SI 接頭辞（SI: エスアイ）

2025年10月16日

SI 接頭辞（SI: エスアイ）

英語表記: SI Prefixes

概要

SI接頭辞（エスアイせっとうじ）とは、国際単位系（SI）で定められた、単位の大きさを表すための標準的な倍数記号のことです。情報の単位（ビットやバイト）において、キロ（k）、メガ（M）、ギガ（G）などの記号を指し、一般的には「10の3乗倍（1,000倍）」を表すために使用されます。しかし、コンピューターの世界では歴史的に「2の10乗倍（1,024倍）」の意味で使われてきた経緯があり、この「1,000倍」と「1,024倍」という表記の差異こそが、情報の単位を理解する上で最も重要な論点の一つとなっています。

詳細解説

SI接頭辞の目的と仕組み

SI接頭辞の最大の目的は、非常に大きな数値や非常に小さな数値を、簡潔かつ国際的に共通のルールで表現することにあります。例えば、距離であればキロメートル（km）、重さであればキログラム（kg）といった具合に、基本単位に接頭辞を付けるだけで、その単位が1,000倍、1,000,000倍であることを明確に示せます。これは非常に便利な仕組みですよね。

情報の単位においても、バイト（B）を基本として、キロバイト（KB）、メガバイト（MB）、ギガバイト（GB）といった形でSI接頭辞が使われます。国際標準としては、これらの接頭辞は以下のように厳密に10の累乗を意味します。

| 接頭辞 | 記号 | 意味（10進法） |
| :— | :— | :— |
| キロ | k | $10^3$ (1,000) |
| メガ | M | $10^6$ (1,000,000) |
| ギガ | G | $10^9$ (1,000,000,000) |
| テラ | T | $10^{12}$ (1,000,000,000,000) |

情報の単位における「表記の差異」の発生

私たちが現在学んでいる「情報の単位（ビット, バイト, KiB, MiB）」の分野において、SI接頭辞が問題となるのは、コンピューターの仕組みに由来する特殊な事情があるからです。コンピューターは2進数（0と1）で動作するため、データの区切りやアドレス指定は常に2の累乗（2, 4, 8, 16, …）で処理されます。

このとき、偶然にも $2^{10}$ が 1,024となり、これはSI接頭辞のキロ（$10^3$ = 1,000）に非常に近い値となります。

歴史的に、IT業界ではこの近似を利用し、便宜上 $2^{10}$ 倍（1,024倍）を意味する言葉として「キロ」を用いてきました。つまり、かつてのコンピューターの世界では、「1KB」はしばしば「1,024バイト」を意味していたのです。

しかし、これは国際標準であるSI接頭辞の定義（1,000倍）と矛盾します。この矛盾が、特に大容量の記憶装置を扱う際に、ユーザーの混乱を招く「表記の差異」を生み出してしまいました。

混乱を解消するためのIEC接頭辞

この混乱を解消し、「表記の差異」をなくすために、国際電気標準会議（IEC）は1990年代後半に、2進数に基づく倍数（1,024倍）専用の新しい接頭辞を導入しました。これが「IEC接頭辞」または「2進接頭辞」と呼ばれるものです。

| 接頭辞 | 記号 | 意味（2進法） |
| :— | :— | :— |
| キビ | Ki | $2^{10}$ (1,024) |
| メビ | Mi | $2^{20}$ (1,048,576) |
| ギビ | Gi | $2^{30}$ (1,073,741,824) |

これにより、ルールが明確になりました。

SI接頭辞（KB, MB, GB）：常に1,000倍を意味する。（主にストレージメーカーなどが利用）
IEC接頭辞（KiB, MiB, GiB）：常に1,024倍を意味する。（主にOSやソフトウェアが利用）

私たちが「情報の単位」のカテゴリでSI接頭辞を学ぶのは、この「1,000倍と1,024倍のどちらを使っているのか」という「表記の差異」を正確に理解し、正しく単位換算を行うためなのです。

