यह एक जटिल प्रश्न है क्योंकि इसमें कई घटकों को काम करना पड़ता है। वे घटक हैं:
- सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट
- मेमोरी कंट्रोलर यूनिट
- BIOS / (U) EFI
- ऑपरेटिंग सिस्टम
- आवेदन
अंतिम आइटम सीधे मुद्दे से संबंधित नहीं है, लेकिन मैंने इसे संपूर्णता के लिए जोड़ा है।
संक्षेप में, उपरोक्त सभी घटकों को सफल होने के लिए 4 जीबी से अधिक मेमोरी का समर्थन करना होगा।
सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट
एक CPU के साथ शुरू करते हैं। लेकिन पहले यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है, कि सीपीयू में किसी भी मेमोरी का उपयोग करने की कोई जादुई क्षमता नहीं है । इसके बजाय यह अपने पते योग्य स्थान के भीतर किसी भी पते पर पहुंच सकता है । अब यहाँ बिटनेस-चीज़ आती है। 32-बिट CPU 0 से 4 GiB तक के पतों तक पहुँचने में सक्षम है । इस रेंज में न केवल उपलब्ध रैम, ROM, SMRAM , ग्राफिक्स एड्रेस रीमैपिंग टेबल को समायोजित करना है , बल्कि सभी आवश्यक मेमोरी-मैप्ड I / O भी हैं और भी कई, जिन्हें इस पता सीमा का पर्याप्त हिस्सा चाहिए। परिणाम के रूप में यह पूरी तरह से संभव हो सकता है, कि कुछ मेमोरी पते उन उपयोगों द्वारा छायांकित थे और इसलिए रैम पर संचालन के लिए उपलब्ध नहीं हैं। छिपी हुई मेमोरी को पुनः प्राप्त करने के लिए सीपीयू सुलभ एड्रेस स्पेस का विस्तार करना आवश्यक है । 32-बिट CPU भौतिक पता एक्सटेंशन के मामले में मदद कर सकता है। जो 64 GiB तक संबोधित करने की अनुमति देता है । 64-बिट CPU देशी 64-बिट मोड में ऑपरेटिंग डिफ़ॉल्ट रूप से एक्सेस करने में सक्षम है16 ईआईबी तक, जो बहुत बड़ा है और इस तरह के ट्रिक्स की आवश्यकता नहीं है। लेकिन दूसरी ओर 64-बिट सीपीयू के लिए 64-बिट एड्रेसिंग का उपयोग करना अव्यावहारिक है, इसलिए वास्तव में वे अभी भी अपने एड्रेस बस द्वारा 16 ईआईबी से कम सीमा तक सीमित हैं।
मेमोरी कंट्रोलर यूनिट
प्रारंभ में यह नॉर्थब्रिज में स्थित था , लेकिन प्रोसेसर पर ले जाया गया था कि AMD द्वारा AMD64 प्रोसेसर के साथ शुरुआत की गई और Intel उनके Nehaleb प्रोसेसर के साथ। भले ही PAE वाला CPU 64 GiB तक पहुँचने में सक्षम हो, फिर भी उसे RAM तक पहुँचने के लिए MCU की आवश्यकता होती है। सीधे शब्दों में कहें: किसी विशेष पते तक पहुंचने वाले सीपीयू को इसका जवाब या तो पीसीआई डिवाइस, BIOS रॉम फ्लैश या एमसीयू से मिलता है, अगर अनुरोध किया गया पता रैम में रहता है, और इसी तरह। हालांकि यह असामान्य नहीं है कि MCU के लिए (यह नॉर्थब्रिज या CPU में हो) उदाहरण के लिए विपणन कारणों से 64 GiB से कम पते योग्य स्थान का समर्थन करना ।
BIOS / (U) EFI
