一个 32 位寄存器可以存储 232 个不同的值。可以存储在 32 位中的整数值的有符号范围是 -2,147,483,648 到 2,147,483,647（无符号：0 到 4,294,967,295）。因此，具有 32 位内存地址的处理器可以直接访问 4 GiB 的字节可寻址内存。那么这种处理器如何处理大小超过 4 GB 的磁盘呢？
【问题讨论】：
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因此，具有 32 位内存地址的处理器可以直接访问 4 GiB 的字节可寻址内存。那么这种处理器如何处理大小超过 4 GB 的磁盘呢？
对于磁盘；通常它们不是字节可寻址的，并且可以读取或写入的最小量（块大小）是 512 字节或更大（可能是 4096 字节）。块号也可能大于 32 位（例如，可能是 48 位块号）。
使用 512 字节块和 48 位块编号（这在 1990 年代后期很常见；对于 ATA 和 SATA 等），您最终会得到最大磁盘大小为 134217728 GiB。
当然，CPU 可能（见注释）不能直接访问磁盘上的任何数据。软件（文件系统）必须要求设备驱动程序获取它想要的块，设备驱动程序要求硬件（磁盘控制器）在磁盘和内存之间复制数据。取决于操作系统；该软件接口（由文件系统用于要求设备驱动程序读取或写入块）很可能使用 64 位块号（例如，两个 32 位寄存器连接在一起）。
注意：最近，使用非易失性 RAM（例如 https://en.wikipedia.org/wiki/3D_XPoint ）作为存储的可能性改变了一些事情（它是字节可寻址的并且确实使用物理地址）；但现代硬件都是“64 位”（物理地址在实践中可能是 48 位或更大），因此即使理论上的限制要小得多，但在实践中仍然足够大（例如，可能 200000 GiB）。
【讨论】：
在大多数台式计算机的主 CPU 架构 x86-64 上，AHCI（高级主机控制器接口）中的接口是标准化的。计算机使用此接口访问硬盘，实际上，该接口是符合 PCI-Express 规范的 PCI-Express 设备。
对于 PCI，CPU 有一个内存控制器，当写入 RAM 的某些部分时，它将写入 PCI 设备寄存器而不是 RAM。软件（操作系统）将写入未缓存的 RAM，而是写入 PCI 设备的寄存器。通过这种方式，它可以告诉设备（包括 AHCI）执行一些操作，例如从硬盘到 RAM 的 DMA 操作，反之亦然。
我没有完整阅读规范，但规范可能包含 64 位寄存器，可以写成 2 个 32 位字。更常见的是，软件会先写入寄存器的较低部分，然后再写入寄存器的较高部分。这允许任何 32 位计算机仍然能够与 AHCI 交互。在 64 位计算机上，寄存器将被写入一次 64 位写入。
因此，32 位计算机仍然能够触发 DMA 写入到远高于 4GB 的硬盘的某些部分。
【讨论】：