Мегабайт в секунду

Формальное определение

Мегабайт в секунду (обозначения: МБ/с, MB/s, MBps) — единица измерения скорости передачи данных, равная 1 000 000 байт в секунду (десятичное определение СИ), или 8 000 000 бит в секунду (8 Мбит/с). Один мегабайт в секунду означает, что миллион байт — достаточно для небольшого романа или фотографии среднего качества — передаётся каждую секунду.

Мегабайт в секунду — стандартная единица для выражения скорости передачи файлов, производительности устройств хранения и практических скоростей загрузки/выгрузки. Пока сетевые инженеры мыслят в битах (Мбит/с), конечные пользователи в индикаторах загрузки и результатах бенчмарков видят мегабайты в секунду. Байтовое измерение напрямую соответствует размерам файлов, что делает его интуитивным для расчёта времени передачи.

Биты и байты

Ключевое соотношение: 1 МБ/с = 8 Мбит/с. Провайдеры рекламируют скорости в Мбит/с (мегабиты), а компьютеры показывают скорость загрузки в МБ/с (мегабайты). Подключение 100 Мбит/с обеспечивает максимум 12,5 МБ/с. Подключение 1 Гбит/с — до 125 МБ/с. Это восьмикратное различие — главный источник путаницы в потребительских технологиях.

Происхождение

Термин объединяет «мега» (греческое «μέγας» — великий; приставка СИ для 10⁶ с 1873 года), «байт» (придуман Вернером Бухгольцем в IBM в 1956 году, первоначально группа бит переменного размера, стандартизирован как 8 бит с IBM System/360 в 1964 году) и «в секунду».

Десятичный и двоичный мегабайт

Исторически «мегабайт» означал как 1 000 000 байт (десятичный), так и 1 048 576 байт (2²⁰, двоичный). В контексте скоростей передачи стандартно десятичное определение. macOS перешла на десятичные размеры файлов в 2009 году (Snow Leopard). Двоичная приставка МЭК «мебибайт» (МиБ = 1 048 576 байт) существует, но редко используется. Для МБ/с: 1 МБ/с = 1 000 000 Б/с = 1000 КБ/с.

Эволюция интерфейсов хранения

История МБ/с как практической единицы отслеживает эволюцию интерфейсов хранения. Оригинальный ATA/IDE (1986) — 8,3 МБ/с. Ultra ATA/133 (2001) — 133 МБ/с. SATA I (2003) — 150 МБ/с, SATA II (2004) — 300 МБ/с, SATA III (2008) — 600 МБ/с. NVMe через PCIe 3.0 (2013) — 3500 МБ/с. PCIe 4.0 (2019) — 7000 МБ/с. PCIe 5.0 (2023) — 12 000–14 000 МБ/с.

Революция SSD

Переход от HDD к SSD в 2010-х сделал МБ/с единицей драматического прогресса. Типичные скорости HDD (80–160 МБ/с) уступили SATA SSD (500–550 МБ/с) — 3–5-кратное улучшение. NVMe SSD обеспечили 2000–7000 МБ/с, делая загрузку ОС, запуск приложений и работу с файлами практически мгновенными.

Эволюция USB

USB 1.1 (1998) — 1,5 МБ/с. USB 2.0 (2000) — 60 МБ/с теоретически (25–35 МБ/с реально). USB 3.0 (2008) — 625 МБ/с теоретически (300–400 МБ/с реально). USB 3.2 Gen 2 — 1250 МБ/с. USB4 — 5000 МБ/с. Каждое поколение удваивало или учетверяло доступные МБ/с.

Скорости Интернет-загрузок

Для Интернета типичные МБ/с росли экспоненциально. Модемы — 0,003–0,007 МБ/с. Ранний широкополосный доступ — 0,1–1 МБ/с. Современное оптоволокно — 12,5–125 МБ/с (100 Мбит/с — 1 Гбит/с). Мультигигабитные тарифы — до 1250 МБ/с.

Характеристики устройств хранения

МБ/с — основная единица для характеристик хранилищ. Типичный SATA SSD — чтение 550 МБ/с, запись 500 МБ/с. NVMe Gen 3 — 3500/3000 МБ/с. NVMe Gen 4 — 7000/5000 МБ/с. NVMe Gen 5 — 12 000–14 000 МБ/с чтение. HDD — 80–200 МБ/с последовательное чтение.

Скорости загрузки и выгрузки

Браузеры и менеджеры загрузок показывают скорость в МБ/с. «45 МБ/с» прямо говорит, что файл принимается со скоростью 45 миллионов байт в секунду. Облачные хранилища (Google Диск, Dropbox, OneDrive) показывают скорость загрузки/выгрузки в МБ/с.

