为什么 32 位操作系统不能寻址超过 3.2/3.2 GB 的内存？

Question

不知道这是否是问这个问题的正确地方。

我一直在读 32 位操作系统（如我现在正在运行的 Ubuntu）不能处理超过 3.2gb 或 3.3gb 的 RAM 内存。

我记得在我的旧计算机体系结构课程中，内存限制是 2^32 个“指针”（不记得正确的词）。我的意思是，内存被表示为一个数组，CPU 可以直接访问它，但要达到它的限制。如果 CPU 是 32 位，那么它可以寻址 2^32 个字，如果它是 64 位 2^64，等等。

所以，如果我之前说的是对的，那么我的操作系统应该能够解决 2^32 = 4294967296 = 4Gb。

我在想，可能会为内核、缓存、缓冲或交换的特定用途保留某种空间。但是没有正确答案。

你能给我一个提示吗？

Answer 1

Windows 使用一些用于寻址内存的硬件地址，用于其他硬件（如 USB、SATA、磁盘控制器等）。因此，其中一些硬件地址不能用于您的内存。因此是极限。

据我所知，Unix/Linux CAN 地址比 Windows 的 3.2GB 限制多一点。这是因为 Linux 使用不同的寻址方案。

还有一个称为 PAE（物理地址扩展）的功能，它使 32 位操作系统使用超过 4GB。

Answer 2

这与 BIOS 必须为基本进程保留的内存有关，例如将数据传输到设备和视频内存。大约 3.2GB 以上的内存（它因系统而异，我见过 3.6GB 和 3.1GB）在需要 PAE 访问它的 4GB 边界上被重新映射。不同的系统以不同的方式处理这种情况。一些系统不会打扰访问它，只为进程提供 3.2 GB 的 RAM。其他人只是无缝地使用速度较慢的 PAE 来处理流程。