ポインタのサイズが仮想メモリ空​​間のアドレス指定可能なサイズより小さいのはなぜですか？

Question

私が理解したところでは、ユーザー空間プログラムで扱うアドレスは、実際の物理メモリアドレスではなく、仮想メモリアドレスです。 Memory-Management-Unitはこれらの仮想アドレスを実際の物理アドレスにマップします。

しかし、32ビットマシンでは、ポインタのサイズはほとんど32ビットですが、実際にはプロセスが実際には4GBを超えることがあります。つまり、プログラムの仮想アドレス空間は32ビット以上のアドレス可能です。ビット（8GBの仮想アドレス空間を持つプログラムの場合、仮想メモリは33ビットでアドレス指定されます）。 私のプログラムでは、4GB後にメモリの場所にアクセスするためのポインタ（32ビットのみ）を使用することはできません。

なぜ、ポインタのサイズは32ビットのみですか、32ビットマシンではそれほど多くないのはなぜですか？ポインタのサイズを決めるのは何ですか？

Answer 1

ほとんどの場合、プログラムは仮想メモリ上で実行されます（OSを自分で作成している場合を除きます）。つまり、同時に処理できるメモリ量は、仮想メモリのサイズによって常に制限されます。技術的には、HW（すなわち、これらのアドレスを物理メモリアドレスに実際に変換するMMU）がこれらのサイズを使用するので、アドレスサイズは、基礎となるハードウェアのアドレスバスサイズに結び付けられる。

しかし、32ビットで4 GiBより多くの物理メモリを使用するオプションがあります。 x86では、これはPhysical Address Extensionと呼ばれていました。 PAEでは、コンピュータに4GB以上のメモリが搭載されていますが、32ビットアドレスサイズの制限により、1つのプログラムで同時に4GBのメモリしかアクセスできない場合があります。