대규모 시스템 설계 기초 학습용 ch2

Chapter 2 · 개략적인 규모 추정

2의 제곱수와 데이터 용량 단위
완벽 정리

가상면접 사례로 배우는 대규모 시스템 설계 기초 | Back-of-the-envelope Estimation

📋 목차

1. 왜 2의 제곱수인가?
2. 2의 제곱수 핵심 표
3. 실무 데이터 용량 감각 익히기
4. 면접에서 쓰는 빠른 계산 팁

1 왜 2의 제곱수인가?

컴퓨터는 모든 데이터를 비트(bit) 단위로 처리합니다. 비트는 0 또는 1만 가질 수 있고, 이 때문에 컴퓨터의 모든 용량 단위는 2의 제곱수를 기반으로 합니다.

💡 핵심 개념
시스템 설계 면접에서 "대략 몇 TB의 스토리지가 필요한가?" 같은 질문에 답하려면, 데이터 용량 단위에 대한 직관적인 감각이 있어야 합니다. 이를 개략적인 규모 추정(Back-of-the-envelope Estimation)이라고 합니다.

정확한 값을 외울 필요는 없습니다. 중요한 건 각 단위가 어느 정도 규모인지 체감하는 것입니다.

2 2의 제곱수 핵심 표

2의 제곱	정확한 값	근사값	단위 이름	단위
210	1,024	약 1,000 (천)	킬로바이트	1 KB
220	1,048,576	약 100만	메가바이트	1 MB
230	1,073,741,824	약 10억	기가바이트	1 GB
240	1,099,511,627,776	약 1조	테라바이트	1 TB
250	1,125,899,906,842,624	약 1,000조	페타바이트	1 PB

// 단위 변환 공식

1 KB = 1,024 Bytes ≈ 10³ Bytes

1 MB = 1,024 KB ≈ 10⁶ Bytes

1 GB = 1,024 MB ≈ 10⁹ Bytes

1 TB = 1,024 GB ≈ 10¹² Bytes

1 PB = 1,024 TB ≈ 10¹⁵ Bytes

3 실무 데이터 용량 감각 익히기

단위를 외우는 것보다 "실제 데이터가 얼마나 될까?"에 대한 감각이 더 중요합니다.

데이터 종류	대략적인 크기	메모
ASCII 문자 1개	1 Byte	영문자, 숫자
한글/유니코드 문자 1개	2~4 Bytes	UTF-8 인코딩 기준
짧은 텍스트 (트윗 등)	수백 Bytes	280자 × 1~4B
일반 이미지 (JPEG)	100~300 KB	SNS 사진 1장
고화질 이미지 (PNG)	1~5 MB	무압축 고화질
MP3 음악 1곡 (3분)	3~5 MB	128kbps 기준
Full HD 동영상 (1시간)	1~4 GB	압축 기준
4K 영화 1편	15~80 GB	비압축은 수 TB

✅ 암기 포인트
"ASCII 1자 = 1B, 한글 1자 ≈ 2B, 사진 1장 ≈ 300KB, 음악 1곡 ≈ 3MB" — 이 네 가지만 기억해도 대부분의 용량 추정이 가능합니다.

4 면접에서 쓰는 빠른 계산 팁

🔢

1,024 ≈ 1,000으로 근사

면접에서는 1,024를 정확히 쓸 필요 없습니다. 10의 거듭제곱으로 근사해서 계산하세요.

📐

지수는 그냥 더하기

1MB × 1,000 = 1GB
2^20 × 2^10 = 2^30
지수끼리 더하면 됩니다.

📅

하루/1년 초 암기

하루: 86,400초 ≈ 10만 초
1년: ≈ 3천만 초
QPS 계산에 활용

⚡

QPS 역산 공식

DAU × 평균 요청 수 ÷ 86,400
= 초당 쿼리 수(QPS)

⚠️ 면접관이 보는 것
정확한 숫자보다 "어떤 단계로 추론했는가"를 봅니다. 가정(assumption)을 먼저 명확히 말하고, 단계별로 계산 과정을 보여주세요.

🎯 핵심 정리

• 컴퓨터 데이터는 2진법 기반 → 2의 제곱수로 용량 단위 구성
• KB → MB → GB → TB → PB 순, 각 단계마다 1,024배(≈1,000배)
• 면접 추정 시 1,024는 1,000으로 근사해서 계산
• 데이터 감각: ASCII 1B / 사진 300KB / 음악 3MB 기준점으로 활용
• 단순 암기보다 추론 과정을 보여주는 게 핵심