Чем ограничивается максимальный размер физической памяти которую можно установить в компьютере
Обновлено: 04.07.2024
На разных этапах жизненного цикла программы используются различные типы адресов:
· символьные имена присваивает пользователь при написании на алгоритмическом языке или ассемблере;
· виртуальные адреса вырабатывает транслятор, переводящий программу на машинный язык. Поскольку во время трансляции в общем случае неизвестно, в какое место оперативной памяти будет загружена программа, то транслятор присваивает переменным и командам виртуальные адреса, считая, что начальным адресом будет нулевой адрес;
· физические адреса соответствуют номерам ячеек оперативной памяти, где в действительности расположены или будут расположены переменные и команды.
Совокупность виртуальных адресов называется виртуальным адресным пространством. Различают максимально возможное виртуальное адресное пространство (определяется архитектурой компьютера) и назначенное (выделенное) процессу виртуальное адресное пространство (фактически нужные процессу адреса, первоначально назначается транслятором, размер его может быть изменен во время выполнения). Обычно виртуальное адресное пространство процесса делится на две непрерывные части: системную и пользовательскую (по умолчанию в Windows 2000 эти части имеют одинаковый размер – по 2 Гбайт; пользовательская часть адресного пространства процесса располагается в диапазоне адресов 00000000-7FFFFFFF, системная – 80000000-FFFFFFFF).
Системная часть виртуальной памяти в ОС любого типа включает область, подвергаемую страничному вытеснению, и область, на которую страничное вытеснение не распространяется. В невытесняемой области размещаются модули, требующие быстрой реакции и /или постоянного присутствия в памяти, например диспетчер потоков. Остальные модули ОС подвергаются страничному вытеснению, как и пользовательские процессы.
В разных ОС используются разные способы структуризации виртуального адресного пространства. В одних ОС виртуальное адресное пространство процесса представлено в виде непрерывной линейной последовательности виртуальных адресов. Такую структуру делится на адресного пространства называют плоской. При этом виртуальным адресом является одно число, представляющее собой смещение от начала виртуального адресного пространства. Это линейный виртуальный адрес. В других ОС виртуальное адресное пространство части, называемые сегментами. В этом случае помимо линейного адреса может быть использован виртуальный адрес, представляющий собой пару чисел (m,n), где n определяет сегмент, а m – смещение внутри сегмента. Существуют и более сложные способы организации виртуального адресного пространства.
Задачей ОС является отображение индивидуальных адресных пространств всех одновременно выполняющихся процессов на общую физическую память.
В настоящее время типична ситуация, когда объем виртуального адресного пространства превышает доступный объем оперативной памяти (максимальный размер физической памяти, которую можно установить в компьютере определенной модели ограничивается разрядностью адресной шины).
Существует два подхода к преобразованию виртуальных адресов в физические:
1) Пересчет виртуальных адресов в физические выполняется один раз для каждого процесса во время начальной загрузки программы в память. Эту операцию выполняет специальная системная программа – перемещающий загрузчик.
2) Программа загружается в память с неизмененными виртуальными адресами. Во время выполнения программы при каждом обращении к оперативной памяти выполняется преобразование виртуального адреса в физический. Это так называемое динамическое преобразование адресов.
Виртуализация оперативной памяти осуществляется совместно ОС и аппаратными средствами процессора и включает решение следующих задач:
· размещение данных в запоминающих устройствах разного типа, например часть кодов программы – в оперативной памяти, а часть – на диске;
· выбор образов процессов или их частей для перемещения из оперативной памяти на диск и обратно;
· перемещение по мере необходимости данных между памятью и диском;
· преобразование виртуальных адресов в физические.
Виртуализация памяти может быть осуществлена на основе двух различных подходов:
· свопинг (swapping) — образы процессов выгружаются на диск и возвращаются в оперативную память целиком;
· виртуальная память (virtual memory) — между оперативной памятью и диском перемещаются части (сегменты, страницы и т. п.) образов процессов.
