Comprensión de las velocidades estándar del hardware informático
Existen muchos malentendidos en torno a las velocidades de los diversos estándares de transferencia y almacenamiento de datos informáticos (p. ej., USB, SATA, DDR, PCIe, Ethernet, etc.). Por eso he creado varias descripciones resumidas y tablas que cubren los principales estándares y sus velocidades.
El rendimiento de los estándares de hardware informático a menudo se anuncia utilizando valores máximos teóricos medidos en condiciones de laboratorio ideales (en la práctica, las tasas de transferencia pueden verse limitadas por los controladores de dispositivos, la temperatura u otros cuellos de botella). Estas cifras no reflejan necesariamente las velocidades de uso en el mundo real, pero son excelentes para fines de comparación, ya que muestran claramente las diferencias entre las generaciones tecnológicas.
Si queremos comparar las tasas de transferencia de datos y las capacidades de almacenamiento de manera efectiva, el byte puede servir como denominador común, ya que todos los datos se almacenan finalmente en bytes. Por lo tanto, en estas comparaciones, presentaré todos los datos en bytes o, más específicamente, cuando sea posible, en megabytes por segundo (MB/s), para que las cifras sean fácilmente comparables. Estoy utilizando MB/s (megabytes por segundo) porque actualmente es la unidad más común para medir la velocidad de los dispositivos de almacenamiento, la memoria y otros componentes internos, aunque técnicamente 1 MB a menudo se refiere a 10241024 bytes en este contexto (que es formalmente MiB, como se explica a continuación). En muchos lugares, redondeo los números significativamente para facilitar la lectura. Antes de analizar las velocidades de los estándares individuales, revisemos los conceptos básicos de las unidades de medida.
Unidades de datos y sus usos
Las unidades de medida de datos forman la base del mundo digital. La unidad más básica es el bit, que almacena un solo valor binario (0 o 1). Unidades más grandes como el byte, kilobyte, megabyte, gigabyte, etc., se utilizan para medir la capacidad de almacenamiento y la transferencia de datos. La siguiente tabla muestra las unidades más importantes, sus tamaños y las áreas de uso comunes.
| Unidad | Abreviatura | Tamaño (Bytes) | Uso Común |
|---|---|---|---|
| Bit | b | 1/8 Byte | Tasas de transferencia de datos (p. ej., velocidad de internet: Mbps, Gbps) |
| Byte | B | 8 bits | Almacenamiento de caracteres (p. ej., una letra podría ser un byte) |
| Kilobyte | KB | 1,024 B | Archivos de texto, imágenes simples |
| Megabyte | MB | 1,024 KB | Archivos MP3, programas pequeños, fotos |
| Gigabyte | GB | 1,024 MB | Películas, software, RAM, capacidad de SSD |
| Terabyte | TB | 1,024 GB | HDDs, bases de datos grandes, almacenamiento de servidores |
| Petabyte | PB | 1,024 TB | Grandes centros de datos, almacenamiento en la nube |
| Exabyte | EB | 1,024 PB | Volumen de datos de internet, almacenamiento de datos global |
Nota: La tabla utiliza la convención común donde KB, MB, GB, etc., representan potencias de 1024. Consulte la siguiente sección para obtener aclaraciones.
¿Por qué 1024 y no 1000?
En informática, las cantidades de datos se basan en binario, ya que las computadoras utilizan el sistema numérico de base 2 (0s y 1s). Por lo tanto, el tamaño de un grupo de bits se basa en potencias de 2:
- 1 KB = 2¹⁰ = 1,024 B,
- 1 MB = 2²⁰ = 1,048,576 B,
- 1 GB = 2³⁰ = 1,073,741,824 B, y así sucesivamente.
Esto difiere del sistema métrico estándar (SI), donde 1 kilo = 1000, 1 mega = 1,000,000, etc. Debido a esta diferencia, el estándar IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) introdujo nombres separados para las unidades binarias, como:
- 1 Kibibyte (KiB) = 1,024 B
- 1 Mebibyte (MiB) = 1,024 KiB = 1,048,576 B
- 1 Gibibyte (GiB) = 1,024 MiB = 1,073,741,824 B
Sin embargo, la mayoría de los sistemas operativos (como Windows) y muchos contextos de hardware todavía utilizan las abreviaturas tradicionales KB, MB, GB para referirse a las unidades binarias basadas en 1024. En contraste, los materiales de marketing, especialmente para dispositivos de almacenamiento como discos duros y SSD, a menudo utilizan las definiciones métricas (basadas en 1000) (p. ej., 1 GB = 1,000,000,000 bytes). Esta discrepancia explica por qué un disco duro de "1 TB" podría aparecer como aproximadamente "931 GB" en su sistema operativo (porque 1,000,000,000,000 bytes / (102410241024) ≈ 931 GiB).
