1樓：
不用想太多，這就是歷史造成的。
其實這個問題相當於若干年以後的另乙個問題：
『為什麼64位的Windows只能訪問192G記憶體？』要知道，Windows95（32位）剛出來的時候，絕大多數家用電腦都還只有32M記憶體，能訪問4G記憶體已經是非常海量的設計。
2樓：月野兔小仙女
你說的沒錯32位系統可以支援4G以上記憶體，但是問題就是穩定性。作為系統，要保證穩定，不會經常出問題，給使用者帶來災難性使用體驗。
svr2008有32位版本，能支援高記憶體，但是經常和其他驅動或者軟體衝突導致藍屏（尤其是顯示卡驅動，N卡和Intel整合顯示卡都會直接藍屏無解）。
系統能支援高記憶體但是軟體未必支援，軟體沒有適配PAE無法正常使用高位記憶體會導致崩潰，如果是驅動崩潰就直接藍屏。
所以一切都以穩定為主。
我舉個例子吧，很多筆記本CPU都會降低功耗使用，犧牲了部分效能，但是保證了穩定性，防止筆記本出問題頻繁被使用者找售後，這個道理你懂了嗎？
3樓：「已登出」
說32位作業系統就只能定址4GB是有道理的，但是稍微不嚴謹。32位指的是最大操作整數是32位，也就是4G，而真正的定址空間還取決於定址方式等（比如你可以分兩個週期傳高32位和低32位位址，也是可以的，而且也可以按位定址、按字定址等），但是為了簡單，win32（或者說主流主機板和記憶體）選擇了按照位元組定址，那麼32位就對應了4GB，win32也就設計成了最大定址4GB。
理解了上面的問題，就能理解，為什麼win32只能定址4GB了。那問題來了，為啥設計成32位呢？為什麼不是8位，16位，或者一步到位64位，甚至整個非2的冪次的5位、7位呢？
首先說，作業系統是執行於硬體（或者更精確說，是CPU上的），那它的位數需要CPU支援。基於相容性考慮，主流的CISC技術CPU產品（如Intel），都是向下相容的，這也是為什麼你買個i9，明明是64位CPU，卻仍然可以安裝win32的原因（當然，如果隨機的其他硬體廠商沒開發驅動，也用不了，但是windows還是可以執行），因為64位CPU的部分暫存器，也可以當32位的來用（支援32位定址）。而我們知道，CPU基於半導體技術，在物理中（特別是電學），兩狀態比其他的狀態數都要好實現，你想想，是「有沒有蘋果」好判斷，還是「有幾個蘋果」好判斷？
所以，大部分計算機資料都是2的冪次，否則，明明可以表示2^8個數的硬體，非要表示250個數，不是很浪費嘛？
當然，從原理上講，windows可以設計成8位系統（說實話我不知道最初有沒有8位windows/dos），但是相對的，8位機定址空間256，除非用複雜辦法模擬（比如分多次傳址），這顯然慢的要死，而且256B記憶體，能執行大表哥2嘛（滑稽）。
那為什麼不一步到位，來個128位作業系統呢？原因很簡單，成本嘛。有人說windows乙個軟體，開發就是128位，成本能比64的大多少？
確實，單看軟體，沒什麼區別，但是別忘了，作業系統不是執行在空氣中的，硬體要花錢啊。128位以上的CPU才能執行128位作業系統，這可是實實在在的空間、技術啊。買個128位作業系統，你就用個4G記憶體？
不可能吧，那這筆錢誰出？既然我32G記憶體能完美執行大表哥2，我只是想打遊戲而已，我才不會去買2^128B的記憶體嘞，證是因為沒人買，所以沒人做，所以win128的執行環境現在是不存在的。
當然，也不排除G胖突然會說3，到那天，或許win256都會有咯。
4樓：悽臨雨
32位windows可以支援超過4G記憶體，這個其他答案說了