BIOS / (U) EFI भी महत्वपूर्ण है क्योंकि कुछ भी वास्तव में संचालित करने से पहले हार्डवेयर को कॉन्फ़िगर करना उनका कर्तव्य है। अन्य बातों के अलावा, वे हार्डवेयर डिवाइस, बस, रैम और इतने पर मेमोरी रेंज के साथ पूरे प्रोसेसर एड्रेस करने योग्य स्थान की मैपिंग के लिए जिम्मेदार हैं । दिलचस्प बात यह हो सकती है कि पूरे रैम को टुकड़ों में विभाजित किया गया और कई उपलब्ध गैर-सन्निहित स्पॉट पर मैप किया गया। BIOS के साथ समस्या यह है कि यह डेवलपर्स अपने सिस्टम के भीतर 3 से अधिक RAMB RAM उपयोग की उम्मीद नहीं कर सकते हैं और जैसे कि BIOS उपयोग किए जाने वाले मेमोरी के सभी मानचित्रों को ठीक से नहीं करेगा। सबसे अधिक संभावना है कि यह (यू) ईएफआई के लिए नहीं होगा।
ऑपरेटिंग सिस्टम
ऑपरेटिंग सिस्टम को 4 से अधिक GiB मेमोरी को संबोधित करने का समर्थन करना चाहिए। अधिक विशिष्ट होने के लिए, इसे पीएई का उपयोग करने के लिए सीपीयू को कॉन्फ़िगर करना चाहिए। कुछ 32-बिट OSes पूरी तरह से PAE का उपयोग करने और 4 GiB से अधिक एक्सेस करने में सक्षम हैं, अन्य में अधिकतम मेमोरी पर सॉफ़्टवेयर-लिमिट है, भले ही वे PAE को एन्हांस्ड सिक्योरिटी के लिए सक्षम करते हैं (Windows XP एक उदाहरण है)। एक बार फिर 64-बिट OSes स्वाभाविक रूप से ऐसी कठिनाइयां नहीं हैं और आम तौर पर 4 GiB से अधिक मेमोरी का समर्थन करते हैं।
आवेदन
अंतिम बिंदु एक अलग दुनिया से है, क्योंकि आवेदन आमतौर पर एक वर्चुअल एड्रेस स्पेस में काम करते हैं , मैंने इसे पूर्णता के लिए जोड़ा है। फिर भी, यह अधिक मेमोरी का उपयोग करने में सक्षम होने के लिए आवेदन के लिए संकलन करते समय कुछ अतिरिक्त कदम उठाता है। डिफ़ॉल्ट रूप से 32-बिट एप्लिकेशन केवल 2 GiB मेमोरी का उपयोग करने में सक्षम है। वही 32-बिट एप्लिकेशन मेमोरी के 4 GiB तक पता कर सकता है , बशर्ते कि OS समर्थन करता है और CPU PAE को सक्षम करता है। विशेष रूप से, यह उपयोग कर सकता हैस्मृति के 3 GiB तक, अन्य 1 GiB सामान्य पुस्तकालयों और OS कर्नेल के रूप में पता करने योग्य होगा, लेकिन लेखन योग्य नहीं है (अंततः यह आवेदन के बजाय OS आर्किटेक्चर पर निर्भर करता है)। फिर से, 64-बिट एप्लिकेशन मूल रूप से 4 GiB से अधिक मेमोरी को संबोधित करने का समर्थन करते हैं और पहले स्थान पर ऐसी परेशानी नहीं होती है।
इस सब को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, कई उदाहरणों पर विचार करते हैं।
Intel® 82945G मेमोरी कंट्रोलर पर विचार करें । इंटेल वेबसाइट बताती है, कि यह पीएई का समर्थन नहीं करता है और 4 जीबी रैम तक सीमित है। 9 System Address Mapडेटाशीट के पैराग्राफ से परामर्श करें । इसकी बहुत सारी जानकारी है। सबसे दिलचस्प है Figure 9-3. Main Memory Address Range:
और पैराग्राफ 9.2 Main Memory Address Range (1 MB to TOLUD), जो निम्नानुसार पढ़ता है:
