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Qual é a diferença entre bit e byte?

Entenda a diferença entre bits e bytes e como cada uma dessas unidades é utilizada em segmentos diferentes da Tecnologia da Informação

5 dez 2023 - 19h34
(atualizado em 6/12/2023 às 10h43)
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Na computação, os dados são essencialmente cargas em circuitos elétricos complexos, identificadas como bits, sendo 0 ou 1, na ausência ou presença de carga. Já os bytes, são agrupamentos de 8 bits necessários para codificar um caractere em um registro de memória digital, uma vez que esse era o limite de bits que as primeiras CPUs conseguiam processar por ciclo.

Foto: Markus Spiske | Unsplash / Reprodução / Canaltech

Mesmo bits e bytes sendo duas medidas básicas na computação com correspondência direta, elas são utilizadas em contextos diferentes na Tecnologia da Informação. Pela similaridade de nome, inclusive, é comum a confusão entre elas. Para resolver isso, hoje o Canaltech vai te explicar porque é importante saber diferenciar essas unidades e identificar quando cada uma delas é utilizada.

O que é bit?

Para compreender melhor o assunto, o Professor Max Miller Silveira, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, explicou ao Canaltech desde os conceitos básicos até aplicações práticas de bits e bytes em nossas vidas.

"Todo dado que trafega, desde sinal de internet ao funcionamento de todo dispositivo eletrônico, é em linguagem binária, que representa a presença ou ausência de sinal elétrico".

Os computadores são máquinas complexas que desde sua invenção se baseiam em circuitos eletrônicos por onde passam correntes elétricas. A programação de máquina mais básica consiste em utilizar trilhas metálicas por onde transita uma corrente elétrica, combinada com transistores e outros componentes eletrônicos para guiar essa corrente e capacitores para armazenar essas cargas.

Na prática, um bit é justamente a representação matemática de um capacitor dentro daquele circuito, indicando se ele está carregado (1 bit) ou não (0 bit). Tanto por isso, a linguagem básica de programação de máquina é binária.

O que é um byte?

Conforme os computadores evoluíram em máquinas mais complexas, a linguagem de programação também evoluiu, a ponto de ser possível codificar caracteres como letras e números, em "endereços" digitais. Os primeiros computadores conseguiam computar até 8 bits por ciclo de operação.

Sendo assim, o tamanho máximo da informação era de oito dígitos, e esse agrupamento, ou octeto binário, é o que chamamos de byte. Justamente por isso que, na prática, o byte é a menor unidade de informação codificada que pode ser registrada e acessada em um sistema de armazenamento digital.

"[Em binário] o octeto é um sequencial de oito bits que vai representar uma informação. Lá nos primórdios, a capacidade de processamento era muito limitada. A ideia desse octeto é a palavra da informação, é conseguir representar os dados em grupos de oito, que era o limite computacional da época."

Para contextualizar, cada casa em uma palavra binária adiciona uma potência de 2 ao número de combinações possíveis em base decimal. Por exemplo, o número binário "0101", em base 10, é igual a 5. Conforme esta lógica, com palavras de 8 bits conseguimos codificar até 255 caracteres diferentes, lembrando que "00000000" é ausência total de corrente.

Diagrama Binário para Decimal (Imagem: Daniel Trefilio/Canaltech)
Diagrama Binário para Decimal (Imagem: Daniel Trefilio/Canaltech)
Foto: Canaltech

Byte é sinônimo de octeto?

Resumidamente, não. Por mais que um byte seja um octeto de bits, propriamente ditos, os octetos são agrupamentos de quaisquer oito números em suas respectivas bases numéricas. Pensando na base hexadecimal — conhecida por quem usava Gameshark no PlayStation —, o número FF tem as mesmas 255 possibilidades do octeto binário, ou seja, ele representa um byte, mas em base 16.

Entretanto, um octeto hexadecimal é um agrupamento de 8 dígitos variando de 0 a F, como 03FAD0FF. Representado em binário, ele fica como "00000011111110101101000011111111" e equivale ao número 66.769.151 em base decimal.

Diagrama Hexadecimal para Decimal (Imagem: Daniel Trefilio/Canaltech)
Diagrama Hexadecimal para Decimal (Imagem: Daniel Trefilio/Canaltech)
Foto: Canaltech

Quais são os múltiplos de bytes?

Estabelecidos os conceitos, podemos passar para as relações mais práticas entre eles. Dos HDs às velocidades de internet, a capacidade dos dispositivos modernos não podem ser mais descritas apenas em bits e bytes. Isto porque atualmente os volumes trabalhados são exponencialmente superiores aos dos PCs de 50 anos atrás.