具体例・活用シーン

ハードディスクの容量マジック（身近な例）

私たちが最もSI接頭辞と表記の差異を体感するのは、新しいハードディスクドライブ（HDD）やソリッドステートドライブ（SSD）を購入したときでしょう。

例えば、パッケージには「1テラバイト（1TB）」と書かれています。この数字は、ストレージメーカーがSI接頭辞の定義に従って計算した値です。
$$
1 \text{TB} = 1,000,000,000,000 \text{ バイト} \quad (10^{12} \text{ バイト})
$$

しかし、このドライブをパソコン（WindowsやmacOS）に接続し、プロパティを確認すると、「容量：約931GB」のように表示されることが多いです。なぜ表示容量が減ってしまうのでしょうか？

これは、OSが容量を計算する際に、より正確な「2進接頭辞（IEC接頭辞）」を使っているためです。
OSは、1,024倍（ギビバイト：GiB）で計算します。
$$
1 \text{TiB} = 1,099,511,627,776 \text{ バイト} \quad (2^{40} \text{ バイト})
$$

メーカーが定義した1,000,000,000,000バイトを、OSが採用する1,024倍の単位で割り戻すと、約0.909TiB（約931GiB）となります。この「1TB買ったのに、なぜか減っている」という現象こそが、SI接頭辞とIEC接頭辞（表記の差異）が引き起こす現実的な問題なのです。

メタファー：パンの数え方

この違いを理解するための分かりやすいメタファーとして、「パンの数え方」を考えてみましょう。

あるパン屋さんが、商品を宣伝するときに「キロパン」という単位を使っているとします。

SI接頭辞（1,000倍）を使うパン屋の場合（HDDメーカー）：
このパン屋は、宣伝のために「1キロパン＝ちょうど1,000個」と定義しました。これは非常にシンプルで分かりやすいですね。
2進接頭辞（1,024倍）を使う配達員の場合（OS）：
しかし、パンを配送する箱は特殊な設計で、ちょうど1,024個がぴったり収まるように作られています。配達員は、箱を満タンにしないと効率が悪いので、「1箱＝1,024個」を「1キビパン」と呼びます。

お客様がパン屋から「1,000個（1キロパン）」を購入しても、配達員（OS）の基準で見ると、箱を完全に満たすことができず、「0.97箱分（0.97キビパン）」にしかならないのです。

この「宣伝上の分かりやすい区切り（1,000）」と「システム上の効率的な区切り（1,024）」のズレこそが、SI接頭辞がITの単位換算で引き起こす「表記の差異」の本質なのです。

資格試験向けチェックポイント

IT系の資格試験（ITパスポート、基本情報技術者、応用情報技術者）では、SI接頭辞の定義とその応用について、特に「表記の差異」を理解しているかが問われます。

定義の暗記（10の累乗）:
キロ（k）、メガ（M）、ギガ（G）がそれぞれ $10^3$、$10^6$、$10^9$ であることを確実に覚えてください。これがSI接頭辞の基本です。
単位換算の基準:
問題文で単位換算が求められた場合、「1,000倍で計算すべきか（SI）」、「1,024倍で計算すべきか（IEC）」を判断する能力が必須です。
- $10^3$（1,000）を使う場合: 問題文に「SI単位系を用いる」と明記されている場合や、通信速度（bps）など、データの物理的な転送量を扱う場合。
- $2^{10}$（1,024）を使う場合: 問題文に「KiB, MiB, GiB」といったIEC接頭辞が使われている場合、または「メモリー容量」「OS上でのファイルサイズ」など、2進数処理に密接に関わる文脈の場合。
典型的なひっかけ問題:
「1GBをKiBに換算しなさい」といった問題が出た場合、まず1GBが1,000MBなのか1,024MBなのかを定義する必要があります。問題文の指示がない場合、通常は「1,024倍」で計算しますが、SI接頭辞の知識を使って、この曖昧さが存在することを理解していることが重要視されます。
KiBとKBの区別:
大文字のK（KB）は通常1024倍として扱われることが多いですが、厳密な国際標準では小文字のk（キロ）がSI接頭辞であり、大文字のK（ケイ）は単に「キロ」を表す際に使われることもあります。試験対策としては、iがつくか（KiB）つかないか（KB/GB）で1,024倍か1,000倍かを判断するのが最も安全です。