Свопинг представляет собой частный случай виртуальной памяти и, следовательно, более простой в реализации способ совместного использования оперативной памяти и диска. Однако подкачке свойственна избыточность: когда ОС решает активизировать процесс, для его выполнения, как правило, не требуется загружать в оперативную память все его сегменты полностью — достаточно загрузить небольшую часть кодового сегмента с подлежащей выполнению инструкцией и частью сегментов данных, с которыми работает эта инструкция, а также отвести место под сегмент стека. Аналогично при освобождении памяти для загрузки нового процесса очень часто вовсе не требуется выгружать другой процесс на диск целиком, достаточно вытеснить на диск только часть его образа. Перемещение избыточной информации замедляет работу системы, а также приводит к неэффективному использованию памяти. Кроме того, системы, поддерживающие свопинг, имеют еще один очень существенный недостаток: они не способны загрузить для выполнения процесс, виртуальное адресное пространство которого превышает имеющуюся в наличии свободную память. Именно из-за указанных недостатков свопинг как основной механизм управления памятью почти не используется в современных ОС. На смену ему пришел более совершенный механизм виртуальной памяти, который заключается в том, что при нехватке места в оперативной памяти на диск выгружаются только части образов процессов.
Ключевой проблемой виртуальной памяти, возникающей в результате многократного изменения местоположения в оперативной памяти образов процессов или их частей, является преобразование виртуальных адресов в физические. Решение этой проблемы, в свою очередь, зависит от того, какой способ структуризации виртуального адресного пространства принят в данной системе управления памятью. В настоящее время все множество реализаций виртуальной памяти может быть представлено тремя классами.
· Страничная виртуальная память организует перемещение данных между памятью и диском страницами — частями виртуального адресного пространства, фиксированного и сравнительно небольшого размера.
· Сегментная виртуальная память предусматривает перемещение данных сегментами — частями виртуального адресного пространства произвольного размера, полученными с учетом смыслового значения данных.
· Сегментно-страничная виртуальная память использует двухуровневое деление: виртуальное адресное пространство делится на сегменты, а затем сегменты делятся на страницы. Единицей перемещения данных здесь является страница. Этот способ управления памятью объединяет в себе элементы обоих предыдущих подходов.
Для временного хранения сегментов и страниц на диске отводится либо специальная область, либо специальный файл, которые во многих ОС по традиции продолжают называть областью, или файлом свопинга, хотя перемещение информации между оперативной памятью и диском осуществляется уже не в форме полного замещения одного процесса другим, а частями. Другое популярное название этой области — страничный файл (page file, или paging file). Текущий размер страничного файла является важным параметром, оказывающим влияние на возможности операционной системы: чем больше страничный файл, тем больше приложений может одновременно выполнять ОС (при фиксированном размере оперативной памяти). Однако необходимо понимать, что увеличение числа одновременно работающих приложений за счет увеличения размера страничного файла замедляет их работу, так как значительная часть времени при этом тратится на перекачку кодов и данных из оперативной памяти на диск и обратно. Размер страничного файла в современных ОС является настраиваемым параметром, который выбирается администратором системы для достижения компромисса между уровнем мультипрограммирования и быстродействием системы.
в этом разделе описываются ограничения памяти для поддерживаемых выпусков Windows и Windows Server.
Ограничения памяти и адресного пространства зависят от платформы, операционной системы и от того, используется ли значение _ _ большого _ адреса _ файла образа для загруженной структуры _ образа и Настройка 4 гигабайта (4GT). Изображение _ Для файла с _ _ _ поддержкой большого адреса задается или снимается использование параметра компоновщика /LARGEADDRESSAWARE .
Настройка 4 гигабайта (4GT), также известная как Настройка памяти приложения или параметр/3GB, — это технология (применима только к 32-разрядным системам), которая изменяет объем виртуального адресного пространства, доступного приложениям пользовательского режима. При включении этой технологии уменьшается общий размер системного виртуального адресного пространства и, следовательно, максимальное количество системных ресурсов. Дополнительные сведения см. в разделе что такое 4GT.
