[Articulo] Problemas con 4 GB o más de memoria fisica. No se ve toda la memoria instalada

Problemas con 4 GB o más de memoria. No se ve toda la memoria instalada

Problema: No se puede usar desde Windows toda la memoria instalada cuando
esta es de 4GB o más. Realmente, en algunas placas base, este problema puede
surgir con mas de 2 GB de memoria.

Introduccion


Recordemos primero la posibilidad de direccionamiento de memoria de los
sistemas de 32 y 64 bits (XP 32 bits, W2000/W2003 32 bits, XP 64 bits y
W2003 64 bits). El concepto es igualmente ampliabla a Linux y otros sistemas
operativos.

* En 32 bits: aunque el bus de direcciones ya es de 64 bits, se puede
direccionar (teoricamente):

Modo Normal: 4 GB de memoria (2 elevado a 32)
Modo PAE : 64 GB de memoria (16 veces mas debido a que se pueden usar 4
bits de uno de los registros de control).

* En 64 bits: se pueden usar xx bits del bus de direcciones: (siempre está
activo el modo PAE)

Limitado por el sistmea operativo:
http://support.microsoft.com/defaul...-us;294418


¿Qué es el modo PAE?

Nos ceñimos a 32 bits (ya que en 64 siempre está activo). Debemos distinguir
dos modos de funcionamiento del PAE, o mejor dicho, el PAE a nivel general,
y las restricciones impuestas en el SP2 de XP en particular (solo en el
SP2).

El modo PAE es Phisical Address Extension. Usa 4 bits de un registro de
control para poder poner un nivel mas de indireccion a la memoria virtual y
por tanto poder alcanzar un total (teorico) de memoria fisica 64 GB.
Recordemos que este limite es el teorico que posteriormente está restringido
por el sistema operativo. W2000 / W2003 Server y los sistemas W2000
Profesional, XP Profesional y XP Home, están limitados, funcionando o no en
PAE, a un maximi de 4 GB de memoria. W2000/W2003 Advanced Server y
posteriores amplian, en funcion de la version instalada este limite y son
los unicos capaces de superar los 4 GB.

Para activar el modo PAE, se debe incluir el modificador /PAE en el boot.ini
manualmente. El modo PAE carga un nucleo especial de windows y no el nucleo
normal.


Ventajas e inconvenientes del modo PAE

Como ventaja, está en los sistemas de mas de 4 GB de memoria y cuando el
sistema operativo lo soporte, el poder direccionar mas de 4 GB de memoria.

Como inconvenientes, hay princpipalmente 2:

1) Se penaliza ligeramente el acceso a memoria. Triple (en vez de doble)
indireccion en las tablas de PTE.

2) Los drivers, los cuales funciona en modo Kernel, deben estar preparados
para ello, es decir, ser capaces de manejar apuntadores de 64 bits. Los
drivers certificados deben superar este requerimiento, pero es dudoso que
los drivers no certificados, y sobre todo orientados al gran publico (a
sabiendas que usa sistemas del estilo XP), se hayan molestado los
desarrolladores en realizarlos correctamente. Un fallo en el manejo de
direcciones provocará irremediablemente pantallazo azul y posterior
reinicio.



Introduccion al problema desde el punto de vista hardware.
-

Hemos visto en la parte anterior, la introdccion a la parte "software". Mas
adelante veremos algunas limitaciones del software sobre todo en el SP2 de
XP.

Pasemos ahora ahora a ver las limitaciones Hardware, y cuando estas son
evitables y cuando no.

Por diseño de la arquitectura de las placas madre, y esto no será evitable
mientras se siga con variantes de la primera arquitectura AT que data del
año 82, todos los recursos accesibles de la maquina usan direcciones de
memoria. Su acceso es mediante MMIO (Memory Mapped I/O: entrada / salida
mediante memoria mapeada). Lo anterior, quiere decir, que para acceder a
recursos de la propia maquina y tarjetas instaladas en ella, se hace a
traves de direcciones de memoria.

¿que sucede entonces si las direcciones de memoria usadas está realmnete
ocupadas por memoria fisica, tiras de memoria, que tenemos instaladas?

Sencillo: la Bios simplemente ignora la memoria fisica y "remapea" esas
direcciones apuntandolas al dispositivo fisico. Este dispositivo puede ser
por requerimientos de la placa madre, o del propio bus PCI, o bien
requerimientos de las tarjetas instaladas (tipicamente la que mas "consume"
es la memoria de la tarjeta de video).