Isso faz com que as fabricantes utilizem múltiplos dessas unidades para descrever a capacidade ou velocidade de seus produtos. Comercialmente, a escala entre as grandezas de bits e bytes ainda utiliza o padrão internacional, escalonando em potências de 10.

Multiplos de bytes para descrever capacidade de dados utilizam escala internacional, em proporção menor que padrão computacional. (Imagem: SanDisk/Divulgação)
Multiplos de bytes para descrever capacidade de dados utilizam escala internacional, em proporção menor que padrão computacional. (Imagem: SanDisk/Divulgação)
Foto: Canaltech

Dessa forma, um quilobyte (KB) equivale a 1.000 bytes, um megabyte equivale a 1.000 kilobytes e assim sucessivamente para giga, tera, peta, exa, zetta e yottabytes. Entretanto, como já mencionado, os sistemas computacionais não trabalham com base 10, mas base 2, fazendo com que a proporção real entre as grandezas seja de 1.024 (2¹⁰).

Para representar essa proporcionalidade de 1.024, a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) convencionou a escala IEC 600027, em kibi, mebi, gibi, tebi, pebi, exbi, zebi e yobibytes.

Escala de conversão Bits para Bytes
Escala Internacional IEEC 60027
1 Byte = 8 bits
1 Kilobyte = 1.000 Bytes 1 Kibibyte = 1.024 Bytes
1 Megabyte = 1.000 Kilobytes 1 Mebibyte = 1.024 Kibibytes
1 Gigabyte = 1.000 Megabytes 1 Gibibyte = 1.024 Mebibytes
1 Terabyte = 1.000 Gigabytes 1 Tebibyte = 1.024 Gibibytes

Bits e bytes, na prática

No mundo atual, em que praticamente todas as áreas de nossas vidas dependem bastante de tecnologia, constantemente nos deparamos com os termos bits e bytes na descrição de nossos computadores, planos de internet, placas de vídeo e até padrões de cores.

Por que meu HD de 1 TB não tem 1 TB?

A conversão não apenas entre grandezas, mas também entre escalas diferentes é o que costuma causar confusão quando compramos um SSD de 1 TB. A descrição comercial dele é de 1 Terabyte, mas a contagem real em bytes utiliza a escala IEC 60027, e não a internacional. Por essa razão, o volume disponível para armazenamento não é 1.000.000.000 de bytes, mas aproximadamente 953.674 Mebibytes.

"Na escala internacional, um kilobyte são mil bytes, mas no padrão IEC são 1.024. Quando é feita essa conversão para o padrão IEC, os números são escalonados e o valor final no padrão computacional é numericamente menor", explica o professor do IFRN.

Vale lembrar ainda que bits se referem a pulsos ou cargas elétricas em circuitos, enquanto bytes já correspondem a esses sinais convertidos em informação codificada. Mesmo estando relacionados, cada um deles se aplica a níveis diferentes de um computador, com o bit sendo uma representação matemática, e o byte a aplicação prática desse conceito.

Uma maneira fácil de identificar quando cada medida está sendo utilizada é observando a unidade. O bit é sempre representado com um 'b' minúsculo (Mb; Gb; Tb), enquanto o byte é representado com o 'B' maiúsculo (MB; GB; TB).

Qual a diferença de processadores 32 e 64 bits?

Quando falamos da transferência de dados, a velocidade é definida por quantos bits conseguem ser enviados por cada pulso elétrico da frequência. Teoricamente, um processador de 8 bits de 40 MHz, por exemplo, seria mais rápido que um de 16 bits com clock de apenas 10 MHz.

Na prática, este tipo de configuração é menos comum porque a tendência é sempre buscar um escalonamento de velocidade para cima. A não ser em casos muito específicos, não faria sentido para o marcado ter um produto 16-bit com frequência abaixo da implementação anterior.

Processadores de 64 bits processam mais bits por ciclo, e consegue trabalhar com até 18 quintilhões de bits para enderaçamento de dados. (Imagem: Ardilu/Reprodução)
Processadores de 64 bits processam mais bits por ciclo, e consegue trabalhar com até 18 quintilhões de bits para enderaçamento de dados. (Imagem: Ardilu/Reprodução)
Foto: Canaltech

Essa capacidade de carregar mais informações, além de aumentar a velocidade entre os processadores de 32 e 64 bits, também aumentou sua capacidade de criar endereços de memória, lembrando que o bit também pode representar capacitores carregados. Sendo a menor unidade possível, cada um deles identifica uma posição de endereço em memória digital.

Dessa forma um CPU de 32 bits consegue reconhecer até 4 bilhões (2³²) de posições únicas em um bloco de memória. Isto justifica porque sistemas operacionais antigos limitavam o número máximo e variedade de caracteres permitidos em um nome de arquivo, por exemplo.