ограничения на физическую память для 32-разрядных платформ также зависят от расширения физических адресов (PAE), которое позволяет 32-разрядным Windowsным системам использовать более 4 гб физической памяти.
Ограничения памяти и адресного пространства
В следующей таблице указаны ограничения памяти и адресного пространства для поддерживаемых выпусков Windows. Если не указано иное, ограничения в этой таблице применяются ко всем поддерживаемым выпускам.
ограничения физической памяти: Windows 11
в следующей таблице указаны ограничения физической памяти для Windows 11.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 | Ограничение на ARM64 |
|---|---|---|---|
| Windows 10 Корпоративная | 4 Гб | 6 TБ | 6 TБ |
| Windows 10 для образовательных учреждений | 4 Гб | 2 ТБ | 2 ТБ |
| Windows 10 Pro для рабочих станций | 4 Гб | 6 TБ | 6 TБ |
| Windows 10 Pro | 4 Гб | 2 ТБ | 2 ТБ |
| Windows 10 Домашняя | 4 Гб | 128 ГБ | 128 ГБ |
Ограничения физической памяти: Windows 10
В следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows 10.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 |
|---|---|---|
| Windows 10 Корпоративная | 4 Гб | 6 TБ |
| Windows 10 для образовательных учреждений | 4 Гб | 2 ТБ |
| Windows 10 Pro для рабочих станций | 4 Гб | 6 TБ |
| Windows 10 Pro | 4 Гб | 2 ТБ |
| Windows 10 Домашняя | 4 Гб | 128 ГБ |
Ограничения физической памяти: Windows Server 2016
В следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2016.
| Версия | Ограничение в x64 |
|---|---|
| Windows Server 2016 Datacenter | 24 ТБ |
| Windows Server 2016 Standard | 24 ТБ |
Ограничения физической памяти: Windows 8
В следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows 8.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 |
|---|---|---|
| Windows 8 Корпоративная | 4 Гб | 512 ГБ |
| Windows 8 Профессиональная | 4 Гб | 512 ГБ |
| Windows 8 | 4 Гб | 128 ГБ |
Ограничения физической памяти: Windows Server 2012
В следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2012. Windows Server 2012 доступен только в выпусках X64.
| Версия | Ограничение в x64 |
|---|---|
| Windows Server 2012 Datacenter | 4 TБ |
| Windows Server 2012 Standard | 4 TБ |
| Windows Server 2012 Essentials | 64 ГБ |
| Windows Server 2012 Foundation | 32 ГБ |
| Windows Storage Server 2012 Workgroup | 32 ГБ |
| Windows Storage Server 2012 Standard | 4 TБ |
| Hyper-V Server 2012 | 4 TБ |
ограничения физической памяти: Windows 7
в следующей таблице указаны ограничения физической памяти для Windows 7.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 |
|---|---|---|
| Windows 7 Максимальная | 4 Гб | 192 ГБ |
| Windows 7 Корпоративная | 4 Гб | 192 ГБ |
| Windows 7 Профессиональная | 4 Гб | 192 ГБ |
| Windows 7 Домашняя расширенная | 4 Гб | 16 Гб |
| Windows 7 Домашняя базовая | 4 Гб | 8 Гб |
| Windows 7 Начальная | 2 Гб | Н/Д |
ограничения физической памяти: Windows Server 2008 R2
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2008 R2. Windows Сервер 2008 R2 доступен только в 64-разрядных выпусках.
