| 来源：it168 坦荡 编辑 |
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然而，人们兴冲冲地买回4GB内存后，打开电脑进入系统，却发现系统显示的内存却远远不到4GB，是内存缩水了么？还是操作系统不支持4GB内存呢？无论如何，花了这么多钱却得不到应有的东西，无论是谁都很难受的。
那么，这些丢失的空间究竟哪里去了呢？
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从上图可以看出，4GB的系统地址空间中，PCI内存范围占用了大量的地址范围——接近750MB，导致最后系统内存只有3.25GB的罪魁祸首就是这部分空间。 这部分空间主要是什么内容呢？
上表列出了这部分黑洞空间包含的内容，我们可以看出，这些都是跟BIOS、PCI/PCIE设备等有关，系统和这些设备都是使用内存地址空间来通信的（以往也使用I/O Port来进行通信，然而其速度不够理想），我们称这部分空间为MMIO（Memory Mapped Input/Output，内存映射输入输出）空间，由于这些地址空间被设备所占用，实际上插在内存插槽上对应的空间就闲置、浪费了，因此我们花了4GB内存的钱，实际却只能得到3.25GB的可用空间！ 这部分内存能不能回收利用呢？ |
符合PCI标准具有MMIO空间的系统，内存空间主要分为6大部分，如下图P965芯片组上的例子，分为一个保留地址区域、两个主内存地址区域、两个PCI内存地址区域及一个主内存回收地址区域：
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首先我们要清楚，在一个IA32系统上具有很多个地址的概念，在不考虑软件方面因素的时候，我们需要讨论到两个地址：物理地址和系统地址。
物理地址是指CPU可以寻址的地址范围，具有36bit内存总线的现代CPU可以支持对64GB的地址空间进行寻址（通过PAE技术，Physical Address Extension，物理地址扩展，从Pentium Pro开始IA32 CPU便开始支持这样的技术），而系统地址是指一个系统中插在内存槽上的内存的实际分配方式，也是操作系统中对应着的物理内存分配方式。
这样按照物理地址空间来划分，低于4GB的内存中具有的一个PCI内存区域就是我们通常说指的MMIO区域，由于对这部分地址的寻址都被内存控制器路由至相关的设备（如显卡等），因此这部分的内存就消失了，不能使用了，要想回收这部分空间，就要将对这部分地址的寻址正确地路由至内存，而不是路由至MMIO设备，这就是“回收地址空间”。
由于MMIO占用的空间过于巨大——可以达到1GB以上，在一些4GB~8GB内存容量的服务器上损失就非常巨大——通常服务器需要大量的内存，这部分内存很重要——因此，芯片组厂商们——如Intel就开始考虑采用一些技术来回收利用这部分丢失的MMIO内存空间（实际上，MMIO的存在可以说是PCI标准所规定的，而PCI标准，就是Intel制定并力推的，因此解决这个问题，Intel责无旁贷）。
Intel在服务器/工作站芯片组上率先布署了Memory Remapping（内存重映射）技术，用以解决这个问题。
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如图所示，在CPU寻址的物理空间中，MMIO空间仍然存在，然而，在实际插入的内存中，这部分MMIO空间对应的却是一部分重映射内存空间，在CPU想使用这部分内存的时候，CPU将寻址高于4GB内存的这部分空间，内存控制器再对其进行转换，再寻址到实际的内存条。
由于对MMIO空间部分的地址进行了转换操作，因此这个技术就被称为Memory Remapping技术，通过这个技术，系统得以完全利用所有插上去的4GB（或者更多）的内存，而得以消除令人尴尬的3.25GB系统内存容量显示。
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在AMD Athlon 64这样的集成内存控制器的产品上，执行内存重映射操作的部件就包含在CPU中，而在Intel这样的架构上，操作就由主板上的北桥芯片来完成。 Intel Memory Remapping技术最先出现在服务器芯片组上，然而由于桌面芯片组的不停发展，以及桌面操作系统对内存支持的不停进步，引入Memory Remapping技术也变得非常自然了。
当前的Intel支持Memory Remapping技术的桌面芯片组并不多，可想而知都是属于较高端的系列，即Intel 955X、Intel 975X和Intel P965/G965这几种，值得一提的是，这几种芯片组同时也是支持8GB内存容量的芯片组，以往的Intel 945、Intel 925系列等虽然也能支持4GB内存，然而它们不支持Memory Remapping技术，因此在这些系统上人们实际上无法得到完整的4GB可用空间。 其他芯片组厂商方面，AMD的Athlon 64等级以上的CPU都对类似的技术提供了支持，而NVIDIA只有680i SLI芯片组有提供，可见我们的选择还是不少的——Intel系统除外。 还有一个需要注意的地方是，虽然主板芯片组支持这个特性，然而没有BIOS打开这个功能的话也是徒劳，这个现象在较为低端的965/975/680i主板上已经屡见不鲜了。 |
