4G內(nèi)存與CPU,，BIOS和操作系統(tǒng)之間牽絆因為內(nèi)存價格的持續(xù)走低,，目前各大內(nèi)存廠商相繼推出了單條2GB的DDR2 800內(nèi)存，這些內(nèi)存給人最大的感覺就是價格便宜量又足,。很多用戶就直接買了兩條2GB的內(nèi)存,，想組成雙通道使用?？赡没丶乙豢?，原本4GB的內(nèi)存容量被識別出來的只有3.2GB左右。通過檢查,，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存本身并沒有問題,。那又是什么吞食了你的內(nèi)存呢？這就是我們本期將要給大家說清楚的一個問題,。 800MB內(nèi)存被吞食了,？

大家或許會發(fā)現(xiàn)一種很奇怪的現(xiàn)象，在我們的Windows XP和Vista中,，安裝4GB內(nèi)存后,，顯示出來的只有3.2GB左右甚至更少，有800多MB的內(nèi)存“無緣無故”地消失了,，這讓人感覺十分費解,，主板和操作系統(tǒng)之所以不能使用全部的4GB內(nèi)存，問題的根源就在于計算機那32位X86架構(gòu),。 32位X86架構(gòu)是指個人電腦的地址總線是32位的,，CPU、內(nèi)存控制器,、操作系統(tǒng)都是按32位地址總線設計,。32位地址總線可以支持的內(nèi)存地址代碼是 4096MB，也就是有4GB的地址代碼,，可以編4GB個地址,。這4GB個地址碼正好可以分配給4GB內(nèi)存,。但是,，這4GB個地址碼不能全部分配給安裝在主板上的物理內(nèi)存。因為個人電腦還有很多設備需要地址代碼,，以便CPU可以根據(jù)地址碼找到它們,，同時CPU和這些設備交換數(shù)據(jù)需要暫時存放數(shù)據(jù)的存儲器 ——寄存器，這些寄存器也需要地址代碼,。比如硬盤控制器,、軟驅(qū)控制器、管理插在PCI槽上的 PCI卡的PCI總線控制器,，PCI-E總線控制器和PCI-E顯卡,，它們都有寄存器都需要系統(tǒng)分配給它們地址代碼,。這些地址由系統(tǒng)分配，電腦用戶在使用中感覺不到,。這樣一來,，當我們?yōu)殡娔X插上總?cè)萘繛?GB的內(nèi)存時，就有一部分內(nèi)存分配不到地址代碼而不能使用,。

要深入了解4GB內(nèi)存之謎,，我們就得弄清楚各部件與4GB內(nèi)存關(guān)系，其中涉及到的部件有CPU,、內(nèi)存控制器（Intel平臺集成在北橋,，AMD平臺集成在CPU）和操作系統(tǒng)。

CPU,、內(nèi)存控制器,、BIOS：能支持4GB

CPU能支持4GB內(nèi)存

從386時代開始，CPU 的地址總線就是32位的,，可以訪問4GB的地址代碼,。從奔騰Ⅱ到奔騰Ⅳ，理論上已經(jīng)可以訪問64GB的地址編碼,。后來支持 64位架構(gòu)的奔騰Ⅳ到現(xiàn)在的酷睿2,，地址總線已經(jīng)升級到64位，64位地址總線可以訪問千億GB的地址編碼,。實際上用不到這么多的地址總線,，一般用42位足夠了，可以編碼的地址量有4TB,。兼容64位架構(gòu)的CPU用在32位系統(tǒng)時地址總線就縮小為36位,。所以現(xiàn)在的CPU支持4GB內(nèi)存是沒有問題的。

內(nèi)存控制器的地址總線

與主板安裝的內(nèi)存直接關(guān)聯(lián)的是內(nèi)存控制器,。內(nèi)存控制器一邊管理內(nèi)存,，一邊通過地址總線與CPU通信。內(nèi)存控制器的地址總線決定了可以支持的內(nèi)存地址編碼數(shù)量,，同時內(nèi)存控制器的實際連接內(nèi)存的地址線決定了可以支持的內(nèi)存容量,。Intel把內(nèi)存控制器放在北橋，AMD把內(nèi)存控制器放在CPU,。所以要分開介紹,。