यह पता सीमा 1 MB से भौतिक मेमोरी के शीर्ष तक फैली हुई है, जिसे (G) MCH (TOLUD रजिस्टर में क्रमादेशित) के द्वारा पहुँचा जा सकता है। जब तक वे वैकल्पिक TSEG, वैकल्पिक ISA होल, या वैकल्पिक IGD चोरी VGA मेमोरी में नहीं आते हैं, तब तक इस सीमा के भीतर सभी पते तक पहुंच (G) MCH द्वारा मुख्य मेमोरी में भेज दी जाती है। (G) MCH 4 GB (82945GC / 82945GZ / 82945PL के लिए 2 GB) का अधिकतम मुख्य मेमोरी एड्रेस डीकोड स्पेस प्रदान करता है। (G) MCH APIC या PCI एक्सप्रेस मेमोरी स्पेस को रीमैप नहीं करता है। इसका मतलब यह है कि जैसे ही सिस्टम में पॉप्युलर मेमोरी की मात्रा 4 जीबी (82945GC / 82945GZ / 82945PL के लिए 2 जीबी) तक पहुंच जाती है, भौतिक मेमोरी होगी जो अभी तक मौजूद है, गैर-पता योग्य है और इसलिए सिस्टम द्वारा अनुपयोगी है।
जैसा कि यह कहता है, चूंकि यह पीएई का समर्थन नहीं करता है, यह अंततः 4 जीईबी से ऊपर पीसीआई और हर दूसरे एमएमआईओ को रीमैप करने में असमर्थ है , इसलिए कुछ मेमोरी को छायांकित और अप्रयुक्त किया जाएगा। जिसका अर्थ है कि भले ही यह 36-बिट एड्रेसिंग का समर्थन करने वाले सीपीयू के साथ उपयोग किया जाता है, लेकिन 4 गीब से ऊपर की मेमोरी अभी भी अनुपलब्ध रहेगी और 4 गिब सीमा के करीब की कुछ मेमोरी भी अप्रयुक्त होंगी।
इसके विपरीत, Intel® 82955X मेमोरी नियंत्रक पर विचार करने देता है , जो पिछले एक से संबंधित है, लेकिन यह पिछले एक के विपरीत 8 जीबी का समर्थन करने के लिए निर्दिष्ट है! डेटशीट पैराग्राफ का 2.1 Host Interface Signalsसुझाव है, कि यह सीपीयू के लिए 36-बिट एड्रेस बस का उपयोग करता है, जो एक अच्छा संकेत है। पैराग्राफ 7 System Address Mapमें आगे अंतर्दृष्टि है। Figure 7-1. System Address Rangesहमने पहले जो देखा था, उसकी तुलना करें :
यह स्पष्ट रूप से बताता है कि यह 4 GiB से अधिक रैम का उपयोग करने में सक्षम है, बशर्ते कि यह सीपीयू के साथ 36-बिट एड्रेसिंग में भी सक्षम हो। यह भी ध्यान देने योग्य है कि पैराग्राफ में 7 System Address Mapकहा गया है कि MCH supports 64 GB of addressable memory space। हालाँकि यह आगे स्पष्ट किया गया है कि अधिकतम उपयोग करने योग्य रैम 8 जीबी तक सीमित है। यह एक बार फिर से पता योग्य और के बीच के अंतर को घोषित करता हैउपयोगी के रूप में मैं सीपीयू अनुभाग में व्यक्त करने की कोशिश कर रहा था।
इसे समाप्त करने के लिए, मैं यह नोट करना चाहूंगा कि दो संबंधित चिपसेट वास्तव में मेमोरी हैंडलिंग में बहुत अंतर है।
चलो Intel® Pentium® प्रोसेसर एक्सट्रीम एडिशन 840 का निरीक्षण करते हैं । यह 64-बिट अनुदेश सेट का समर्थन करता है, लेकिन PAE का समर्थन नहीं करता है। जिसका अर्थ है कि यदि 32-बिट मोड में चलाया जाता है, तो यह 4 GiB से अधिक रैम का उपयोग करने में असमर्थ होगा (कृपया, मुझे सही करें अगर मैं इस धारणा के साथ गलत हूं)। चलो डेटशीट और टेबल की जाँच करें Table 4-3. Signal Description। भले ही यह सीपीयू 64-बिट सक्षम है, लेकिन यह अभी भी सीमित है, यह एड्रेस बस 36-बिट चौड़ा है, इस प्रकार इसे 0 से 64 गीब से शुरू होने वाले सुलभ एड्रेस रेंज तक सीमित किया गया है ।
