内存寻址能力与CPU的位宽有关系吗?

答案是:没有关系。
CPU的寻址能力与它的地址总线位宽有关,而我们通常说的CPU位宽指的是数据总线位宽,它和地址总线位宽半毛钱关系也没有,自然也与寻址能力无关。

简单的说,CPU位宽指的是一个时钟周期内CPU能处理的二进制位数,
如8086 CPU是16位的,可以一次处理2个字节(16个bit),80386 CPU是32位,能一次处理4个字节,
目前的CPU基本上64位的了,一次能处理8个字节。
我们的Windows操作系统也分为32位和64位,主要是针对上面CPU的位宽做了些优化,
比如32位的CPU就不能用64位的Windows(因为CPU一次只能处理32bit,而操作系统给你的指令是要处理64bit),
但64位的CPU就可以运行32位的Windows,也能运行64位Windows。
那CPU的地址总线位宽到底是个什么?

Intel的解释是Physical Address Extensions (PAE) is a feature that allows 32-bit processors to access a physical address space larger than 4 gigabytes.
上面图片是Intel Xeon E5-2698 v3的截图,专门就扩展物理地址作了说明,大意就是说这个是为了让32位的处理器能使用超过4GB的内存。
这个PAE就是CPU的地址总线位宽。在8086这个16位CPU上,它的地址总线位宽是20位,正好能寻址1MB,80286它的PAE是24位,
在Pentium II(32位CPU)时这个PAE变成了36位,可以支持64GB的寻址。
64位CPU出现之后,其地址总线位宽一般采用的是36位或者40位,它们寻址的物理地址空间为64GB或者1T。
那地址总线和数据总线有什么关系?
可以这么理解,地址总线用来定位,数据总线用来传输,也就是当CPU需要从内存读取数据或向内存写入数据时,
它使用地址总线来指定其需要访问的存储器块的物理地址,然后通过数据总线发送数据。
所以说,CPU的位宽和寻址能力是没有关系的,
16位CPU的地址总线位宽可以是20位,32位CPU的地址总线可以是36位,64位CPU的地址总线位宽可以是40位。
所以你下次一定不要说32位的CPU只能寻址2^32(4GB)了,大错特错。
那操作系统的位宽和寻址能力有什么关系吗,这个其实还是有的。
我们在使用计算机时,操纵的其实是逻辑地址,32位操作系统的逻辑地址寻址范围只有2^32=4GB。
所以,不管你用什么样的CPU,它最多也只支持4GB的内存容量,但这是操作系统的锅,并不是说32位CPU只能寻址4GB空间。
可能是在这儿容易引起错觉,一定要还CPU一个清白。

原文地址:https://www.cnblogs.com/a-s-m/p/10750898.html

时间: 2024-08-10 13:36:41

内存寻址能力与CPU的位宽有关系吗?的相关文章

计算机组成原理--64位CPU装载32位操作系统,它的寻址能力还是4GB吗?

借由这个问题,今天我们就把 32 位 CPU.64 位 CPU.32 位操作系统.64 位操作系统之间的区别与联系彻底搞清楚.对于这个问题,博主也是一知半解了好长时间啊~ 基本概念 32位的CPU与64位CPU 以下内容摘自维基百科: 64 位 CPU 是指 CPU 内部的通用寄存器的宽度为 64 比特,支持整数的 64 比特宽度的算术与逻辑运算.那么 32 位 CPU 同理. 一个 CPU,联系外部的数据总线与地址总线,可能有不同的宽度:术语"64位"也常用于描述这些总线的大小.不过

FLASH位宽为8、16、32时,CPU与外设之间地址线的连接方法

转 http://blog.csdn.net/linweig/article/details/5556819 flash连接CPU时,根据不同的数据宽度,比如16位的NOR FLASH (A0-A19),处理器的地址线要(A1-A20)左移偏1位.为什么要偏1位? 从软件和CPU的角度而言,一个地址对应一个字节,就是8位数据.这是肯定的,不要怀疑这点. 对于具体器件而言,它的位宽是一定的,所谓位宽,指的是“读/写操作时,最小的数据单元”──别说最小单元是“位”,一般设备上没有单独的“位操作”,修

s3c2440裸机编程-内存控制器(二、不同位宽设备的连接)

不同位宽设备的连接 我们先看一下2440芯片手册上外设rom是如何与CPU地址总线连接的. 8bit rom与CPU地址线的连接 8bit*2 rom与CPU地址线的连接 8bit*4 rom与CPU地址线的连接 16bit rom与CPU地址线的连接 16bit*2 rom与CPU地址线的连接 从上面的图中,我们知道可以对2片位宽为8bit的外设扩展级联成1个16bit的外设,同理可用4片位宽为8bit的外设进行级联成1个32bit的外设... 从上面的图中,我们还看见一个规律: 当外设总线位

Flash的不同位宽与CPU地址线的接线问题?