1、Intel的內(nèi)存控制器

由于Intel的內(nèi)存控制器放在北橋內(nèi),，內(nèi)存控制器的改變就與北橋密切相關(guān),。從P965開始內(nèi)存控制器已經(jīng)是36位地址總線，可以編64GB的地址代碼,，除系統(tǒng)占用的地址碼,，分配給主板安裝的4GB內(nèi)存綽綽有余,。所以，從P965開始Intel的北橋支持4GB內(nèi)存是沒有問題的,。

2,、AMD的內(nèi)存控制器

AMD從支持64位架構(gòu)的CPU（Athlon64）開始把內(nèi)存控制器集成到CPU。內(nèi)存控制器的地址總線是64位架構(gòu)的,，使用40位,，可以支持1000GB的地址編碼。所以,，AMD 從Athlon64開始,，內(nèi)存控制器支持4GB內(nèi)存也是沒有問題的。

　　BIOS能支持4GB內(nèi)存 BIOS不是主板廠家自己開發(fā)的,，BIOS版權(quán)控制在AMI等幾個公司,。它們與Intel和AMD合作共同開發(fā)BIOS。所以當Intel和AMD提出 “映射”方式解決4GB內(nèi)存問題,，AMI等廠商就會開發(fā)出相應的BIOS,。早期的BIOS里面會顯示出“映射”選項，用戶可以開啟或關(guān)閉?，F(xiàn)在已經(jīng)是默認開啟,，不再顯示這項設置。所以可以說,，對于現(xiàn)在的BIOS來講,，在支持4GB內(nèi)存方面是沒問題的。

4GB內(nèi)存的“原罪”：X86架構(gòu)

CPU和內(nèi)存控制器從硬件上為使用4GB內(nèi)存提供了保障,。但是還沒有解決4GB內(nèi)存的問題,。障礙來自于個人電腦的體系標準——32位X86架構(gòu)。早在 8086時代,，內(nèi)存是焊接在主板上的,，一般也就幾KB的內(nèi)存，IBM規(guī)定640KB的地址是最高端,，這個地址分配給BIOS,，接下來有一段地址分配給系統(tǒng)的顯示設備和I/O設備。電腦的迅速發(fā)展很快突破640KB內(nèi)存達到并超過1MB,。但是640KB下面這一段地址分配不能改變,，因為CPU,、DOS操作系統(tǒng)都是從640KB讀取BIOS通過640KB下面的顯示設備寄存地址,，I/O設備寄存地址與顯示設備、I/O設備通信,、交換數(shù)據(jù),。如果更改,，以前的所有電腦都要作廢。所以必須尋找一個辦法,，既不改變640KB地址分配,，又可以使用640KB到1MB的內(nèi)存。那就是這種地址分配規(guī)則不變,，采用“內(nèi)存地址映射”技術(shù),，把640KB到500多KB的這一段地址映射到640KB-1MB的空間里，映射工作由BIOS負責,。操作系統(tǒng)則由兩條DOS命令 HIMEM.SYS和EMM386.SYS負責,，熟悉DOS的用戶，都會知道這兩條命令,。通過映射,，就可以讓DOS軟件使用更多的內(nèi)存。內(nèi)存發(fā)展到 4MB,，16MB,，都是通過“內(nèi)存映射”技術(shù)解決。到現(xiàn)在,，個人電腦只要兼容DOS,，就必須遵守640KB這種地址內(nèi)存分配規(guī)則。

奔騰Ⅱ時代,，SDRAM內(nèi)存容量達到128MB,。那時候的地址總線是32位，最大地址空間是4GB,，這時32位X86架構(gòu)已經(jīng)完全形成,。除保留以前的內(nèi)存地址分配規(guī)則外，還要把 BIOS地址映射到地址空間的頂端——4GB,。一直到815時代的DDR內(nèi)存,，915時代的DDR2內(nèi)存。真正使用的內(nèi)存單條最大容量為512MB,，系統(tǒng)使用的內(nèi)存不會超過2GB,。所以4GB內(nèi)存問題沒有顯現(xiàn)。

945時代時1GB的DDR2內(nèi)存出現(xiàn)后,，內(nèi)存控制器的設計者們開始考慮主板安裝4GB的內(nèi)存條,。但當時很少有用戶使用4GB內(nèi)存，4GB內(nèi)存問題依然沒有凸現(xiàn),。

