Que razão haveria para uma placa-mãe de CPU de 64 bits suportar um máximo de (apenas) 4 GB de RAM?

Question

Quanto às CPUs x86, as de 64 bits são bloqueadas em soquetes específicos, de forma que as CPUs de 32 e 64 bits nunca usam o mesmo soquete. Portanto, uma placa-mãe sabe se está equipada com uma CPU de 32 ou 64 bits e, portanto, a RAM máxima que pode ser endereçada. Então, por que uma lista de placas-mãe em seu manual só pode ser equipada com um máximo de 4 GB, se aceitar apenas uma CPU de 64 bits?

    

Answer 1

Uma placa-mãe de geração atual com RAM máxima suportada de 4 GB normalmente exigiria RAM DDR4 .

A tecnologia RAM melhorou significativamente desde que as placas-mães de 4 GB de RAM começaram a aparecer nos anos anteriores (placas baseadas no AMD Athlon há 14 anos atrás). Placas-mãe mais novas com a mesma capacidade máxima ainda são feitas pela principal razão de preço e desempenho equilibrados.

A adição de um monte de suporte RAM na placa-mãe vem com maiores requisitos de conectividade (a memória usa caminhos paralelos do processador - ao contrário do USB, por exemplo).

Adicionar mais linhas de endereço à RAM requer mais complexidade na placa-mãe.

As placas-mãe voltadas ao desempenho até mesmo suportam memória multi-canal (aqueles que usam emparelhar 2x2GB de RAM DDR4, por exemplo, ou até 3x2GB de RAM DDR4 - isto é, três canais de DDR4, o que significa três vezes a fiação entre processador e RAM placa mãe). Tudo isto torna o design e o fabrico mais caros, o que se reflecte nos seus preços de retalho. _{Eu estou mantendo isso simples, provavelmente há uma série de outras razões não-técnicas para o aumento dos preços da placa-mãe / processador / RAM}

Um processador de 64 bits da geração atual (que requer uma placa-mãe mais nova e compatível) com apenas 4 GB de configuração de RAM (geração atual) teria um desempenho muito melhor do que um processador anterior de 64 bits e 4GB de RAM. Ele se beneficiaria dos avanços tecnológicos atuais (componentes de maior densidade, menor produção de preço, menor consumo de energia). Essas placas permitem fazer configurações de laptop e desktop de baixo custo que aproveitam os avanços tecnológicos em posições de preço mais baixas.

O atual processador e placa-mãe viriam com várias outras novas tecnologias de hardware (novas tecnologias sem fio, Bluetooth, USB rápido, compatibilidade SSD, etc.).

    

Answer 2

A melhor razão para isso ser documentada é ... se fosse verdade.

A principal razão pela qual as CPUs de 64 bits foram projetadas não foi o fácil acesso a endereços de memória maiores, mas a velocidade. O fato de que a velocidade era obtida usando um novo conjunto de instruções, e que usar um novo conjunto de instruções era uma boa maneira de resolver uma limitação de memória de 4 GB, era um tempo bastante coincidente. Se o design da CPU não estivesse pronto para ir além dos 32 bits, o endereçamento da memória certamente teria sido melhor resolvido para o popular padrão x86 de 32 bits.

Alguém poderia pensar que a idéia seria que uma placa-mãe não tivesse um limite específico de capacidade por slot. No entanto, esses limites normalmente existem. Às vezes, as placas-mãe podem aumentar esses limites por meio de atualizações de firmware, mas nem sempre.

Portanto, se o suporte de RAM da placa-mãe não ultrapassar 4 GB, não é por isso que a placa-mãe não suporta o chip mais rápido de 64 bits.

    

Answer 3

Você não especifica de qual CPU / placa-mãe você está falando, então eu dou a você uma resposta genérica.

Em geral:
A CPU pode ser capaz de endereçar mais de 4 GB de RAM (até mesmo um grande número de CPUs de 32 bits pode realmente fazer isso. Vá ler sobre o assunto de suporte a PAE).

Mas a CPU não acessa essa RAM sozinha. Ele precisa de circuitos na chamada Northbridge do chipset da placa-mãe e a BIOS do computador também deve cooperar, sendo capaz de reconhecer essa RAM e configurar o controlador de memória no chipset para usá-lo corretamente.

E é exatamente aí que estão suas limitações:
Os chipsets da placa-mãe normalmente são projetados para lidar com uma quantidade "razoável" de RAM. Razoável é definido pelo custo (de fabricação da placa-mãe) e demanda do cliente. E pelas tiras de RAM disponíveis no mercado no momento, como você não pode projetar e testar corretamente um chipsets, se você não pode comprar RAM maior para testar.

Exemplo:
No dia em que o primeiro processador Intel x64 chegou ao mercado, as maiores tiras de RAM disponíveis (para equipamentos de consumo) eram de 512 MB ou 1 GB. 1 GB era muito caro para a maioria das pessoas. O sistema operacional escolhido foi o Windows XP, que seria executado com 1 GB de RAM total e que era de 32 bits apenas. (XP-64bit existia, mas raramente era usado em PCs de consumidores). Simplesmente não havia necessidade de projetar chipsets para placas-mãe que pudessem suportar mais de 2 GB de RAM no total. Alguns anos depois, o limite mudou para o suporte de 4 GB de RAM e isso permaneceu como a norma para a geração de CPU Core2Duo.

Não foi até o Vista / Windows 7 que o Windows de 64 bits se tornou mainstream e, mais ou menos ao mesmo tempo, a memória DDR2 foi introduzida. A DDR2, usada em configurações de canal duplo, pode aproveitar ao máximo os aumentos de velocidade de 64 bits e as especificações DDR2 de até 16 GB em um único DIMM (embora 4 GB seja o máximo disponível inicialmente, as especificações para futuros DIMMs onde já sabemos que os fabricantes de chipsets poderiam ter isso em mente.)

É por isso que as placas-mãe DDR2 (e posteriores) podem dizer que no manual elas têm um limite superior, mas podem potencialmente trabalhar com DIMMs maiores. Às vezes, é necessária uma atualização do BIOS para que o computador reconheça os DIMMs maiores adequadamente.
Mas ainda é possível que o maior não funcione porque o designer da placa-mãe cortou alguns cantos e usou um controlador de chip de memória com um limite superior com fio ou porque o BIOS simplesmente se recusa a trabalhar com tipos de DIMM que eram desconhecidos quando o BIOS foi programado pela primeira vez. (Muitos BIOS contêm internamente uma lista branca de tamanhos de DIMM aprovados, às vezes até mesmo números de peça DIMM específicos e eles simplesmente se recusam a trabalhar com qualquer RAM que não esteja nessa lista.)