| Версия | Ограничение в x64 | Ограничение на IA64 |
|---|---|---|
| Windows Server 2008 R2 Datacenter | 2 ТБ | |
| Windows Server 2008 R2 Enterprise | 2 ТБ | |
| Windows Server 2008 R2 для систем на базе Itanium | 2 ТБ | |
| Windows Server 2008 R2 Foundation | 8 Гб | |
| Windows Server 2008 R2 Standard | 32 ГБ | |
| Windows HPC Server 2008 R2 | 128 ГБ | |
| Windows Web Server 2008 R2 | 32 ГБ |
ограничения физической памяти: Windows Server 2008
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2008. ограничения, превышающие 4 гб для 32-разрядных Windows предполагают, что PAE включен.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 | Ограничение на IA64 |
|---|---|---|---|
| Windows Server 2008 Datacenter | 64 ГБ | 1 TБ | |
| Windows Server 2008 Enterprise | 64 ГБ | 1 TБ | |
| Windows Server 2008 HPC Edition | 128 ГБ | ||
| Windows Server 2008 Standard | 4 Гб | 32 ГБ | |
| Windows Server 2008 для систем на базе процессоров Itanium | 2 ТБ | ||
| Windows Small Business Server 2008 | 4 Гб | 32 ГБ | |
| Windows Web Server 2008 | 4 Гб | 32 ГБ |
ограничения физической памяти: Windows Vista
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Vista.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 |
|---|---|---|
| Windows Vista Ultimate | 4 Гб | 128 ГБ |
| Windows Vista Enterprise | 4 Гб | 128 ГБ |
| Windows Vista Business | 4 Гб | 128 ГБ |
| Windows Vista Home Premium | 4 Гб | 16 Гб |
| Windows Vista Home Basic | 4 Гб | 8 Гб |
| Windows Vista Starter | 1 ГБ |
ограничения физической памяти: Windows Home Server
Windows Home Server доступен только в 32-разрядном выпуске. Ограничение физической памяти — 4 ГБ.
ограничения физической памяти: Windows Server 2003 R2
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2003 R2. ограничения свыше 4 гб для 32-разрядных Windows предполагают, что PAE включен.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 |
|---|---|---|
| Windows Сервер 2003 R2 Datacenter Edition | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 1 TБ |
| Windows сервер 2003 R2 выпуск Enterprise | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 1 TБ |
| Windows сервер 2003 R2 выпуск Standard | 4 Гб | 32 ГБ |
ограничения физической памяти: Windows Server 2003 с пакетом обновления 2 (SP2)
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2003 с пакетом обновления 2 (SP2). ограничения свыше 4 гб для 32-разрядных Windows предполагают, что PAE включен.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 | Ограничение на IA64 |
|---|---|---|---|
| Windows Сервер 2003 с пакетом обновления 2 (SP2), Datacenter Edition | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 1 TБ | 2 ТБ |
| Windows сервер 2003 с пакетом обновления 2 (sp2), выпуск Enterprise | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 1 TБ | 2 ТБ |
| Windows сервер 2003 с пакетом обновления 2 (sp2), выпуск Standard | 4 Гб | 32 ГБ |
ограничения физической памяти: Windows Server 2003 с пакетом обновления 1 (SP1)
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2003 с пакетом обновления 1 (SP1). ограничения свыше 4 гб для 32-разрядных Windows предполагают, что PAE включен.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 | Ограничение на IA64 |
|---|---|---|---|
| Windows Сервер 2003 с пакетом обновления 1 (SP1), Datacenter Edition | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 1 ТБ | 1 ТБ |
| Windows сервер 2003 с пакетом обновления 1 (SP1), выпуск Enterprise | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 1 ТБ | 1 ТБ |
| Windows сервер 2003 с пакетом обновления 1 (SP1), выпуск Standard | 4 Гб | 32 ГБ |
ограничения физической памяти: Windows Server 2003
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Server 2003. ограничения свыше 4 гб для 32-разрядных Windows предполагают, что PAE включен.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение на IA64 |
|---|---|---|
| Windows Server 2003, Datacenter Edition | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 512 ГБ |
| Windows Server 2003, Enterprise Edition | 64 ГБ (16 ГБ с 4GT) | 512 ГБ |
| Windows Server 2003, Standard Edition | 4 Гб | |
| Windows Сервер 2003, Web Edition | 2 Гб | |
| Windows Small Business Server 2003 | 4 Гб | |
| Windows Compute Cluster Server 2003 | 32 ГБ | |
| Windows служба хранилища Server 2003 выпуск Enterprise | 8 Гб | |
| Windows Storage Server 2003 | 4 Гб |
ограничения физической памяти: Windows XP
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows XP.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 | Ограничение на IA64 |
|---|---|---|---|
| Windows XP | 4 Гб | 128 ГБ | 128 ГБ (не поддерживается) |
| Windows XP Starter Edition | 512 Мб | Н/Д | Н/Д |
ограничения физической памяти: Windows Embedded
в следующей таблице указаны ограничения на физическую память для Windows Embedded.
