Qual é a quantidade máxima de RAM que você poderia, teoricamente, colocar em um computador de 64 bits?

A maioria das pessoas atualiza da computação de 32 bits para a computação de 64 bits para ultrapassar o limite de 4 GB de RAM, mas como longe você pode passar por esse limite depois de entrar no reino dos computadores de 64 bits?

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A questão

Leitor de Superusuário O KingNestor está curioso sobre a quantidade de memória RAM que um computador de 64 bits pode suportar:

Estou lendo meu livro de arquitetura de computadores e vejo que em uma CPU x86 de 32 bits, o contador de programa é de 32 bits.

Portanto, o número de bytes que ele pode endereçar é 2 ^ 32 bytes ou 4 GB. Então, faz sentido para mim que a maioria das máquinas de 32 bits limitem a quantidade de memória RAM a 4GB (ignorando a PAE).

Estou certo em assumir que uma máquina de 64 bits poderia, teoricamente, endereçar 2 ^ 64 bytes, ou 16 exabytes de ram?!

Exabytes você diz? Agora, agora, não podemos ser gananciosos. Nós ficaríamos felizes em começar com um terabyte ou dois.

A resposta

As respostas à pergunta do KingNestor são uma mistura interessante de considerações práticas e teóricas. Matt Ball pula direto com a resposta teórica:

Teoricamente: 16,8 milhões de terabytes. Na prática: o gabinete do seu computador é um pouco pequeno demais para caber toda a RAM.

http://en.wikipedia.org/wiki/64-bit#Limitations_of_practical_processors

Conrad Dean entra com uma nota sobre como seria totalmente impraticável maximizar o limite teórico de RAM usando a tecnologia atual:

Para suplementar a resposta de Matt Ball, a maior quantidade de memória RAM atualmente encontrada em um varejista on-line específico é de 32 GB. Levaria 32 deles para chegar a 1 terabyte. Em cerca de meia polegada por vara isso nos leva a um dedicado 16 centímetros de espaço em sua placa-mãe para um terabyte de memória RAM comercial. Para chegar a 16,8 milhões de terabytes, seria necessária uma placa-mãe de 4.242,42 milhas. A distância entre Los Angeles e Nova York é de aproximadamente 2141 milhas, então a placa-mãe se estenderia pelo país e voltaria para acomodar tanta RAM.

Claramente isso é impraticável.

Que tal não colocarmos nossa memória RAM em uma linha como na maioria das placas-mãe, mas colocá-las lado a lado. Eu quero dizer que o stick médio de ram é cerca de seis centímetros de comprimento, por isso, se permitirmos uma meia polegada de largura, você pode ter uma unidade quadrada de 12 varas de carneiro em um quadrado de 6 polegadas. Vamos chamar este quadrado de um bloco de RAM. Um bloco de RAM, então, armazena 384 GB de RAM. Para alcançar os necessários 16,8 milhões de terabytes em 384 GB, os ladrilhos precisariam de 44,8 milhões de peças. Vamos ser confuso, e usar a raiz quadrada para concluir que isso vai caber em um quadrado de 6693 por 6694 telhas, ou 13.386 por 13.388 pés, o que é perto o suficiente para 2,5 pés quadrados, o suficiente para cobrir o centro de Seattle na sombra, como se eles já não têm o suficiente para reclamar.

Finalmente, David Schwartz observa que até mesmo o limite teórico fica atolado pela arquitetura atual da CPU:

Observe que nenhum processador x86 de 64 bits pode realmente fazer isso. Seus caches não têm bits de tags suficientes, seus barramentos de endereços não têm largura suficiente e assim por diante. 46 bits (8 TB) é o máximo para muitos processadores modernos x86.

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