Este remapeo de memoria es lo que tecnicmaente se llama "Memory Holes"
(agujeros de memoria). Cuando el sistema operativo localiza un Memory Hole,
termina el recuento de memoria y ese será el limite maximo direccionable.

Por compatibilidad, tanto con dispositivos hardware como sistemas
operativos, las Bios asignan dichos "Memory Holes" por debajo del espacio de
direcciones de los 4 GB.

Veamos un ejemplo de los anuncios de los fabricantes (en este caso para el
chipset nForce): En
http://www.msicomputer.co.uk/Produc...mp;cat_idw
(nForce 4) se anuncia que soporta 4 GB. Pero en
http://www.msicomputer.co.uk/Produc...mp;cat_idw
(nForce 3) se avisa explicitamente que no todos los 4 GB serán
direccionables. Por alguna oscura razon, MSI de UK da esta informacion. Pero
en las pagina "globales" de MSI no se da. Puestos en contacto con el
servicio tecnico de MSI informan: "Sorry, but all boards does have this
limitation with standard desktop boards". (mail del 26/05/2005). nForce 4
tampoco resuelve el problema a pesar que solo está documentado en nForce 3,
y además solo en UK. ¿problemas legales quizá en ese pais por posible
omision de la informacion?.

Bien, he expuesto el caso de MSI, pero esto puede generalizarse a otros
fabricantes: ASUS, TYAN, etc). Antes de contuinuar con la exposicion de
problemas hardware en ciertos chipsets, tengo que agradecer personalmente
las informaciones que me han sido suministradas por el servicio tecnico de
Supermicro (caso de chipset Intel -procesador Intel-) y por el servicio
Tecnico de TYAN (chipset no Intel - procesadores AMD-).



Funcionamiento de los CHIPSET de las placas madre
-

* Asignar recursos por debajo del espacio de direcciones de 4 GB tipicamente
a:

1) Soporte para el Chipset
2) Soporte para la BIOS
3) Soporte para las Aplicaciones

Se asigna espacio de direcciones (normalmente entre los 2 y 4 GB) para los
dispositivos.

* La asignacion tipica en una placa madre con PCI eXpress es de 1 GB
* La asignacion tipica en una placa madre AGP es mas variable. Depende
tambien de la apertura AGP asignada en la Bios. En este caso es conveniente
con las tarjetas graficas actuales (128, 256 GB) el bajar dicho parametro en
la Bios al valor minimo posible.

Conseguiremos direccionar mas memoria:

a) Usando tarjetas graficas con *menos* memoria.
b) En el caso AGP, bajando al minimo posible la apertura AGP en la Bios.
c) No instalando tarjetas que usemos poco, o que sean sustitubles por otras
de funcionalidad USB. Por ejemplo, una tarjeta sintonizadora de TV, nos
puede quitar medio giga de memoria (dependiento de las fronteras asignadas a
los slot PCI por el chipset), mientras que el mismo dispositivo USB 2.0, no
nos quitará memoria real.


Existen igualmente dos posibilidades en los chipset de las placas madre:

1) Que permitan "remapping" de los recursos por el sistema operativo.
2) Que no lo permitan.

En el caso 2) es evidente que no podremos hacer nada, tengamos o no PAE, o
sistema operativo de 64 bits. El limite estará impuesto por el hardware.

Tipicamente podemos distinguir dos tipos de chipset:

A) Chipset Intel (para procesadores Intel).
B) Chipset no Intel -VIA, SiS, nForce, AMD- (para procesadores AMD). NOTA:
nForce soporta (segun su documentacion) tambien procesadores Intel, pero su
estabilidad en ese caso es desastrosa, por lo que ignoramos esta casusitica.


En general A) -chipset Intel- siempre permite 1). Unicamente hay que matizar
limitaciones (documentadas en la web de Intel) para el chipset 915 y 925.
Aunque algunas placas madre no admitan remapeo hardware (y por tanto la Bios
no sea capaz de "contar" todos los GBs instalados, si permiten remapeo
software, y por tanto, el sistema operativo podrá remapear (con /PAE,
teniendo presente los comentarios anteriores de posibles inconvenientes) por
encima del espacio de direcciones de 4 GB y por tanto, ser accesible toda la
memoria instalada.