Видеопроизводство

Процессы видеопроизводства определяются МБ/с. Несжатое 4K при 60 fps — ~1500 МБ/с. ProRes 4444 XQ при 4K/30fps — ~200 МБ/с. ProRes 422 HQ при 4K/30fps — ~110 МБ/с. Карты памяти CFexpress Type B — до 1700 МБ/с для записи в реальном времени.

Игры

Игровые платформы указывают требования к хранилищу в МБ/с. SSD PlayStation 5 — 5500 МБ/с (до 9000 МБ/с со сжатием). Xbox Series X — 2400 МБ/с (4800 МБ/с со сжатием). Разработчики игр проектируют загрузку и стриминг текстур с учётом этих МБ/с.

Загрузка файлов

При загрузке файлов МБ/с — главное число. При 10 МБ/с (соответствует ~80 Мбит/с): фильм 700 МБ — ~70 секунд; образ DVD 4,7 ГБ — ~8 минут; игра 50 ГБ — ~83 минуты. Удвоение МБ/с вдвое сокращает время. Формула: размер файла (МБ) ÷ скорость (МБ/с) = секунды.

Копирование файлов между дисками

Копирование файлов измеряется в МБ/с. Фотоархив 50 ГБ с NVMe на NVMe — 1000–2000 МБ/с, ~25–50 секунд. На внешний USB 3.0 HDD при 100 МБ/с — ~8 минут. На старую USB 2.0 флешку при 20 МБ/с — более 40 минут.

Облачные бэкапы

Резервное копирование в облако зависит от скорости отдачи в МБ/с. Тариф 100 Мбит/с на загрузку часто предлагает лишь 10 Мбит/с отдачи (1,25 МБ/с). При 1,25 МБ/с бэкап 100 ГБ — ~22 часа. Поэтому первоначальные бэкапы занимают дни.

Передача файлов со смартфона

AirDrop между устройствами Apple — 10–40 МБ/с. Android через USB 3.0 — 30–60 МБ/с. Беспроводная передача (Nearby Share) — 5–30 МБ/с. Эти скорости определяют, сколько времени нужно для переноса сотен фото и видео с телефона.

Научные приборы

Высокоскоростные научные инструменты генерируют данные в МБ/с. Масс-спектрометры высокого разрешения — 10–100 МБ/с. Электронные микроскопы при томографии — 50–500 МБ/с. Детекторы Большого адронного коллайдера в ЦЕРН производят данные со скоростью более 40 ТБ/с (40 000 000 МБ/с) до фильтрации, которая снижает поток до 1000–2000 МБ/с.

Медицинская визуализация

Медицинские системы визуализации производят данные с разными скоростями. Рентген — несколько МБ на снимок. КТ-сканеры — 10–100 МБ/с. МРТ — 5–50 МБ/с. Фотон-считающая КТ — более 500 МБ/с. Системы PACS в больницах обрабатывают совокупный поток от десятков устройств.

Вычислительная наука

Научные вычисления часто ограничены скоростью ввода-вывода хранилища в МБ/с. Климатические модели, моделирование гидродинамики и молекулярной динамики записывают контрольные точки со скоростью сотен МБ/с в параллельные файловые системы. Суммарная пропускная способность хранилища суперкомпьютера может достигать 1–10 ТБ/с (1 000 000–10 000 000 МБ/с).

Универсальный стандарт

МБ/с используется одинаково во всём мире. Нет региональных вариантов определения. Производители хранилищ, разработчики ОС и бенчмарки глобально используют МБ/с (или ГБ/с, ТБ/с) для скоростей передачи.

Десятичная и двоичная традиции

Единственное различие — десятичный МБ (1 000 000 байт) vs. двоичный МиБ (1 048 576 байт). Большинство современных программ используют десятичный МБ. Некоторые утилиты Linux показывают МиБ/с, что на ~4,86% больше. На практике это редко значимо.

Реальные скорости по регионам

МБ/с, которые получают потребители для Интернет-загрузок, сильно различаются. В Южной Корее и Сингапуре — средние 30+ МБ/с (240+ Мбит/с). В Западной Европе — 10–30 МБ/с. В России — 5–25 МБ/с в зависимости от региона и тарифа. В развивающихся странах — 1–5 МБ/с.

Маркетинговая путаница

Провайдеры рекламируют в Мбит/с (биты), менеджеры загрузок показывают МБ/с (байты) — универсальный источник путаницы. Некоторые европейские провайдеры экспериментировали с рекламой в МБ/с, но Мбит/с остаётся мировым стандартом маркетинга сетевых скоростей.