在碰到这个现象的时候，很多玩家的第一个想法是操作系统不支持4GB的内存，现在我们知道是否支持Memory Remapping是一个很关键的条件，不过这个现象也的确跟操作系统相关。
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从前面提供的系统截图中我们就可以看到，同样是打开Memory Remapping技术，Windows Server 2003和Windows XP提供的系统内存就有不同，实际上，不同版本的Windows XP提供的系统内存都有不同！
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这个现象就表明了操作系统对系统内存支持的能力以及对Memory Remapping技术的支持能力，如Windows XP这样的定位为“桌面”的操作系统就不能充分发挥Memory Remapping技术的威力，而Windows Server 2003这样的“高级”服务器操作系统则可以充分配合同样源自服务器领域的Memory Remapping技术。
由于Intel 955X/975X/P965/G965及NVIDIA 680i都开始提供对8GB系统内存的支持（AMD的CPU则内置了这种能力），因此在操作系统方面的选择上就需要开始注意，下图显示了当前主流Windows操作系统的内存容量支持能力，当然Windows 98/ME这样的系统已经鲜有人使用了，这里只是作为其他操作系统的对比。
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915G是一个内置显卡的Intel芯片组，支持4GB内存容量，然而并不支持Memory Remapping技术。
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Intel的955X/P965/G965/975X都是比较高端的桌面芯片组，因此它们提供了Memory Remapping的支持，这些芯片组也都能支持最高达8GB的内存容量。
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关闭Memory Remapping，P965只能提供3008MB的内存给操作系统。
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而同样关闭Memory Remapping，975X能提供3200MB。
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P965配合Windows XP SP2，可以提供3.25G内存给操作系统。
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是的，驱动程序也是一个很重要的因素，因为这个缘故，Windows XP SP1升级到SP2系统显示的总内存反而降低了，这就是为了提高驱动兼容性而做出的改动。 大部分的驱动程序都问题不大，然而我们经过大量实验，找到了一个很明显的例子：显卡驱动程序。 早期的NVIDIA显示驱动并不能在3GB及以上内存的系统下正常工作，直到最近才提供在Windows XP和Vista下大容量内存系统的支持，而在Windows Server 2003操作系统上，则至今没有完全解决（最新的158.19 Beta驱动已经可以在4GB内存系统上使用了，不过最新的正式版驱动——97.94 WHQL版本仍然不能，安装158.19Beta之前的驱动会导致系统无法正常启动）。
幸好，ATI的驱动程序在4GB的Windows Server 2003下工作良好，这让大容量内存系统的用户具备了一个选择。 |
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我们在一块不提供Memory Remapping选项的Foxconn P965主板上搭建了一个平台，虽然没有提供BIOS选项，然而它实际上处于一直打开的状态，因此我们的4条1GB Kingston DDR2 667工作良好。
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Windows XP SP2从2GB内存配置提升到4GB内存配置，系统的内存实际上只提升了1.25GB。
从测试上看，大部分项目得分具有非常小的提升，这不会是驱动用户升级的理由。
从测试可以看出，系统性能基本上没有特别的变化，缘何？
因为架构的原因，现代的普通32bit操作系统，可以寻址4GB的内存空间，其中用户模式的应用程序可以寻址的通常只有2GB，而剩余的2GB空间被限制为只能由核心模式访问。提供多于4GB容量的内存，每一个用户模式的应用程序可以寻址的容量仍然没有改变——不过，不同的应用程序都具有互相独立的的2GB寻址空间，因此要运行大量应用程序的服务器可以用大量的内存中获益。