在此基礎上，32位程式在32位系統（未驗證過）或64位系統上，借助虛擬記憶體對映可以使用超過4G記憶體。那個記憶體可以臨時對映到4G空間內來使用，暫時不用的丟棄他的記憶體位址。
5樓：惜墨
因為常用cpu指令的定址是32位
並且指令位址指標是32位
並且資料位址指標是32位
想訪問超過4GB的記憶體必須以4GB為乙個分段，用乙個單獨的指令跳段訪問
PAE 就是這樣就算有了跳段各種基本指令也訪問不到 4GB外的位址。
16位機時代基本指令只能16位定址只能用64k記憶體
因為64k記憶體不夠用，32位cpu太貴，用了折中的辦法，增加了 20位定址指令，
32位時代末期，不這樣做的原因：
1 大部分程式用不著這麼多記憶體，即使用得著也可以開兩個程序用程序間通訊，不需要1個程序佔4g以上，
2 雖然開了36位的段定址，但是算術和傳輸指令還是在32位的，算術和傳輸指令還是訪問不到4g外的記憶體
3 因為生產成本的降低，用這種折中辦法不如直接上64位了，
4 16位時代是實模式，程式能訪問物理記憶體，32位時代是虛擬模式，程式訪問的是虛擬記憶體，cpu有個分配記憶體的頁面暫存器，由作業系統控制，程式直接想訪問物理記憶體就得獲取系統許可權，這就會出安全問題了。當然可以增加虛擬模式下的段定址，但是成本又增加了。
6樓：「已登出」
2023年誕生的奔騰Pro的位址匯流排是36位，所以那些跟你算2的32次方怎麼樣的答案全都可以不用看。
以上。其實也不用分析那麼多技術原因。
因為這其實是個人為限制。
類似：低配車型為什麼用鹵素燈？
舉個栗子：
7樓：王俊
32位指的是通用暫存器的位寬，當執行訪存指令的時候使用的位址取自32位的通用暫存器，32位位址最大值就是4GB(32位全1)，所以直接訪問記憶體的最大位址範圍就是4GB
8樓：
可能是考慮到相容性、速度等方面的考慮吧，32位機器要訪問更大的記憶體空間是不能直接訪問的，要各種轉換，換了更大的記憶體，卻影響了效能
但是我覺得這麼做更大的可能是推廣64位系統，64位CPU早就出來了，64位的優勢很明顯，然而市場上卻有很多64位CPU裝32位系統的電腦，微軟可能也不想在32位多費腦筋了吧，還不如簡單粗暴點。
emmm，關於32位訪問大於4G的問題，32位CPU的直接定址的位址空間確實是4G，在這個位址空間中還包括了CPU的各種狀態暫存器、IO、各種控制器，其中儲存器也是掛在這個空間中的，他們都是通過位址的方式進行訪問的。但是訪問儲存器啊，有很多方法訪問超大位址的，比如把乙個位址拆成兩半分別發給儲存器，也有分成行位址和列位址傳送的。
此處我貼個SDRAM的時序圖給大家康康，它的容量不是很大，但我覺得應該可以說明問題
先發乙個行位址再發乙個列位址
圖中的A0-9,12就是位址線
這雖然的一種DRAM的時序，但是DDR RAM也是差不多的，至少DDR3是這樣的
當然僅僅只是在使用32位arm處理器得出的一點拙見，望各路大神指正
9樓：
這不是乙個設計問題，而是乙個硬體的表達能力問題。2的32次方等於4,294,967,296，就是4.29G。
簡單的說就是用32根位址線只能從4.29g的集合中讀取到乙個數。雖然也有通過其他方式解決的可能性，但是顯然隨著64位處理器的出現變得沒有意義。
另外，把1k強制定義成1000真是沒誰了。。。
10樓：塵風
實際4G也用不了，只能用3G左右, 因為作業系統核心強制保留了1G(一般是3G到4G)的位址空間(是位址空間, 不是記憶體). 你在程式裡直接訪問3G以後的位址可能就會報錯被kill掉.