其實,，Intel在915時期就提出要解決32位X86架構(gòu)硬件支持4GB內(nèi)存的問題。到P965正式解決時，解決方案還是“內(nèi)存地址映射”,。這個方案不是新想出來的,，在32位X86架構(gòu)的服務器系統(tǒng)早已經(jīng)采用，只是被移植到個人電腦上來,。

從64GB的地址空間頂部開始,，映射PCI設備的I/O地址，然后映射系統(tǒng)占用的3GB到4GB的地址,。把3GB到4GB的這段地址代碼留給安裝在主板上的物理內(nèi)存,，就可以使用安裝的全部內(nèi)存了。

為什么必須要采用“映射”的辦法,？因為內(nèi)存的編址必須是連續(xù)的,，不能斷開。而系統(tǒng)的地址空間（也叫邏輯地址）是可以不連續(xù)的,。就像我們給街道兩邊的房屋號碼牌一樣,，編制方案（相當于邏輯地址）可以規(guī)劃很大，可以分割,。給到這一條街房屋的號碼牌必須是連續(xù)的,，這是真實的地址，以便于人們按地址尋找房屋,。

當然這種“映射”工作還是由BIOS完成,。要支持4GB內(nèi)存，還必須要BIOS支持,。

通過內(nèi)存地址重映射把系統(tǒng)占用的4GB地址還給物理內(nèi)存,，是32位X86架構(gòu)的規(guī)則。AMD也要采用這個規(guī)則,，雖然它的內(nèi)存控制器集成在CPU 內(nèi),。也正是由于內(nèi)存控制器集成在CPU內(nèi)，北橋不再含有內(nèi)存控制器,。主板廠家開發(fā)AMD平臺主板時,，會依據(jù)市場定位設計主板支持的內(nèi)存容量。有支持2GB 的,，也有支持4GB,、8GB或更多。所以AMD平臺的4GB問題還要看主板,。

操作系統(tǒng)才是“罪魁禍首” ,。

操作系統(tǒng)管理和使用物理內(nèi)存，因此在操作系統(tǒng)內(nèi)也必須有一個邏輯（虛擬）地址系統(tǒng),，與主板上的所有存儲地址（包括內(nèi)存的,、I/O設備的,、BIOS的）對應，也有類似“地址總線”的結(jié)構(gòu),。32位操作系統(tǒng)是按32位地址總線設計,，32位的地址寄存器,，因此只能管理4GB的地址,，去掉系統(tǒng)占用的，也不能完全使用全部4GB內(nèi)存,。個人電腦的32位操作系統(tǒng)都不能支持4GB內(nèi)存,，即使是Vista 32 SP1也不能。Vista 32 SP1比XP 32 SP3進步一點的是在系統(tǒng)屬性里面可以顯示實際安裝多少內(nèi),。

32位的Vista SP1已經(jīng)能順利識別4GB內(nèi)存,、但在任務管理器可以看到系統(tǒng)真正使用的內(nèi)存不到4GB。

* 那么哪些操作系統(tǒng)可以支持并使用4GB內(nèi)存,？第一是64位操作系統(tǒng),，因為64位操作系統(tǒng)是按64位地址總線設計的。比如Windows XP 64,，Vista 64,。第二是具有物理地址擴展功能，并且地址寄存器大于32位的服務器操作系統(tǒng),，但有些具備物理地址擴展的服務器操作系統(tǒng),，由于地址寄存器限于32位也不能支持4GB。

最后:

我們可以看出,，現(xiàn)在的主板芯片組或內(nèi)存控制器已經(jīng)不再是吞食我們內(nèi)存的主要原因,。而罪魁禍首則是出在我們使用的32位操作系統(tǒng)上。雖然現(xiàn)在的Vista SP1已經(jīng)能識別到完整的4GB內(nèi)存,，但實際使用的內(nèi)存還是和以前的那3GB左右的沒區(qū)別,。所以現(xiàn)在來談4GB內(nèi)存的普及依然為時過早。另一方面,，有的內(nèi)存廠商為了避免出現(xiàn)內(nèi)存浪費的情況發(fā)生,，推出了三條1GB內(nèi)存的組合套裝，這也是相當貼心的一個設計,。