Таким образом, при разработке процессора 80386 было принято решение, что устройствам, нуждающимся в использовании адресного пространства памяти, выделяется четвертый гигабайт.

Т.е. начиная с 386-го, ОЗУ принадлежали младшие адреса в адресном пространстве, а оборудованию выделялись старшие адреса – от верхней границы (4Гб) вниз. В те времена объем оперативной памяти в 4 Гб был не реален для персональных компьютеров, а для серверов разработали специальное решение, о котором немного ниже.

С появлением устройств, требующих высоких скоростей обмена данными или прямой записи в память возникла необходимость размещения памяти устройства в доступном для процессора адресном пространстве (т.е. в пределах 4 Гб). Поэтому, например, оборудование AGP резервирует для своих нужд адресное пространство, которое до недавних пор, было гораздо больше, чем размер видеоОЗУ. Обычно резервируется 256 Мб (хотя часто есть возможность менять размер резервируемой области в BIOS), причем не имеет значения, сколько памяти установлено в видеоадаптере. Появление PCI-E принципиальных изменений не принесло - изменился физический интерфейс, а организация использования видеопамяти осталась той же.

Наглядно увидеть сколько памяти резервируют какие устройства можно в диспетчере устройств, выбрав в меню «вид» «ресурсы по типу» (для русской локализации Windows).

Количество доступной для системы памяти определяется как общее количество физически установленной памяти минус объем памяти, зарезервированный всеми устройствами.

Для ограничения доступного для ОЗУ адресного пространства достаточно физического присутствия устройства на шине, и не имеет значения, используется оно или нет.

Если устройство может использовать ОЗУ компьютера для своих нужд (например многие видеокарты для ноутбуков имеют настраиваемый параметр – количество используемой системной памяти), доступное количество памяти будет еще меньше.

Вывод 1. Хотя 32-разрядные версии Windows XP и Windows Vista могут использовать четыре гигабайта ОЗУ, из-за ограничений, накладываемых архитектурой используемого оборудования, эта величина обычно оказывается в пределах 3-3,5 Гб.

Вывод 2. Добавление устройств, использующих шины PCI или PCI-E, может уменьшить количество доступного системе ОЗУ. В таких случаях можно рекомендовать рассмотреть замену внутренних модулей на устройства с аналогичной функциональностью, подключаемые к интерфейсу USB.

В то же время такого ограничения нет для серверных версий операционных систем Windows. А нет его потому, что примерно в середине девяностых годов для серверов верхнего уровня (с архитектурой IBM PC) стала актуальной задача увеличения объема памяти сверх четырех гигабайт. Технология расширения объема памяти была неоднократно использована в самых разных ЭВМ.

К оборудованию добавляли аппаратный диспетчер памяти, который во взаимодействии с операционной системой обеспечивал расширение физического адресного пространства памяти. Память при этом делилась на отдельные страницы, размер которых определялся характеристиками аппаратного диспетчера.

Новую (для платформы PC/386) технологию назвали расширением физических адресов (PAE - Physical Address Extention) и воплотили ее в процессорах Pentium Pro. Компьютеры на этих и всех последующих процессорах могут (при наличии соответствующей системной платы, конечно) использовать не 32-х, а 36-разрядную шину адреса, что дает возможность установить до 64 Гб ОЗУ.

Следует подчеркнуть, что речь идет о расширении именно физических адресов. Процессор при этом остается 32-разрядным, все программы также используют 32-разрядную адресацию и напрямую могут обращаться только к четырем гигабайтам.

При использовании расширения физических адресов, во-первых, процессору становится доступной память в физических адресах выше четырех гигабайт. Во-вторых, устройствами будет резервироваться память также в расширенном диапазоне – т.е. в 64-м Гигабайте.

Следует подчеркнуть, что для этого необходимо наличие двух обязательных условий:

1. системная плата должна поддерживать расширение физических адресов;
2. в операционной системе должен быть включен режим PAE.

Если процессор более старый либо если используются более старые версии Windows, можно включить режим расширения физических адресов принудительно. Для этого надо добавить в строку запуска данной ОС в файле boot.ini параметр /PAE.

Если режим расширения физических адресов включен, то в окне свойств компьютера появляется строчка «Расширение физических адресов» (последнее слово временами не помещается в отведенное для надписи место и обрезается).

Но в окне свойств XP SP2 тоже есть такая надпись. Значит, эта система тоже работает в режиме расширения физических адресов? Но почему же тогда ей доступно лишь три с небольшим гигабайта?

Да, Windows XP SP2 в данном случае по умолчанию включила режим PAE для обеспечения поддержки DEP. Но, в отличие от Windows Server 2003, в Windows XP расширение физических адресов реализовано лишь частично. Эта система не поддерживает 36-разрядную адресацию памяти, Даже с включенным PAE она имеет то же самое 32-разрядное адресное пространство, что и без этого режима.

Так что даже принудительное включение РАЕ не добавит в распоряжение системы ни одного байта.

Впрочем, если установить Windows XP с первым пакетом исправлений или исходную версию вообще без пакетов, то расширение физических адресов даст системе возможность увидеть все четыре гигабайта. Но стоит только добавить SP2, как количество памяти сразу уменьшится.

Причина в том, что в 32-разрядных Windows XP SP2 (а также SP3) и Windows Vista расширение физических адресов есть, но в то же время его как бы и нету. Причина проста и банальна – обеспечение совместимости с драйверами, написанными без учета возможного включения РАЕ.