| Версия | Ограничение на x86 | Ограничение в x64 |
|---|---|---|
| Windows XP Embedded | 4 Гб | |
| Windows Embedded Standard 2009 | 4 Гб | |
| Windows Embedded Standard 7 | 4 Гб | 192 ГБ |
Влияние графических карт и других устройств на ограничения памяти
устройства должны сопоставлять память ниже 4 гб для совместимости с Windows выпусками, не поддерживающими PAE. Таким образом, если в системе имеется 4 ГБ ОЗУ, некоторые из них отключены или повторно сопоставлены с BIOS 4 ГБ. при повторном отображении памяти память X64 Windows может использовать эту память. клиентские версии Windows X86 не поддерживают физическую память свыше 4 гб, поэтому они не могут получить доступ к этим переназначенным регионам. любой выпуск X64 Windows или X86 Server может.
Версии клиента x86 с включенным PAE имеют доступное 37-разрядное (128 ГБ) физическое адресное пространство. Ограничением, которое накладывает эти версии, является максимально допустимый физический электронный адрес, а не размер пространства операций ввода-вывода. Это означает, что драйверы, поддерживающие PAE, могут фактически использовать физическое пространство свыше 4 ГБ при необходимости. Например, драйверы могут сопоставлять "потерянные" области памяти, расположенные выше 4 ГБ, и предоставлять эту память как электронный диск.
Я знаю не мало людей, уверенных что «чем больше памяти, тем быстрее работает компьютер». До определённого момента это правило действительно работает, однако достигнув некоторого порогового значения эффект от дальнейшего увеличения оперативной памяти уменьшается, а затем и вовсе пропадает.
Предлагаю разобраться, сколько памяти теоретически можно установить в компьютер и сколько её реально нужно. Но, для начала, думаю, будет не лишним напомнить что такое биты, разрядность и как это всё связано с памятью.
Из уроков информатики в школе, вы наверняка помните, что простейшим элементом информации является бит, который может быть в одном из двух состояний - 0 или 1, а разрядность — способность одновременно обрабатывать какое-то количество бит. Ну это понятно, а причём тут объем оперативной памяти?
Какой теоретический предел памяти компьютера?
Мы подошли к самому интересному. Так вот, именно разрядность (или битность) процессора и операционной системы определяет теоретически возможный предел, с которым может работать компьютер.
Абсолютным теоретическим пределом памяти для 32-разрядных систем — будет 4 гигабайта (2^32), 64-разрядный процессор способен адресовать уже 2^64 ячеек памяти или 16.8 миллионов терабайт!
Конечно, это только теоретический предел и в реальности всё гораздо скромнее. Наверняка вы замечали, что 32-битная Windows 7, способна распознать, в лучшем случае, только 3,5 Гб оперативной памяти, в зависимости от используемого железа. Это связано с тем, что часть адресов ячеек оперативной памяти используется периферийными устройствами и прежде всего видеокартой.
Впрочем, некоторые серверные версии Windows (WinServer 2000/2003/2008 Enterprise) поддерживают функцию Physical Address Extension (PAE), позволяющую использовать больше 4 Гбайт памяти благодаря специальной технологии переадресации, но это уже выходит рамки данной статьи.
