결론부터 말하면 아래와 같다.
메모리 주소 공간 크기의 차이(Memory addressing space size)
32비트와 64비트 시스템은 먼저 기본처리 단위가 다르다보니 프로세서의 레지스터의 크기부터 차이가 납니다. 32비트 프로세서의 범용 레지스터의 크기는 32비트 즉 4바이트이고, 64비트 프로세서의 범용 레지스터의 크기는 64비트, 즉 8바이트입니다. 이렇다 보니, 프로그램 카운터(Program Counter)의 크기로 각각 4바이트 8바이트가 되는데요.
메모리의 주소 모드(address mode)는 기본적으로 바이트당 주소를 하나 할당하는 방식(byte oriented addressing)이므로, 32비트 머신은 최대 32bit의 메모리 어드레싱이 가능하게 됩니다. 2^3 2byte의 메모리 주소 공간을 갖는다고 보면 되는데, 이는 4GB에 해당하게 됩니다. 따라서 32비트 머신은 최대 4GB의 메모리밖에 사용할 수 없는 셈이죠.
지금 이 글을 쓰는 시점에도 Windows 10의 커널 메모리 사용량이 꽤 크기 때문에, 쾌적한 컴퓨터 사용 환경을 위해서 가정용 개인 컴퓨터(PC)에도 보통 8GB이상의 메모리를 사용하곤 합니다. 이러한 점을 고려했을때, 32bit 프로세서와 운영체제의 조합은 조금 열악한 환경이 될 수 있겠지요.
그렇다면 64비트 머신은 2^64인 16엑사바이트의 메모리 주소를 갖겠군요! 라고 생각하실 수 있겠지만, 실제로는 하위 48bit만 사용합니다. 256TB에 해당하는 어드레싱 모드 범위인데요, 왜 그런가 하면 16엑사바이트만큼 큰 양의 메모리 어드레싱이 필요하지 않기 때문이지요. 나중에 필요한 메모리 사이즈와, 실제로 그러한 거대한 크기의 메모리를 만들 수 있다면, 언젠가는 64비트 주소 공간을 다 활용할 수도 있겠지만, 적어도 지금은 아닙니다.
참고
Why do x86-64 systems have only a 48 bit virtual address space?
In a book I read the following: 32-bit processors have 2^32 possible addresses, while current 64-bit processors have a 48-bit address space My expectation was that if it's a 64-bit processor, the
stackoverflow.com
https://eine.tistory.com/114#comment13154074
64비트 32비트 CPU와 운영체제 에 대하여
제가 학부생때 많이 햇갈리던 개념이 있는데요, 64bit 운영체제, 32bit 운영체제, 64bit CPU, 32bit CPU 과 같은 개념들이었습니다. 제가 알고 있는 개념들로 어느정도 나름 알기쉽게 정리를 해 보도록 하
eine.tistory.com
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