一般Flash都有8.16.32等这些不同的位宽,当然说白了就是Flash的数据线位数. 在Flash与CPU的地址线的连接问题时:不同位宽的有不同的连接方法: 一般是:位宽为8时CPU的ADDR0与Flash的A0相连,其他的按顺序依次往下连接: 位宽为16时CPU的ADDR1与Flash的A0相连,其他的按顺序依次往下连接: 位宽为32时CPU的ADDR2与Flash的A0相连,其他的按顺序依次往下连接: 怎么对应起来的呢?    参考博客:http://blog.csdn.net/linw

Linux 内存寻址

内存地址分类 逻辑地址:机器语言指令中用来指定一个操作数或一条指令的地址.每一个逻辑地址都由一个段(segment)和偏移量(offset或displacement)组成,偏移量指明了从段开始的地方到实际地址之间的距离. 线性地址(或 虚拟地址):一个32位(或64位)无符号整数,在32位系统中可以用来表示高达4GB(0x0000 0000 —— 0xffff ffff)的地址,也就是高达 4 * 1024 * 1024 * 1024个内存单元(字节). 物理地址(physical addres

Linux内存寻址

我会尽力以最简洁清晰的思路来写这篇文章. 所谓内存寻址也就是从写在指令里的地址,转化为实际物理地址的过程.因为操作系统要兼顾许多东西,所以也就变得复杂. 逻辑地址 → 线性地址 → 物理地址 逻辑地址 = 段 + 偏移量 因为:最开始cpu中的alu宽度只有16位,但地址总线宽度有20位.所以设置四个段寄存器:cs(指令),ds(数据),ss(堆栈),es(其它). 每个段寄存器16位,对应地址总线高16位.每条指令中的16位内部地址与某个段寄存器中内容相加,得到20位的实际地址. 上述的16位

Linux内存寻址之分段机制

http://blog.xiaohansong.com/2015/10/03/Linux内存寻址之分段机制/ .段的起始地址.段的长度等等,而在保护模式下则复杂一些.IA32将它们结合在一起用一个8字节的数表示,称为描述符 .IA32的一个通用的段描述符的结构从图可以看出,一个段描述符指出了段的32位基地址和20位段界限(即段长).这里我们只关注基地址和段界限,其他的属性略过. 段描述符表 各种各样的用户描述符和系统描述符,都放在对应的全局描述符表.局部描述符表和中断描述符表中.描述符表(即段表

Linux内存寻址之分页机制

http://blog.xiaohansong.com/2015/10/05/Linux内存寻址之分页机制/ 在上一篇文章Linux内存寻址之分段机制中,我们了解逻辑地址通过分段机制转换为线性地址的过程.下面,我们就来看看更加重要和复杂的分页机制. 分页机制在段机制之后进行,以完成线性-物理地址的转换过程.段机制把逻辑地址转换为线性地址,分页机制进一步把该线性地址再转换为物理地址. 硬件中的分页 分页机制由CR0中的PG位启用.如PG=1,启用分页机制,并使用本节要描述的机制,把线性地址转换为物

Linux内存管理学习笔记——内存寻址

最近开始想稍微深入一点地学习Linux内核,主要参考内容是<深入理解Linux内核>和<深入理解Linux内核架构>以及源码,经验有限,只能分析出有限的内容,看完这遍以后再更深入学习吧. 1,内存地址 逻辑地址:包含在机器语言中用来指定一个操作数或一条指令的地址. 线性地址:一个32位无符号数,用于直接映射物理地址 物理地址:片上引脚寻址级别的地址 2,逻辑地址->线性地址 2.1 段选择符与段寄存器 逻辑地址:段选择符(16位)+段内偏移(32位) index:在GDT或L