对于普通用户而言，4GB内存，或者更大容量的内存会具有什么优势呢？虽然单个应用程序的寻址被限制为了2GB（或者，调整为3GB），然而更大容量的内存可以让操作系统/驱动程序需要的运行空间更加广阔，在多个应用程序的情况下，内存的利用度也可以更高，并且大容量的内存条件下，用户可以关闭虚拟内存，从而大大提升系统的整体性能。
再从应用来看，如WoW（魔兽世界）这样的游戏可以应用大约1GB～1.5GB的内存空间（是指单独的WoW进程），WoW内部包含了一个解释语言编程系统（俗称的LUA语言），所有的WoW插件都通过这个系统工作，因此WoW具有使用更大量内存的可能性。在这样的环境下，2GB内存运行就会显得有些不足用，特别是在同时运行大量浏览器、杀毒软件、下载软件及即使通信软件的情况下。
程序只能寻址2GB的这个限制是操作系统架构引起的，虽然不同的操作系统实现具有不同的值，不过多数现在的操作系统在这一点上都很一致。
为了让程序突破2GB寻址的限制，近代Windows NT核心提供了一个变通的方案：4GB内存调整优化技术，通过这个技术，可以将用户模式的寻址空间扩大至3GB，这样核心寻址空间便被限制为1GB了，需要超大内存容量的应用程序可以从这个特性中获得性能改善，如SQL Server数据库这种类型。要使用这个4GB内存优化技术，用户需要在Windows Server操作系统的启动参数中加入/3GB开关。这个特性同时需要操作系统打开DEP（数据执行保护，其实/3GB开关需要的是PAE的支持）。
然而让用户模式程序能多寻址1GB毕竟还算是治标不治本，于是Microsoft还在自己的操作系统提供了一个比较重要的特性：AWE（Address Windowing Extension，地址窗口扩展） API集，这个API集的原理其实是基于这样的一个事实：所有的支持PAE的操作系统都有能让IA32处理器直接寻址64GB物理地址的API，回想前面的内容，物理地址是CPU处理的地址，而每个程序私有的2GB内存地址被称为虚地址范围。
每个支持PAE的操作系统都具有这种API，差别只是在于这些API能否提供如内存共享、进程间通讯、分页等等这些功能，微软在Windows上提供了一个简单明了的API组——也就是AWE地址窗口扩展API组，它仅仅由5个API调用组成，包括了核心级和用户级调用，使用AWE分配得到的内存是非分页、锁定的，其他程序无法访问，也无法交换到页面文件（虚拟内存）上去，对性能具有很大的提升。
通过使用AWE API，核心模式/用户模式可以轻易地突破2GB容量的限制，最高可以达到64GB，如SQL Server就使用了这个AWE API（可设定），从而提高对大容量内存的能力，大大提升了应用软件/系统的性能。
64bit系统中不存在这个问题，实际上，64bit系统不需要PAE的支持，也不支持AWE API，用户模式和核心模式的程序都可以直接访问非常大容量的内存空间，可惜的是，32bit平台上遗留的大量资源，让64bit应用迄今尚未开始流行。
测试中，4GB内存相对于2GB内存而言，提升并不是很大。
在模拟实际办公的Business Winstone测试中，4GB内存具有可见的提升，从24.5分达到25.6分，这也表明了更大容量内存对具有复杂应用程序环境（办公通常需要使用到大量不同的应用软件）具有的一些提升，而一些工业设计软件则可以充分利用大容量内存的优势，如CineBench代表的3D设计软件。
常见的游戏软件对大容量内存的利用并不高，不过大容量内存可以进一步提升系统的响应能力，同时允许用户打开更多的软件，对于一些用户而言，可能具有不小的诱惑，同时考虑到4GB内存的成本仅为1200多，并不难以让人接受。通过4GB内存调整优化技术和AWE API，程序可以突破2GB寻址空间的限制，不过后者需要程序设计的时候使用新的API，而前者则非常方便，不过只能用在Server版本的Windows上。
当用户选择布署4GB或者更多的内存时，需要考虑到使用的主板以及操作系统，Intel平台上，目前只有955X/P965/G965/975X和680i SLI可以支持Memory Remapping技术，让用户充分应用3GB以上的内存，AMD的选择可能更宽一些。然而用户需要仔细考察主板，确保提供这个选项的开启，低端的使用这些芯片组的主板有时并不提供这个特性，这实际上损失了用户得到的内存容量。
操作系统方面，32bit的Window XP和Windows Vista都能支持4GB的内存，然而可以提供给用户的会根据情况有所差别。假如用户想在32bit环境下使用多于4GB的内存，你目前只能考虑Windows Server 2003 Enterprise Edition，否则，你就需要考虑转向64bit的操作系统。
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从目前来看，在超过3GB内存的系统上，都使用最新版显卡驱动程序的话，NVIDIA和ATI的图形芯片都可以选择，然而NVIDIA的G80目前在Windows Server 2003下只能选择Beta版的驱动，而其他NVIDIA图形芯片则没有什么解决方法，用户只能选用Windows XP或者Windows Vista。ATI方面则没有问题，主流的Catalyst驱动可以完好地运行。