अब एक और हालिया सीपीयू की जांच करने देता है। उदाहरण के लिए Intel® Core ™ i7-7700 प्रोसेसर लें । यह 64 जीबी तक रैम का समर्थन करने के लिए विज्ञापित है। अब इसके डेटाशीट की जांच करने देता है। पैराग्राफ 2.3 System Address Mapहमें आश्वस्त करता है कि 39-बिट एड्रेस बस के कारण सीपीयू की यह पता लगाने योग्य सीमा 0 से 512 तक है। ध्यान दें कि यह 64-बिट सीपीयू के लिए सैद्धांतिक 16 ईआईबी रेंज से अभी भी दूर है। हैरानी की बात है यह आगे स्पष्ट करते हैं कि इस CPU के 32 GiB तक का ही समर्थन करता है, हालांकि प्रयोग करने योग्य रैम अधिकतम (वेबसाइट पर 64 जीबी के विपरीत)। यहां रुचि की एक छवि भी है Figure 2-2. System Address Range Example:
यह पीसीआई उपकरणों आदि द्वारा मेमोरी शैडोइंग के साथ मुद्दे को चित्रित करने के लिए एक अच्छा काम करता है। यह मैपिंग द्वारा इस मुद्दे पर काबू पाने का एक तरीका भी बताता हैसीपीयू- पता करने योग्य सीमा के भीतर वास्तविक रैम से ऊपरी पता सीमा तक की सीमा। इस प्रकार उपयोग के लिए उस छिपी हुई स्मृति को पुनः प्राप्त करना। ध्यान दें कि यह रीमैपिंग हार्डवेयर आरंभीकरण पर BIOS / (U) EFI द्वारा की जाती है और यह ठीक इसी कारण से है कि मैंने ऊपर बुलेट-लिस्ट में BIOS / (U) EFI को शामिल किया था।
मैंने इंटेल उत्पादों को एक उदाहरण के रूप में लिया है, लेकिन एएमडी के लिए भी यही सच है।
अब चर्चा करते हैं कि ऑपरेटिंग सिस्टम कैसे शामिल हैं। लिनक्स कर्नेल में 2.3.23 संस्करण से शुरू होने वाला पूर्ण पीएई मोड समर्थन शामिल है और 32-बिट सिस्टम पर लिनक्स कर्नेल के साथ प्रयोग करने योग्य 4 से अधिक मेमोरी होना संभव है। हालाँकि, कुछ हार्डवेयर पर 4 GiB से अधिक रैम वाले सिस्टम पर 32-बिट लिनक्स कर्नेल के साथ एक अनिर्धारित मुद्दे से अवगत रहें (मेरे अनुभव में यह TLB शूटडाउन के साथ कुछ करना है)। वैसे भी विकिपीडिया पर PAE समर्थन की अच्छी जानकारी है । दिलचस्प यह है कि विंडोज एक्सपी 4 जीबी तक कैसे सीमित है, जबकि विंडोज सर्वर 2003 एंटरप्राइज / डाटासेंटर SP2 पूरे 64 जीबी में सक्षम है। समान अन्य डेस्कटॉप-सर्वर विंडोज जोड़े के लिए है।
जैसा कि आप देख सकते हैं कि सूचीबद्ध घटकों के बीच कई संयोजन हैं और कुछ मामलों में सीपीयू या ओएस की जगह लेने से मदद मिल सकती है। यह BIOS / (U) EFI या MCU से निपटने के लिए बहुत कठिन है क्योंकि पूर्व मालिकाना और अंतर्निहित प्रणाली में है और आसानी से परिवर्तनीय नहीं है, बाद वाले को सीपीयू में बनाया गया है या बोर्ड पर मिलाप किया गया है।