¿Qué representan 1000 MB de datos?
(Usando 1000 MB ≈ 1 GB decimal para ilustración)
| Tipo de Dato | 1000 MB son Aproximadamente Equivalentes A |
|---|---|
| Canción MP3 (320 kbps, ~5 MB/canción) | ~200 canciones (~15-20 horas de música) |
| Libro electrónico (EPUB/PDF) (~500 KB/libro) | ~2,000 libros |
| Foto (JPEG, 12 MP) (~3 MB/foto) | ~333 fotos |
| Película HD (720p, H.264) (~1,000-1,500 MB/hora) | ~40-60 minutos de video |
| Película Full HD (1080p, H.264) (~2,000-3,000 MB/hora) | ~20-30 minutos de video |
| Película 4K (HEVC/H.265) (~7,000-15,000 MB/hora) | ~4-8 minutos de video |
Nota: Los tamaños reales varían mucho según la compresión y la configuración de calidad.
Áreas de uso y sus unidades primarias
- Transferencia de datos: Las velocidades de red (como internet o Ethernet) generalmente se miden en bits por segundo (p. ej., Mbps, Gbps), ya que el flujo de datos se caracteriza por la cantidad de bits transmitidos por segundo. Sin embargo, para la comparación con las velocidades de almacenamiento, es útil convertir esto a Bytes por segundo (dividiendo por 8).
- Almacenamiento: Bytes y sus múltiplos (KB, MB, GB, TB, etc.) se utilizan para medir la capacidad de archivos, discos duros, SSD y módulos de memoria.
- Memoria y dispositivos de almacenamiento: Las capacidades de RAM y almacenamiento flash se miden típicamente en MB, GB o TB. Los servidores y centros de datos operan a escala de PB o EB.
Velocidades de transferencia de datos y tiempos de copia estimados
(Tiempos calculados utilizando velocidades máximas teóricas)*
| Tecnología | Velocidad Máx. (MB/s) | Copiar 1,000 MB (1 GB) | Copiar 10,000 MB (10 GB) | Copiar 100,000 MB (100 GB) |
|---|---|---|---|---|
| Disquete (1.44 MB) | ~0.05 MB/s | ~5.5 horas | ~2.3 días | ~23 días |
| CD-ROM (Velocidad 1x) | 0.15 MB/s | ~1.9 horas | ~19 horas | ~8 días |
| USB 1.1 | 1.5 MB/s | ~11 minutos | ~1.8 horas | ~18 horas |
| HDD Antiguo (IDE, 5400 RPM) | ~25 MB/s | ~40 seg | ~7 minutos | ~1.1 horas |
| USB 2.0 | 60 MB/s | ~17 seg | ~3 minutos | ~28 minutos |
| HDD SATA (7200 RPM) | ~150 MB/s | ~7 seg | ~1.1 minutos | ~11 minutos |
| USB 3.0 (Gen 1) | ~500 MB/s (realista) | ~2 seg | ~20 seg | ~3.5 minutos |
| SSD SATA III | ~550 MB/s | ~1.8 seg | ~18 seg | ~3 minutos |
| SSD PCIe 3.0 NVMe | ~3,500 MB/s | ~0.3 seg | ~3 seg | ~30 seg |
| SSD PCIe 4.0 NVMe | ~7,000 MB/s | ~0.15 seg | ~1.5 seg | ~15 seg |
| SSD PCIe 5.0 NVMe | ~14,000 MB/s | ~0.07 seg | ~0.7 seg | ~7 seg |
| Ancho de Banda de Memoria HBM3 (por pila) | ~819,200 MB/s | ~0.0012 seg | ~0.012 seg | ~0.12 seg |
En las siguientes publicaciones, he detallado las velocidades máximas teóricas y breves descripciones de los estándares de transferencia de datos más importantes en tablas detalladas: