSD và ổ quang. SATA đã trải qua ba thế hệ cải tiến với tốc độ truyền dẫn nhanh hơn:
- SATA 1.0: Tốc độ 1.5 Gb/s
- SATA 2.0: Tốc độ 3 Gb/s
- SATA 3.0: Tốc độ 6 Gb/s
Khi quy đổi từ Gb/s (gigabit/giây) sang MBps (megabyte/giây), tốc độ truyền dữ liệu tương ứng của các chuẩn SATA lần lượt là 192, 384 và 768 MB/s. Tuy nhiên, một số nguồn lại ghi tốc độ SATA 2.0 là 300MBps, SATA 1.0 là 150MBps và SATA 3.0 là 600 MB/s.
Tìm hiểu về tốc độ truyền tải dữ liệu của máy tính thông qua các chuẩn kết nối SATA và PCI Express.
Sự khác biệt này đến từ phương thức truyền dữ liệu qua mạng. Chuẩn SATA sử dụng kỹ thuật mã hóa 8b/10b (mỗi byte dữ liệu được gán thêm 1 hoặc 2 bit). Thông tin truyền nhận không chỉ có dữ liệu thực tế mà còn có thông tin điều khiển để xác thực và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Nếu loại bỏ các bit thông tin gắn thêm, tốc độ tải dữ liệu thực tế của chuẩn SATA 1.0 là 150MBps, SATA 2.0 là 300MBps và SATA 3.0 là 600MBps.
Tương tự, giao tiếp PCI Express 1.0 và 2.0 cũng sử dụng phương thức mã hóa 8b/10b, trong khi PCIe 3.0 áp dụng kỹ thuật “scrambling” (sử dụng hàm nhị phân để biểu diễn các luồng dữ liệu). Nhờ đó, PCI Express 3.0 tăng gấp đôi hiệu năng so với thế hệ 2.0 mà chỉ cần tốc độ bit là 8 GT/s (gigatransfer/giây) thay vì 10 GT/s.
Kết luận
Hiểu rõ về bit và byte, sự khác biệt giữa chúng, và cách chúng ảnh hưởng đến tốc độ truyền tải dữ liệu là rất quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích để nắm vững các khái niệm cơ bản này. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới để được giải đáp.