32ビット版 Windows だと、なぜ利用できるメインメモリー容量は 4GB までなのか

32ビットが表せるデータの種類

32ビット版の Windows では、32ビット単位でデータを扱います。単位となるビット数が大きいほど、表せるデータの種類が多くなります。

例えば、1ビット単位のデータを扱えるなら、1ビットは0と1ですので、表せるデータの種類は2個です。2ビット単位のデータを扱えるなら、2の2乗個(4個)になります。(00,01,10,11)

nビット単位のデータを扱えるなら、表せるデータの種類は2のn乗個となります。

32ビット単位のデータを扱えるなら、2の32乗個、すなわち4,294,967,296個となります。

表せるデータの種類で、管理できるメインメモリー容量が決まる

メインメモリーにはアドレスがあり、どこのアドレスからデータを読み出すのか、どこのアドレスへデータを書き出すのか決めるために、アドレスを管理する必要があります。

アドレスは重複せず一意である必要がありますので、表せるデータの種類が管理できるアドレスの数になります。32ビット単位のデータを扱う Windows では、4,294,967,296個のアドレスを管理できます。

パソコンを含む一般的なコンピューターでは、メインメモリー上に1アドレスあたり1バイトのデータを格納しますので、4,294,967,296個×1バイトのメインメモリー容量を管理できることになります。

つまり、このメインメモリー容量を超えたところは管理外となり、利用はできません。

4,294,967,296バイト(B)の単位をギガバイト(GB)にすると、4,294,967,296バイト(B)÷(1024×1024×1024)=4ギガバイト(GB)になります。

単位を GB にして言うと、32ビット版 Windows では 4GB を超えたところは管理外となり利用はできません。言い換えると、32ビット版 Windows では 4GB まで利用できます。

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2014/07/18 更新