4G内存与CPU，BIOS和操作系统之间牵绊

4G内存与CPU，BIOS和操作系统之间牵绊因为内存价格的持续走低，目前各大内存厂商相继推出了单条2GB的DDR2 800内存，这些内存给人最大的感觉就是价格便宜量又足。很多用户就直接买了两条2GB的内存，想组成双通道使用。可拿回家一看，原本4GB的内存容量被 识别出来的只有3.2GB左右。通过检查，发现内存本身并没有问题。那又是什么吞食了你的内存呢？这就是我们本期将要给大家说清楚的一个问题。 800MB内存被吞食了？

大家或许会发现一种很奇怪的现象，在我们的Windows XP和Vista中，安装4GB内存后，显示出来的只有3.2GB左右甚至更少，有800多MB的内存“无缘无故”地消失了，这让人感觉十分费解，主板和 操作系统之所以不能使用全部的4GB内存，问题的根源就在于计算机那32位X86架构。 32位X86架构是指个人电脑的地址总线是32位的，CPU、内存控制器、操作系统都是按32位地址总线设计。32位地址总线可以支持的内存地址代码是 4096MB，也就是有4GB的地址代码，可以编4GB个地址。这4GB个地址码正好可以分配给4GB内存。但是，这4GB个地址码不能全部分配给安装在 主板上的物理内存。因为个人电脑还有很多设备需要地址代码，以便CPU可以根据地址码找到它们，同时CPU和这些设备交换数据需要暂时存放数据的存储器 ——寄存器，这些寄存器也需要地址代码。比如硬盘控制器、软驱控制器、管理插在PCI槽上的 PCI卡的PCI总线控制器，PCI-E总线控制器和PCI-E显卡，它们都有寄存器都需要系统分配给它们地址代码。这些地址由系统分配，电脑用户在使用 中感觉不到。这样一来，当我们为电脑插上总容量为4GB的内存时，就有一部分内存分配不到地址代码而不能使用。

要深入了解4GB内存之谜，我们就得弄清楚各部件与4GB内存关系，其中涉及到的部件有CPU、内存控制器（Intel平台集成在北桥，AMD平台集成在CPU）和操作系统。

CPU、内存控制器、BIOS：能支持4GB

CPU能支持4GB内存

从386时代开始，CPU 的地址总线就是32位的，可以访问4GB的地址代码。从奔腾Ⅱ到奔腾Ⅳ，理论上已经可以访问64GB的地址编码。后来支持 64位架构的奔腾Ⅳ到现在的酷睿2，地址总线已经升级到64位，64位地址总线可以访问千亿GB的地址编码。实际上用不到这么多的地址总线，一般用42位 足够了，可以编码的地址量有4TB。兼容64位架构的CPU用在32位系统时地址总线就缩小为36位。所以现在的CPU支持4GB内存是没有问题的。

内存控制器的地址总线

与主板安装的内存直接关联的是内存控制器。内存控制器一边管理内存，一边通过地址总线与CPU通信。内存控制器的地址总线决定了可以支持的内存地址 编码数量，同时内存控制器的实际连接内存的地址线决定了可以支持的内存容量。Intel把内存控制器放在北桥，AMD把内存控制器放在CPU。所以要分开 介绍。

1、Intel的内存控制器

由于Intel的内存控制器放在北桥内，内存控制器的改变就与北桥密切相关。从P965开始内存控制器已经是36位地址总线，可以编64GB的地址 代码，除系统占用的地址码，分配给主板安装的4GB内存绰绰有余。所以，从P965开始Intel的北桥支持4GB内存是没有问题的。

2、AMD的内存控制器

AMD从支持64位架构的CPU（Athlon64）开始把内存控制器集成到CPU。内存控制器的地址总线是64位架构的，使用40位，可以支持1000GB的地址编码。所以，AMD 从Athlon64开始，内存控制器支持4GB内存也是没有问题的。

　　BIOS能支持4GB内存 BIOS不是主板厂家自己开发的，BIOS版权控制在AMI等几个公司。它们与Intel和AMD合作共同开发BIOS。所以当Intel和AMD提出 “映射”方式解决4GB内存问题，AMI等厂商就会开发出相应的BIOS。早期的BIOS里面会显示出“映射”选项，用户可以开启或关闭。现在已经是默认 开启，不再显示这项设置。所以可以说，对于现在的BIOS来讲，在支持4GB内存方面是没问题的。

4GB内存的“原罪”：X86架构

CPU和内存控制器从硬件上为使用4GB内存提供了保障。但是还没有解决4GB内存的问题。障碍来自于个人电脑的体系标准——32位X86架构。早 在 8086时代，内存是焊接在主板上的，一般也就几KB的内存，IBM规定640KB的地址是最高端，这个地址分配给BIOS，接下来有一段地址分配给系统 的显示设备和I/O设备。电脑的迅速发展很快突破640KB内存达到并超过1MB。但是640KB下面这一段地址分配不能改变，因为CPU、DOS操作系 统都是从640KB读取BIOS通过640KB下面的显示设备寄存地址，I/O设备寄存地址与显示设备、I/O设备通信、交换数据。如果更改，以前的所有 电脑都要作废。所以必须寻找一个办法，既不改变640KB地址分配，又可以使用640KB到1MB的内存。那就是这种地址分配规则不变，采用“内存地址映 射”技术，把640KB到500多KB的这一段地址映射到640KB-1MB的空间里，映射工作由BIOS负责。操作系统则由两条DOS命令 HIMEM.SYS和EMM386.SYS负责，熟悉DOS的用户，都会知道这两条命令。通过映射，就可以让DOS软件使用更多的内存。内存发展到 4MB，16MB，都是通过“内存映射”技术解决。到现在，个人电脑只要兼容DOS，就必须遵守640KB这种地址内存分配规则。
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