Mbps と MB/s はなぜ 8 倍違うのか ― bit と byte、 そして 10 進・2 進接頭辞の話

まず一番大事な結論から。 Mbps と MB/s の 8 倍差は、 単位が bit か byte かの違いです。 それ以上でも以下でもありません。

1 byte = 8 bit
だから 100 Mbps ÷ 8 = 12.5 MB/s
そして 1 Gbps (= 1000 Mbps) ÷ 8 = 125 MB/s

• Mbps = megabits per second = メガ「ビット」毎秒 (回線速度の表記)
• MB/s = megabytes per second = メガ「バイト」毎秒 (ダウンロード表示)

小文字の b は bit、 大文字の B は byte。 「Mbps」 と「MB/s」 は字面が似ていますが、 b と B が指すものが 8 倍違うのです。 1Gbps 回線で 125MB/s なら、 むしろ理論値ぴったりで「全部出ている」ことになります。

では、 そもそもなぜ通信速度は bit で、 ファイルサイズは byte で数えるのでしょうか。 これは歴史的な役割分担です。

bit (binary digit) は 0 か 1 の最小単位。 通信路 (回線) を流れるのは結局のところ 0 と 1 のパルス列なので、 「1 秒間に何個のビットを送れるか」 = bps (bits per second) が伝送路の素の能力を表す最も自然な指標になります。 モデムの「56kbps」、 イーサネットの「10/100/1000BASE」 (Mbps)、 光回線の「1Gbps」 ― 通信の世界はほぼ一貫して bit 基準です。

一方 byte (バイト) は、 文字 1 個を表すのに必要なビットをまとめた単位として定着し、 現代では 1 byte = 8 bit が事実上の標準です (この 8 bit のまとまりを厳密には「オクテット (octet)」 とも呼びます)。 メモリやファイルはバイト単位でアドレス付け・管理されるので、 ファイルサイズや保存容量は byte で数えます。

つまり 「流れる速さ = bit、 貯める量 = byte」 という住み分けが、 そのまま「Mbps と MB/s」 の併存になっているわけです。 両者を比べるときは 8 を掛けるか割るかするだけ。 これが差の主役です。

1 Mbps ÷ 8 = 0.125 MB/s = 125 KB/s
200 Mbps ÷ 8 = 25 MB/s
1 Gbps ÷ 8 = 125 MB/s

8 倍が主役だとすると、 脇役が「k・M・G が 1000 倍なのか 1024 倍なのか」 問題です。 これは 8 倍とはまったく別の、 もっと小さなズレなので、 混同しないことが大切です。

通信の世界では、 k/M/G は国際単位系 (SI) のとおり 10 の累乗を意味します。 つまり 1 kbps = 1000 bps、 1 Mbps = 10⁶ bps、 1 Gbps = 10⁹ bps。 ところがコンピューターの内部 (メモリ・OS の容量表示など) では、 2 の累乗で数えるのが都合よく、 同じ「k・M・G」 を 1024 倍の意味で使ってきました。 ここから「1 キロ = 1000 なのか 1024 なのか」 という長年の混乱が生まれます。

この曖昧さを解消するため、 IEC は 1999 年 1 月 (IEC 60027-2 Amendment 2) に「2 進接頭辞」 を国際規格として制定しました (後に ISO/IEC 80000-13:2008 へ統合、 IEEE 1541-2002 とも整合)。 NIST も公式に同じ定義を掲載しています。

つまり「1024 か 1000 か」 の差は、 メガで約 4.86%、 ギガで約 7.37% ― 8 倍 (= 800%) とは桁が違う小さなズレです。 回線速度の Mbps / MB/s はどちらも 10 進 (1000 倍) で扱うのが通信業界の慣習なので、 ふだんの「8 倍」 換算にこの数 % を上乗せする必要は基本的にありません。

新品の 1TB ハードディスクを PC に挿すと、 容量が「931GB」 などと表示されて「壊れてる?」 と驚く ― これは前章の 10 進・2 進問題のわかりやすい実例です。

• メーカー (storage): 1 TB = 10¹² byte = 1,000,000,000,000 byte (10 進)
• OS の一部 (Windows など): 同じバイト数を 1024³ で割って「GB」 と表示 → 2 進

10¹² byte ÷ 1024³ = 10¹² ÷ 1,073,741,824 ≈ 931.3
→ Windows は「931GB」 と表示 (本来は 931 GiB と書くのが正確)

容量が消えたわけではなく、 同じバイト数を「1000 で区切る人」 と「1024 で区切る人」 が、 どちらも "GB" という同じ記号で表示しているから食い違って見えるだけです。 macOS は 2009 年の Snow Leopard 以降、 容量表示を 10 進 (1TB = 1000GB) に統一したため、 同じディスクでも Windows と表示が異なります。 これも bit/byte の 8 倍とは無関係な、 別レイヤーの話です。

主役 (8 倍) と脇役 (10 進/2 進) を切り分けたうえで、 日常的な場面の読み替えを整理します。

① 光回線・モバイル回線
契約の「○ Mbps / Gbps」 は bit。 体感したいダウンロード速度 (MB/s) は 8 で割る。 1Gbps なら理論上限 125MB/s。 ただし実際は TCP/IP などのプロトコルのヘッダーや再送・輻輳制御によるオーバーヘッドがあり、 さらに Wi-Fi・サーバー側・経路の混雑も効くため、 実効値は理論値を下回るのが普通です (どれだけ下がるかは環境依存)。

② 動画のビットレート
配信・録画の品質は「○ Mbps」 (bit) で指定されることが多く、 保存に必要な容量 (byte) を見積もるには 8 で割って時間を掛けます。

8 Mbps の動画 = 8 ÷ 8 = 1 MB/s
→ 1 時間 = 1 MB/s × 3600 s = 3,600 MB = 約 3.6 GB
25 Mbps (4K 目安) → 1 時間 ≈ 11.25 GB

③ ストレージの実効書き込み速度
SSD・USB メモリのカタログ値は「○ MB/s」 (byte) が普通なので、 こちらは 8 で割る必要はありません。 回線 (Mbps) とストレージ (MB/s) を直接見比べるときだけ、 単位が違うことに注意します。

NanToo の データ転送速度換算ツール では、 bit/s ↔ B/s、 さらに 10 進 (kB/MB/GB) と 2 進 (KiB/MiB/GiB) をまとめて変換できます。 「この回線速度はファイルだと何 MB/s?」 を即座に確認したいときにお使いください。

• Mbps と MB/s の 8 倍差は、 ほぼ 100% が「1 byte = 8 bit」 だけ。 小文字 b = bit、 大文字 B = byte。 回線速度を MB/s にするには 8 で割る
• 10 進 (M=10⁶) と 2 進 (Mi=1024²) の違いは別問題で、 ズレはメガで約 4.86%、 ギガで約 7.37% と小さい。 IEC が 1999 年に kibi/mebi/gibi (Ki/Mi/Gi) を制定して曖昧さを解消した
• 「1TB が 931GB に見える」 のは、 同じバイト数を 1000 で区切るか 1024 で区切るかの差。 容量は消えていない
• 回線の実効速度は、 8 で割った理論値からさらにプロトコルのオーバーヘッド分だけ下がる ― これは単位換算とは別の要因

「8 倍 (bit/byte)」 「数 % (10 進/2 進)」 「環境によるオーバーヘッド」 ― この 3 層を分けて考えると、 速度と容量の数字はもう怖くありません。