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GiB 和 GB 虽然读音相同，且在日常语境中常被混用，但在计算机存储领域，它们代表的是两种完全不同的计量标准。这种区别主要源于十进制与二进制的定义差异。
1. 核心定义的区别
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GB (Gigabyte)：
- 定义：基于国际单位制（SI）的十进制单位。
- 计算方式：$1 text{ GB} = 10^9 text{ Bytes} = 1,000,000,000 text{ Bytes}$。
- 应用场景：主要用于硬盘、U 盘、SSD 等存储设备制造商。厂商为了数值看起来更大，通常使用十进制标称容量。例如，你买一个标称"500 GB"的硬盘，其实际字节数是 $500 times 10^9$。
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GiB (Gibibyte)：
- 定义：基于二进制的 IEC 标准单位（International Electrotechnical Commission）。前缀 "Gi" 源自 "Giga binary"。
- 计算方式：$1 text{ GiB} = 2^{30} text{ Bytes} = 1,073,741,824 text{ Bytes}$。
- 应用场景：主要用于操作系统（如 Windows、Linux、macOS）内部显示内存大小或文件系统已用空间。因为计算机底层逻辑是基于 2 的幂次方（2, 4, 8…），所以操作系统计算出的实际占用空间更符合二进制标准。
2. 为什么会有“系统盘显示容量变小”的现象？
当你购买一个标称 100 GB 的硬盘并安装到电脑上时，你会发现系统显示的可用空间往往只有 93 GB 左右。这并非硬盘故障，而是计量标准不同造成的“数学幻觉”。
- 厂商视角：$100 text{ GB} = 100 times 1,000,000,000 = 100,000,000,000 text{ Bytes}$。
- 系统视角：系统将总字节数除以 $2^{30}$（即 1 GiB 的字节数）来显示容量。
$$ 100,000,000,000 div 1,073,741,824 approx 93.13 text{ GiB} $$
因此，系统显示的 93.13 GiB 实际上就是厂商标称的 100 GB。如果系统强行显示为 100 GB，那它就必须把 1 GB 定义为 $10^9$ 字节，但这会导致文件分配单元（Cluster）的计算在二进制环境下出现偏差。
3. 为什么系统在系统盘中更倾向于使用 GiB？
现代操作系统（特别是 Windows 和 Linux）在显示磁盘分区、内存占用和文件大小时使用 GiB（或者旧版本中混用的 GB，但底层逻辑是二进制），主要原因如下：
- 符合底层架构：计算机的寻址、内存管理和文件系统分配都是基于 2 的幂次方进行的（如 $2^{10}=1text{KB}, 2^{20}=1text{MB}$）。使用 GiB 能直接反映数据在物理地址上的真实占用情况，避免计算误差。
- 精确性：如果使用十进制 GB 来报告二进制占用的空间，会导致累积误差。例如，一个 1 GiB 的文件在十进制下会被错误地标记为约 0.93 GB，长期累积会造成统计混乱。
- 历史遗留与兼容性：在早期计算机发展史上，人们习惯将 $2^{30}$ 称为 1 GB。随着 IEC 标准在 1998 年正式推出 GiB 以区分两者，操作系统逐渐采纳了更严谨的标准，但在用户界面上有时仍保留"GB"字样（实际上指代 GiB），直到近年来才更多地在专业工具或详细属性中明确标注"GiB"。
总结
| 特性 | GB (Gigabyte) | GiB (Gibibyte) |
|---|---|---|
| 进制基础 | 十进制 ($10^3$) | 二进制 ($2^{10}$) |
| 1 单位的字节数 | 1,000,000,000 | 1,073,741,824 |
| 主要使用者 | 硬盘/闪存制造商 | 操作系统 / 软件开发者 |
| 用途 | 商品标称容量 | 系统实际占用/显示容量 |
| 关系 | $1 text{ GiB} approx 1.074 text{ GB}$ | $1 text{ GB} approx 0.931 text{ GiB}$ |
结论：系统盘中使用 GiB 是为了准确反映计算机二进制逻辑下的真实数据存储量。如果你看到系统提示剩余空间比硬盘标称少约 7%，这是正常的计量标准差异，而非硬件问题。