| Riferimento | Bit (bit) | Petabit (Pbit) |
|---|---|---|
| A plain text message (160 characters) | 1280 bit | 1.28 × 10-12 Pbit |
| A three-minute MP3 | 24000000 bit | 0.000000024 Pbit |
| A smartphone photo | 32000000 bit | 0.000000032 Pbit |
| A high-definition film | 3.2 × 1010 bit | 0.000032 Pbit |
| A dual-layer Blu-ray disc | 4 × 1011 bit | 0.0004 Pbit |
Il bit è l’unità fondamentale d’informazione. Il suo simbolo è bit, e il suo nome è una contrazione dell’inglese binary digit, cifra binaria, coniata dallo statistico John Tukey e portata a stampa da Claude Shannon nel suo scritto del 1948 Una teoria matematica della comunicazione, l’opera che fondò la teoria dell’informazione.
Un bit è la quantità d’informazione che porta una sola scelta fra due possibilità ugualmente probabili. Una moneta che cade testa o croce, un interruttore aperto o chiuso, una tensione alta o bassa: ciascuna di queste cose decide un bit. Quella definizione è ciò che fa del bit un’unità e non una mera convenzione di scrittura. Misura quanta incertezza una risposta toglie, e lo fa indipendentemente da ciò di cui trattava la domanda.
L’intuizione di Shannon fu che ciò si poteva contare. Un messaggio tratto da un alfabeto di trentadue simboli ugualmente probabili porta cinque bit per simbolo, perché trentadue è due alla quinta. Se i simboli non sono ugualmente probabili — come non lo sono le lettere di una lingua — la media cala, e quel divario fra il conteggio ingenuo e la media vera è esattamente ciò che la compressione sfrutta. Un file ben compresso è quello da cui i bit ridondanti sono stati tolti.
Nell’apparecchiatura il bit è uno stato fisico: una carica intrappolata su una porta flottante nella memoria flash, il verso di magnetizzazione di un dominio sul piatto di un disco rigido, una fossetta o un piano su un disco ottico, un impulso di luce presente o assente in una fibra. Tutti codificano la stessa grandezza astratta, ed è per questo che i dati passano dall’uno all’altro senza perdita.
Nell’archiviazione i bit non si contano quasi mai a uno a uno. Si raggruppano in ottetti di otto, e la capienza si dà in ottetti o nei loro multipli. La trasmissione è altra cosa: le velocità di rete e d’interfaccia si danno in bit al secondo, sicché un collegamento annunciato a 100 megabit al secondo consegna circa 12,5 megaottetti al secondo. Confondere le due è l’errore aritmetico più diffuso dell’intero campo.
Dove bit singoli si contano davvero è nelle specifiche di finezza e di estensione. Un canale di colore a 8 bit tiene 256 livelli; uno a 10 bit ne tiene 1024. Il suono a 16 bit per campione ha circa 96 decibel di dinamica, e a 24 bit circa 144. Un indirizzo a 64 bit può nominare circa 18 trilioni di posti. In ogni caso, ogni bit aggiunto raddoppia ciò che si può distinguere.
Un bit equivale a 0,125 ottetti, a 0,001 kilobit o a circa 0,0009766 kibibit.
Il petabit è un’unità d’informazione digitale pari a mille terabit, ossia un milione di miliardi di bit. Il suo simbolo è Pbit. Sta al confine fra le quantità che si installano di routine e quelle che appartengono ancora ai laboratori di ricerca e ai totali sommati su reti intere.
Un petabit è 125 terottetti. È l’archiviazione di circa centoventicinque grossi dischi rigidi di consumo, o in termini più quotidiani circa trentamila ore di video ad alta definizione: tre anni e mezzo di visione ininterrotta. Nessun apparecchio singolo tiene un petabit; il numero descrive sistemi e non oggetti.
L’uso più notevole dell’unità sta nei primati di trasmissione ottica. Gruppi di ricerca in Giappone, nei Paesi Bassi e altrove hanno portato più di un petabit al secondo in un solo filo di fibra, unendo la fibra a più nuclei — vari cammini che guidano la luce dentro un medesimo rivestimento — a centinaia di lunghezze d’onda distinte e a una modulazione avanzata. Quei risultati corrono su decine di chilometri in laboratorio, non sulle migliaia che un cavo sottomarino in servizio deve attraversare.
Al livello della rete il petabit descrive capienza sommata. La capienza totale d’interconnessione di un grande centro di calcolo, la capienza congiunta di tutti i cavi che approdano su un continente e la portata di picco delle maggiori reti di contenuti si danno tutte in petabit al secondo. Sono somme su molti collegamenti e non la valutazione di uno solo.
Anche i sistemi di archiviazione giungono alla scala del petabit, benché siano sempre etichettati in ottetti. Un grande archivio scientifico da cento petottetti tiene ottocento petabit, e impianti di quella misura esistono per la genomica, la fisica delle particelle e i dati delle ricognizioni astronomiche. I rivelatori di particelle del CERN scartano la stragrande maggioranza di ciò che vedono proprio perché conservarlo supererebbe perfino queste capienze.
Il prefisso peta viene dal greco per cinque, perché un petabit è mille elevato alla quinta in bit. Quello schema di nomi prosegue verso l’alto con exa per sei e zetta per sette, sicché la scala sopra il petabit è regolare e facile da prolungare.
Un petabit equivale a 1 000 000 000 000 000 di bit, a 1000 terabit, a 125 terottetti o a circa 0,8882 pebibit.