Isto explica, também, porque PCs com essa arquitetura eram limitados a até 4 GB de RAM. Quando passamos para 64-bits, o limite teórico desses sistemas salta para 18 quintilhões de bits, aproximadamente, cerca de 2.250.000 TB.

O que é profundidade de cores de 8, 10 e 12 bits?

Tratando da profundidade de cores em um monitor ou câmera digital, ela também utiliza a notação pelo mesmo princípio de endereçamento. Como cada bit representa uma posição ou endereço, transpondo para cores, cada tonalidade do espectro visível precisa ser identificada por um bit nos sensores e monitores.

Smartphones com sensores de câmera com maior profundidade de cores conseguem registrar fotos mais próximas da imagem real. (Imagem: Diego Sousa/Canaltech)
Smartphones com sensores de câmera com maior profundidade de cores conseguem registrar fotos mais próximas da imagem real. (Imagem: Diego Sousa/Canaltech)
Foto: Canaltech

"Quanto mais cores um equipamento consegue analisar e reproduzir, mais próxima da imagem real será a foto digital. Por isso a foto de um mesmo objeto em smartfones acaba sendo diferente, dependendo da profundidade de cores que o sensor de cada aparelho trabalha", explica Miller.

Em uma foto digital com 8 bits de profundidade, temos uma paleta com 256 cores (2⁸). Já uma foto de 12 bits consegue reproduzir até 4096 tonalidades (2¹²), cobrindo praticamente todas as cores que o olho humano consegue diferenciar.

Qual a velocidade da minha conexão com a internet?

Já para a velocidade dos planos de internet, a lógica resgata a noção de dados que conseguem ser transmitidos por pulso. Por essa razão os valores anunciados pelos provedores são sempre em Megabits, e não Megabytes.

Um plano de 500 Mb, consegue enviar 500 Megabits por segundo, e como cada oito bits compõe um byte, a velocidade teórica real é o valor anunciado dividido por oito, de até 62,5 Megabytes por segundo neste caso específico.

Velocidade de internet é descrita em Mbps, pois representa quantos bits transitam por segundo. (Imagem: Daniel Trefilio/Canaltech)
Velocidade de internet é descrita em Mbps, pois representa quantos bits transitam por segundo. (Imagem: Daniel Trefilio/Canaltech)
Foto: Canaltech

O que são placas de vídeo de 128 e 256 bits?

No caso das placas de vídeo, a lógica se mantém quando falamos do barramento de memória, mas os dois conceitos se combinam. É comum na própria caixa das GPUs encontrarmos a descrição de 6 GB de memória GDDR6 de 256 bits, e estes valores, geralmente, são escalonados juntos para evitar perdas.

O volume de VRAM (4 GB, 6 GB, 12 GB, 20 GB) é quanta memória dedicada a placa de vídeo tem disponível para armazenar as informações que serão processadas, entre instruções e texturas. No entanto, apenas a quantidade de memória não define se uma placa é rápida.

Volume ideal de memória para placas de vídeo depende diretamente da velocidade em bits por ciclo do barramento. (Imagem: MSI/Divulgação)
Volume ideal de memória para placas de vídeo depende diretamente da velocidade em bits por ciclo do barramento. (Imagem: MSI/Divulgação)
Foto: Canaltech

Esta conta depende, principalmente, de quão rápido o chip gráfico consegue enviar e receber informações dessa memória dedicada, ou seja, quantos bits (128; 192; 256; 384) por ciclo a GPU consegue trocar com a VRAM. Quanto mais bits no barramento, mais rápida é essa troca.

Por isso não faz sentido ter uma placa de vídeo com 20 GB de memória com um barramento de 128-bits. Em um cenário teórico, mesmo que todos os recursos de um jogo fossem "instalados" diretamente na memória VRAM para agilizar seu acesso, eles continuariam a ser transmitidos em baixa velocidade, e ocupar toda a memória seria bem pouco eficiente.

Sendo assim, a lógica natural é dimensionar a memória total da placa conforme a velocidade do barramento, para que estes recursos não sejam mutuamente limitantes. Quanto maior o barramento, mais VRAM pode ser utilizada eficientemente, e vice-versa.

As noções de bits e bytes estão de alguma forma presentes em praticamente todas as áreas das vidas modernas, especialmente com a sociedade dependendo cada vez mais de tecnologia e serviços digitais. Entender sobre essas questões nos dá autonomia para identificar a qualidade de produtos e serviços, e garantir que não estamos sendo enganados quando realizamos o upgrade de um PC, compramos outro smartfone ou trocamos de plano de internet.

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