揭秘Win7 32位系统为何无法使用4G内存

　　很多用户都有这样的误区，不考虑系统安装的是几位的操作系统，只认为电脑加了内存，系统运行就会加快，其实这是不对的!Win7 32位系统只能支持4G以下的内存，而Win7 64位系统支持的是4G包括4G以上的内存。64位系统是专门为4G以上内存电脑设计的。那么，Win7 32位系统为何无法使用4G内存呢?

　　下面，墨染暖心给出一张对比图：
 

　　从墨染暖心给出的对比图中可以看到：虽然自带的Win7 32位系统能认出4G内存，但实际只能用到3.11G。这不是浪费了足足1G内存?我相信很多同事都遇到过用户这样的疑问，大家都解释到位了吗?我们都知道32位系统最大只支持4G内存，是因为32位地址总线的原因，但情况真的是那样吗，是CPU的内存地址总线的原因，还是主板地址总线的原因呢?

　　认识4G地址空间的局限

　　首先我们还必须要先了解两个概念

　　其一是“物理内存”。

　　大家常说的物理内存就是指安装在主板上的内存条，其实不然，在计算机的系统中，物理内存不仅包括装在主板上的内存条(RAM)，还应该包括主板BIOS芯片的ROM，显卡上的显存(RAM)和BIOS(ROM)，以及各种PCI、PCI-E设备上的RAM和ROM。

　　其二是“地址空间”。

　　地址空间就是对物理内存编码(地址编码)的范围。

　　所谓编码就是对每一个物理存储单元(一个字节)分配一个唯一的地址号码，这个过程又叫做“编址”或者“地址映射”。这个过程就好像在日常生活中我们给每家每户分配一个地址门牌号。与编码相对应的是“寻址”过程——分配一个地址号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它，完成数据的读写，这就是“寻址”，因此地址空间有时候又被称作“寻址空间”。系统不仅要给主板上的内存条编址，还要给上述的其它物理内存编址;它们都被编在同一个地址空间内，编址后的物理内存就可以被系统资源使用或占用。

　　从Pentium Pro处理器开始，CPU的地址总线已经升级到36位，寻址能力达到64GB，按理说CPU支持4GB的内存是没有问题的;因此，芯片组(北桥—MCH)地址总线的数量就成了决定物理内存地址空间大小的决定性因素。在Intel 945系列和945以前的芯片组，nForce 550系列和550以前的芯片组都只有32条地址线，为系统提供4GB的地址空间，即最高可以安装4GB的内存条。

　　虽然可以安装4GB内存条，但这4GB的内存空间不能全部纷配给内存，因为从4GB空间的顶端地址(FFFF_FFFFh)开始向下要有400MB-1GB的地址空间要分配给主板上的其他物理内存。

　　4GB地址空间可被分为两大部分

　　1.0MB～物理内存顶端的地址分配给主板上安装的物理内存;

　　2.4GB到物理内存顶端的地址分配给BIOS(ROM)和PCI/PCI-E设备的存储器。

　　由于这些存储器基本上是用于系统的输入和输出，所以Intel又把这段地址空间称之为“MMIO”(Memory-Mapped I/O—I/O存储器映射)。当系统安装3GB以下的内存时，MMIO区域不会与物理内存条的地址空间相重叠，操作系统可以访问几乎全部的物理内存，而操作系统属性里显示的物理内存基本接近实际内存的容量。

　　而当系统安装上4GB内存时，问题出现了。

　　由于位于4GB下面的部分地址空间要优先分配给MMIO，内存条上对应的这段区间就得不到编址，所以操作系统就不能使用。

　　严格意义上来说，即使安装2GB内存时操作系统也不可能使用到全部的内存容量，诸如传统DOS的UMA区就有部分被占用的地址空间，但因为被占用的容量相比之下实在太少，所以就被很多读者忽略了。MMIO占用的地址空间在256MB～1GB之间，这么大的“浪费”大家肯定不能“熟视无睹”。

　　因为受4GB芯片组地址空间的限制(32条地址线的限制)，Intel 945系列及以前的芯片组、NVIDIA nForce 550及以前的芯片组都没有办法绕过这个限制。具体原因有三方面：其一是芯片组没有剩余空间分配来供操作系统来调配;其二是物理内存的编址必须是连续的，不能被割断;其三是系统开机时必需先从4GB的顶端地址(FFFF_FFFFh)读取BIOS数据, 这是IA32架构和4GB地址空间的局限.

　　所以建议使用这些芯片组主板的用户不要安装4GB的内存，这样会有部分内存容量不能被操作系统所使用。