| Riferimento | Bit (bit) | Gigabit (Gbit) |
|---|---|---|
| A plain text message (160 characters) | 1280 bit | 0.00000128 Gbit |
| A three-minute MP3 | 24000000 bit | 0.024 Gbit |
| A smartphone photo | 32000000 bit | 0.032 Gbit |
| A high-definition film | 3.2 × 1010 bit | 32 Gbit |
| A dual-layer Blu-ray disc | 4 × 1011 bit | 400 Gbit |
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 gigabit è un’unità d’informazione digitale pari a un miliardo di bit. Il suo simbolo è Gbit. È l’unità che dà nome allo standard attuale delle reti via cavo, e la parola gigabit è divenuta l’abbreviazione di un certo livello di prestazione più che di una mera quantità.
L’Ethernet gigabit, normata nel 1998 e nel 1999, porta un gigabit al secondo su comune cablaggio a coppie intrecciate di rame fino a cento metri. Sostituì lo standard da cento megabit che la precedeva e resta il collegamento incorporato nella maggior parte di calcolatori, commutatori e instradatori. Quella sola decisione fissò il senso di gigabit per un’intera generazione di ingegneri.
In ottetti, un gigabit è 125 megaottetti. Un collegamento da un gigabit al secondo muove dunque circa 125 megaottetti al secondo in condizioni ideali, sicché un film da due gigaottetti si trasferisce in una sedicina di secondi. I trasferimenti reali sono più lenti, perché il carico del protocollo, la velocità del disco e l’altro capo del collegamento impongono ciascuno i propri limiti, ed è raro che l’archiviazione tenga il passo della rete a queste velocità.
Le offerte domestiche in fibra reclamizzano ormai di routine il gigabit, e in molti paesi il numero è divenuto una soglia commerciale più che tecnica. Pochissime case riescono a usarlo: un collegamento a gigabit basta a trasmettere circa duecento flussi video ad alta definizione insieme. Il suo vero vantaggio non è la velocità di picco ma il margine, poiché un collegamento mai vicino alla propria capienza mantiene una latenza bassa e costante.
I chip di memoria si specificano in gigabit per la stessa ragione per cui i minori si specificano in megabit: il conteggio rispecchia il numero di celle di memoria sulla piastrina. Un chip da 8 gigabit tiene un gigaottetto, e otto chip simili formano un modulo da 8 gigaottetti. La memoria flash segue la stessa convenzione, sicché una piastrina flash da 512 gigabit tiene 64 gigaottetti.
Sopra il gigabit la scala prosegue per migliaia. L’Ethernet da dieci gigabit è standard nei centri di calcolo, i collegamenti da quaranta e da cento gigabit uniscono edifici e città, e la dorsale di internet corre a multipli di questi. Ogni gradino serba lo stesso rapporto con l’ottetto, e ogni gradino si dà in bit al secondo perché è ciò che l’ottica e il rame trasportano davvero.
Un gigabit equivale a 1 000 000 000 di bit, a 1000 megabit, a 125 megaottetti o a circa 0,9313 gibibit.