這個是linux的限制, windows可能不一樣.
11樓：Fluoxetine
32位系統本來就支援記憶體到4GB 能訪問大記憶體是PAE的功勞
32位的Windows本來就是支援PAE的。Win server 32位一直都支援超過4GB的記憶體，桌面版本也可以通過破解來實現支援4GB的記憶體。
只是在桌面版本，微軟並沒有開放PAE的功能 。微軟這樣做可能更多是基於利益考慮
12樓：北極
為何微軟不在新的作業系統中讓 32 位支援大於 4GB 的記憶體？
但凡說PAE的，都沒說到關鍵點上。還有人說因為32位所以最大記憶體只有2^32=4G，這簡直錯的離譜，暫存器寬度和定址範圍毫無關係。DOS在實模式下暫存器只有16位，最大範圍是64KB，但定址範圍可以到1MB。
定址範圍跟位址線有寬度有關，Intel 32位CPU早在2023年就支援36位位址線了。2023年，那可是Windows 95的時代，所以別再提32位位址線只有32位的說法了，都什麼年代的事情了。
32位Windows本來就是支援PAE的，PAE也允許硬體訪問4G以上的記憶體，所以問題的根本不在於PAE，而在於Windows的限制。
從以上回答中複製一部分關鍵的內容過來：
幾個結論：
1、PAE允許作業系統在32位模式下使用大於4G的物理記憶體。
2、不管是否使用PAE，對於單個程序而言，32位系統下可見的位址空間最大只有4G。
3、PAE的優勢是可以讓不同的程序（在不同的位址空間裡）累計使用大於4G的記憶體，因此而達到使用超過4G記憶體的目的。
4、32位Windows系列雖然支援PAE，但實際在使用中最大記憶體限制在了4G，是人為限制的，原因後面給分析（樓上給出的各種理由都不成立，這裡是有技術原因的）。
5、Linux則在開啟PAE的模式下能支援在32位系統中使用超過4G的記憶體。
6、Windows Server版32位允許使用超過4G的物理記憶體
參考文獻：The RAM reported by the System Properties dialog box and the System Information tool is less than you expect in Windows Vista or in Windows XP Service Pack 2 or later version
給不懂的再翻譯一下：如果在32位Windows中使用超過4G記憶體，會影響驅動的DMA，容易導致程式崩潰或者藍屏，所以為了保持相容性，XP不允許使用超過4G記憶體（詳細解釋見引用的回答），Server版因為一開始就與普通版不相容，所以不存在相容性的問題。
所以，不要拿一堆公式來堆砌回答，根本沒答到點子上，2^32 = 4G這種公式誰都會。
Windows XP時代，有非官方的人做過XP 4G的補丁，但非常不穩定。
關於DMA 4G的問題，這裡多說一下：
很多硬體，尤其是老硬體，做DMA的時候，要求記憶體實體地址必須是4G以下的，否則硬體可能會訪問不到記憶體，因為硬體自身的位址線是32位的。所以配套的驅動也需要在做DMA時，申請4G以下的記憶體空間。
微軟在這方面偷懶，32位環境下，預設所有的記憶體都是可以DMA的，預設所有記憶體都是4G以下的，這樣做很省事，驅動不需要判斷申請的物理記憶體位址，直接用就是了。但這就把驅動的工作範圍限定在4G以下了。而大多數驅動不會主動檢查實體地址範圍，這就導致一旦實體地址超範圍，驅動肯定崩。
解決的辦法也很簡單，就是改驅動，但問題是很多驅動都不是微軟寫的，而是第三方的，甚至連數字簽名也沒有，微軟顯然沒有能力推動廠商做這個事情，後果就是微軟不得不把32位Windows的桌面版本，限定在4G記憶體以內工作。
如果做過非x86驅動的人應該了解，在某些平台上（PPC/ARM/MIPS）並非所有的記憶體都可以做DMA，寫驅動的時候必須萬分小心，不能直接把malloc出來的記憶體交給硬體使用。
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