x86微处理器的内存限制

Question

我最近从在线资源开始学习计算机体系结构课程。我从我收到的一本书中读到，x86处理器有32条地址线，可以在数据总线上一次读取数据4个字节。现在我知道32个地址线限制了可寻址内存到40亿个唯一地址。我无法解决的问题是，如果CPU能够在每个周期读取4个字节的数据，那么这些40亿个唯一地址中的每一个，为什么x86系统上的RAM限制为4 GB。它应该不是16 GB（4 GB 4）？有人可以为我清除这个吗？另外，当我谈到32位或64位微处理器时，32/64是否指的是CPU上的地址线数或数据线数？ （对于我的第一个问题，我应该提一下，我假设一个没有物理地址扩展的系统。）

Answer 1

x86微处理器是一类广泛的处理器，从8086到今天的64位多核CPU已经发展了数十年。 x86处理器的优势之一是它们是backward compatible，这意味着该系列中的最新处理器理解8086的指令（它们必须以称为Real Mode的特殊模式运行）。 8086具有16位寄存器和16位总线到存储器和I / O，它是byte addressable，意味着程序使用的地址是单个字节的地址。 8086可以从内存加载1或2个字节（称为单词）。随着时间的推移，较新的x86处理器向地址线添加了更多位，并添加了虚拟内存，并添加了更大的words。因此，32位数据项称为double word，64位数据项称为quad word，然后SSE出现，我们有128位octaword or double quadword，{{ 3}}。较新的x86处理器可以访问任何这些大小的数据，实际上最新的here's a table of data sizes具有256位向量寄存器。从程序的角度来看，寻址存储器仍然是通过在最低地址给出字节的地址来完成的。

您可以阅读有关64位计算AVX instructions的更多信息。这是一个很好的总结：

  

如果不进一步限定，64位计算机体系结构通常具有64位宽的整数和寻址寄存器，允许直接支持64位数据类型和地址。但是，CPU可能具有与寄存器不同大小的外部数据总线或地址总线，甚至更大（例如，32位Pentium具有64位数据总线）。