En general B) -chipse *no* Intel- no permite remapeo sofware. Unicamente,
algunas variantes de chipset, en particular el NorthBridge, debe soportarlo.
Lo primero, recordar que la Bios, siempre por defecto en estas placas madre
asume que NO es posible el remapeo. Por tanto hay que entrar en la Bios y
localizar la opcion de "remapping". Si la tiene, puede, solo puede, que el
sistema operativo sea capaz de usarlo y ademas debemos activarlo (por
defecto, en la actualidad, en las placas madre probadas por mi, dicha opcion
viene desactivada. Recordemos, que quizá debido a la transparencia y fluidez
de informacion entre Microsoft e Intel, los sistemas operativos usan sin
problemas los chipset Intel. Hay problemas serios, historicamente, en el uso
de otros chipset -incluso con sistemas como Linux- que a veces se palian con
drivers de los fabricantes los cuales nos esclavizan a versiones especificas
de ellos para versiones especificas de sistemas operativos y en muchos
casos, estos drivers no pasan una minima certificacion WHQL.

NOTA: Lo anterior es válido tanto para sistemas operativos de 32 bits como
para sistemas operativos de 64 bits y por tanto, para tarjeta madre y CPU's
anteriores de 32 bits, o las mas actuales de 64 bits).



Problemas inherentes a XP SP2 (solo SP2)
-

Al implementarse el DEP (proteccion de memoria ante posibles ataques de
desbordamiento de buffer), es necesario cargar el modo PAE para poder marcar
las tablas de direcciones con el bit de protegido. (proteccion a nivel
software. Si la proteccion es a nivel hardware, si el procesador soporta el
bit NX, es obligatorio ya PAE).

Microsoft en este punto, y para los sistemas operativos de consumo (XP) se
encontró con el problema de compatibilidad de los drivers. En modo PAE todos
debetrian ser certificados. Recordemos los centenares de drivers de
dispositivos, sobre todo perifericos: USB, etc), que no son certificados y
que por supuesto, no "entienden" de direcciones de 64 bits como exisge el
modo PAE. En este caso, Microsfot decidió usar siempre modo PAE, pero un
modo PAE restringido. Es decir, seguirá usando direcciones de 32 bits, pero
con los tres nivels de indireccion comentados anterioremente. Puede
encontrarse la documentacion en los documentos de manejo de memoria,
funcionamiento del DEP en la documentacion de Microsoft sobre los posibles
impactos del SP2 en XP.

De esta manera, todos los drivers funcionaran. Pero estaremos restringido a
menos de 4 GB de memoria ya que el sistema operativo, en este caso, *nunca*
remapeará las direcciones asignadas por el hardware. Depende del "consumo"
de los dispositivos (ver los trucos comentados en el capitulo anterior) así
será la memoria maxima que XP+SP2 podrá direccionar. Con XP normal, o bien
XP+SP1, o cualquier otro sistema operativo W2000 / W2003 puede remapearse
con /PAE y por tanto tener accesibles los 4 GB de memoria completos, siempre
y cuando la estemos en los supuestos de que el chipset lo soporte y
comentado en el capitulo anterior.


RESUMEN para 4 GB o mas de memoria
-

* Chipset Intel. No es necesario hacer nada.
* Chipset *no* Intel: la Bios debe soportar y ademas estar activado en el
NorthBridge el "remapping by software".

Sistemas operativos de 32 bits:

W2000 / W2003 / XP / XP-SP1: Usar /PAE en el boot.ini
XP-SP2: no se puede usar toda la memoria instalada. Timicamente puede
usarse de 2,5 GB a 3,5 GB.

Sistemas operativos de 64 bits:

No es necesario hacer nada excepto lo comentado al principio de este
capitulo. Si el chipset y Bios lo soportan y además el sistema operativo
conoce el chipset y puede remapearlo, lo hará. En otro caso es imposible
usar toda la memoria.




CONCLUSION
-

Debido sobre todo al obscurantismo de ciertos fabricantes de hardware roza
lo que yo llamaria "estafa por omision de informacion", está claro, que si
una placa madre se anuncia para soportar 4 o más GB de memoria, deberia
poder direccionarlos cualquier sistema operativo con dicha capacidad, pero
parece, a la vista de lo que sucede, que lo que quieren decir es que les
puedes pinchar 4 GB. Solo eso. Y que perderás memoria: tipicamente 1 GB en
las actuales placas madre, pero esto no se dice (o se dice en algun manual
tecnico en la letra pequeña). Lo que voy a describir con respecto al
hardware, ya no es solo de uso restringido para sistemas de 32 bits /
procesadores de 32 bits, sino tambien para sistmeas y procesadores de 64
bits (lo cual, tiene más delito).

Recordemos que en España, ciertas situaciones abusivas o engañosas son
directamente denunciables en la Oficina de defensa del Consumidor. Su
funcionamiento es realmente bueno.

Jose Manuel Tella Llop
MVP - Windows
jmtella@XXXcompuserve.com (quitar XXX)
http://www.multingles.net/jmt.htm

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