Как видите, устанавливать более 4 Гб памяти на 32-битную операционную систему вообще не имеет смысла, она этого не оценит.
Значит, если хотим больше памяти и производительности — переходим на 64 разрядные версии ОС? Однако и с ними не всё так просто… те же 4 Гб оперативки тут уже не смотрятся по царски, ведь такие системы используют заметно больше памяти. Все переменные теперь уже не 32-битные, а 64-битные, что увеличивает объём занимаемой памяти приложениями на 20-40%.
Оптимальный объём памяти компьютера
Однозначной цифры, которая подойдет всем, не существует. Тут всё зависит от тех задач, которые планируется выполнять на компьютере.
Самая крупная планка памяти, из доступных на сегодня, составляет 64 Гб, и то для серверов. Однако, бездумно устанавливать максимально возможный объем оперативной памяти, который способна переварить ваша материнская платой тоже не имеет смысла.
Если рассматривать самый бюджетный вариант исключительно для офисных программ и Интернета, то можно обойтись и 4 Гб, но с обязательной установкой SSD диска, пусть и минимального объёма. Это позволит комфортно работать даже с таким, небольшим, по современным меркам, объёмом оперативной памяти. Просто ради интереса, посмотрите сколько ресурсов потребляет ваш браузер в данный момент, где каждая открытая вкладка может весить не одну сотню мегабайт.
Золотой серединой я считаю 8 Гб, так как в этом случае планки памяти будут максимально оправдывать те деньги, которые вы в них вложены. Такого объёма мне вполне хватает для подготовки графики для статей в Photoshop и даже запуска виртуальной машины с Win10 из macOS. Для игрового компьютера минимальные требования начинаются уже в районе 16 Гб.
Точнее сориентироваться с требуемым объёмом, можно понаблюдав сколько памяти у вас используется при работе, приплюсовав сюда размер своп-файла (файла подкачки). В любом случае, переход на SSD диски актуален вне зависимости от объёма оперативной памяти.
Каждому процессу выделяется память, такая память называется виртуальной. В этой статье я покажу вам, чем отличаются виртуальная и физическая память Windows.
Виртуальная и физическая память Windows
Для каждого нового процесса, в операционной системе Windows, выделяется некоторый объём оперативной памяти. Процесс не обязательно должен использовать весь выделенный объем памяти, он может занять всего лишь часть. Этот объем памяти называется виртуальным адресным пространством.
Виртуальную память так назвали, потому что процесс думает что он в операционной системе один. Процесс видит только выделенный ему объём памяти (своё виртуальное адресное пространство) и не знает сколько в системе реально физической памяти.
Соотношение виртуальной памяти с физической
В общем работу виртуальной и физической памяти можно представить, таким образом:
- процесс помещает свои данные в ячейки памяти, которые принадлежат его виртуальному адресному пространству;
- вместе с тем, виртуальные ячейки связаны с физическими ячейками в оперативной памяти или на жестком диске в SWAP;
- и в итоге процессу не обязательно знать про физическое расположение памяти.
Размер виртуального адресного пространства теоретически ограничивается архитектурой компьютера. Но операционная система накладывает дополнительные ограничения.
| Архитектура | Теоретический предел | Реальный предел для системных компонентов Windows | Реальный предел для виртуального адресного пространства процесса |
|---|---|---|---|
| 32-разрядная | 4 ГБ | 2 ГБ | 2 ГБ |
| 64-разрядная | 16 ЭБ = = 17600000000 ГБ | 128 ТБ = = 128000 ГБ | 128 ТБ = = 128000 ГБ |
Вы можете спросить, куда девается остальная память на 64-разрядной Windows? Она просто игнорируется, так как пока сложно себе представить такой объём оперативной памяти.
У физической памяти тоже есть лимит и он намного меньше чем лимиты для виртуальной памяти и составляет 24 ТБ.
Надеюсь вам стало понятнее зачем нужна виртуальная и физическая память Windows.
Читайте также: