Что такое windows pae

Physical Address Extension (PAE) — режим работы встроенного блока управления памятью x86-совместимых процессоров, в котором используются 64-битные элементы таблиц страниц (из которых для адресации используются только 36 бит), c помощью которых процессор может адресовать 64 ГБ физической памяти (вместо 4 ГБ, адресуемых при использовании 32-разрядных таблиц), хотя каждая задача (программа) всё равно может адресовать максимум до 4 ГБ виртуальной памяти [1] . Также, в новых моделях процессоров в PAE-режиме старший бит элемента таблицы страниц отвечает за запрет исполнения кода в странице, что затрудняет атаку по методу переполнения буфера.

Впервые расширение появилось в процессоре Pentium Pro. Для использования 36-разрядной адресации памяти необходима поддержка расширения физических адресов на аппаратном уровне (можно определить по команде CPUID) и программное включение режима PAE в ОС.

Содержание

Варианты применения

• PAE позволяет использовать более 4GB оперативной памяти в 32-битной ОС
• выделить память, урезанную 32-битной ОС — стандартным резервированием адресного пространства под драйверные аппаратные адреса — под RAM drive, обычно это от 0.5 до 0.9 GB из установленных 4GB(не говоря уже больше) — в зависимости от ОС и её версии
• задействуя замену драйвера ОС кэширования файлов, выделить вышеуказанный потерянный объём памяти под ОС файл кэш

Проблемы

• Из-за увеличения количества страничных уровней [2] , система начинает тратить больше времени при обращении к памяти. Таким образом, если типичный объем используемый программой памяти незначительно больше 2GB, то работа без PAE может быть эффективнее.
• Некоторые драйверы [3] несовместимы с режимом PAE

• — кроме некоторых версий Linux, начиная с ядра

  2.6.2, где это стоит вручную выключать для задания нормальной скорости работы ПК.

• В 32-битной windows режим включается автоматически когда система поддерживает PAE (Physical Address Extension) и присутствует более 4 Гб памяти, и если не задать «/nopae» в boot.ini который запрещает загрузчику (NTLDR) использовать PAE-версию ядра.
• Включение режима PAE необходимо для использования технологии DEP в 32-хбитных версиях ОС windows. Т.е. этот режим включается автоматически независимо от наличия «/nopae» — если пользователь включил запрет исполнения кода в страницах памяти (NX)

Поддержка PAE в различных ОС

Windows

Начиная с Windows XP Service Pack 2, по умолчанию, на процессорах с поддержкой технологий no-execute (NX) или execute-disable (XD) система использует PAE для возможности использования DEP [4]

В 32-битных клиентах Microsoft Windows (начиная с Windows XP SP2) использование 36-битного PAE включается ключом /PAE в файле boot.ini, однако, максимальный физический адрес доступного операционной системе ОЗУ ограничен программно на уровне ядра [5] . В Windows XP это ограничение составляет 4 ГБ, 32-разрядный Windows Server 2003 Enterprise Edition поддерживает до 64 ГБ. Существуют программы, позволяющие обойти ограничение на доступную память, но их использование является нарушением лицензионного соглашения Microsoft. В случае 4 ГБ ОЗУ, память можно использовать в Windows XP почти полностью, переместив системные области адресного пространства выше 4 ГБ, такую функцию поддерживают некоторые версии BIOS. Тем не менее, согласно заявлениям Microsoft, введение 4 ГБ ограничения адресного пространства связано с отсутствующей или плохой поддержкой 36-битного адресного пространства некоторыми драйверами устройств.

Одним из пунктов минимальных системных требований Windows 8 является обязательная поддержка процессором PAE.

Другой возможностью для использования более чем 4 гигабайт памяти является интерфейс Address Windowing Extensions.

Linux

В ядре Linux поддержка PAE имеется начиная с версии 2.3.23. Оно поддерживает до 64 Гб ОЗУ, но требует от процессора поддержки PAE. Также для включения PAE необходимо пересобрать ядро с параметром PAE. Поскольку это не всегда удобно, большинство дистрибутивов включили в свои репозитории готовые ядра с этим параметром. Также последние версии некоторых дистрибутивов поставляются с ядром с уже включенной поддержкой PAE.

FreeBSD

FreeBSD поддерживает PAE: в линейке 4.x версий — начиная с 4.9, в линейке 5.x версий — начиная с 5.1, все 6.x и более поздние. Не все драйверы поддерживают более 4 Гб ОЗУ и поэтому могут работать некорректно.

Mac OS X

В Mac OS X режим PAE включён по умолчанию при использовании 32-разрядного ядра.

Solaris

Solaris поддерживает PAE, начиная с версии 7. Однако драйверы сторонних разработчиков могут работать некорректно.

Physical Address Extension

Physical Address Extension (PAE) is a processor feature that enables x86 processors to access more than 4 GB of physical memory on capable versions of Windows. Certain 32-bit versions of Windows Server running on x86-based systems can use PAE to access up to 64 GB or 128 GB of physical memory, depending on the physical address size of the processor. For details, see Memory Limits for Windows Releases.

The Intel Itanium and x64 processor architectures can access more than 4 GB of physical memory natively and therefore do not provide the equivalent of PAE. PAE is used only by 32-bit versions of Windows running on x86-based systems.

With PAE, the operating system moves from two-level linear address translation to three-level address translation. Instead of a linear address being split into three separate fields for indexing into memory tables, it is split into four separate fields: a 2-bit bitfield, two 9-bit bitfields, and a 12-bit bitfield that corresponds to the page size implemented by Intel architecture (4 KB). The size of page table entries (PTEs) and page directory entries (PDEs) in PAE mode is increased from 32 to 64 bits. The additional bits allow an operating system PTE or PDE to reference physical memory above 4 GB.

In 32-bit Windows running on x64-based systems, PAE also enables several advanced system and processor features, including hardware-enabled Data Execution Prevention (DEP), non-uniform memory access (NUMA), and the ability to add memory to a system while it is running (hot-add memory).

PAE does not change the amount of virtual address space available to a process. Each process running in 32-bit Windows is still limited to a 4 GB virtual address space.

System Support for PAE

PAE is supported only on the following 32-bit versions of Windows running on x86-based systems:

• WindowsВ 7 (32 bit only)
• Windows ServerВ 2008 (32-bit only)
• WindowsВ Vista (32-bit only)
• Windows ServerВ 2003 (32-bit only)
• WindowsВ XP (32-bit only)

Enabling PAE

Windows automatically enables PAE if DEP is enabled on a computer that supports hardware-enabled DEP, or if the computer is configured for hot-add memory devices in memory ranges beyond 4 GB. If the computer does not support hardware-enabled DEP or is not configured for hot-add memory devices in memory ranges beyond 4 GB, PAE must be explicitly enabled.

To explicitly enable PAE, use the following BCDEdit /set command to set the pae boot entry option:

bcdedit /set [] pae ForceEnable

IF DEP is enabled, PAE cannot be disabled. Use the following BCDEdit /set commands to disable both DEP and PAE:

bcdedit /set [] nx AlwaysOff
bcdedit /set [] pae ForceDisable

Windows ServerВ 2003 and WindowsВ XP: To enable PAE, use the /PAE switch in the boot.ini file. To disable PAE, use the /NOPAE switch. To disable DEP, use the /EXECUTE switch.

Comparing PAE and other Large Memory Support

PAE, 4-gigabyte tuning (4GT), and Address Windowing Extensions (AWE) serve different purposes and can be used independently of each other:

• PAE allows the operating system to access and use more than 4 GB of physical memory.
• 4GT increases the portion of the virtual address space that is available to a process from 2 GB to up to 3 GB.
• AWE is a set of APIs that allows a process to allocate nonpaged physical memory and then dynamically map portions of this memory into the virtual address space of the process.

When neither 4GT nor AWE are being used, the amount of physical memory that a single 32-bit process can use is limited by the size of its address space (2 GB). In this case, a PAE-enabled system can still make use of more than 4 GB of RAM to run multiple processes at the same time or to cache file data in memory.

4GT can be used with or without PAE. However, some versions of Windows limit the maximum amount of physical memory that can be supported when 4GT is used. On such systems, booting with 4GT enabled causes the operating system to ignore any memory in excess of the limit.

AWE does not require PAE or 4GT but is often used together with PAE to allocate more than 4 GB of physical memory from a single 32-bit process.

Убираем ограничение в 4 Гб памяти на 32 битных Windows 8 / 8.1

В этой статье мы разберемся, как убрать ограничение 4 Гб памяти на 32 битных версиях Windows 8 и Windows 8.1, и задействовать всю доступную на компьютере оперативную память.

Большинство пользователей Windows убеждены, что 32 битные ОС Microsoft не поддерживают более 4 Гб оперативной памяти. Таким образом, максимум памяти, доступной в Windows 8/ 8.1 x86 — 4 Гб. А с учетом того, что Windows резервирует часть памяти под свои нужды и нужды периферийных устройств ) чаще всего для видеокарты), конечному пользователю для использования доступны обычно около 3-3,5 Гбайт памяти.

На первый взгляд все логично – пределом адресации для 32 разрядной адресной шины являются те самые 4 Гб. Во всех официальных документах Microsoft указывает именно этот максимальный размер памяти, поддерживаемый во всех клиентских версиях x86-системе. Хотя на самом деле Microsoft немного вводит всех в заблуждение.

Содержание:

Что такое PAE и зачем он нужен

PAE (Physical Address Extension — расширение физической адресации) – эта опция x86 процессора, позволяющая ему получить доступ более чем к 4 Гб физической памяти. Не будем углубляться в технические подробности технологии PAE, просто отметим, что это технология поддерживается всеми процессорами и непосредственно в OC Windows уже довольно давно.

Так, например, 32 битная версия Windows Server, запущенная на процессоре x86, может использовать PAE для доступа ко всей оперативной памяти системы (до 64 Гб или до 128 Гб в зависимости от поколения процессора).

Скажем больше, поддержка режима PAE в ядре Windows имеется, еще начиная с Windows XP. Просто по умолчанию PAE доступен только в серверных ОС, а в клиентских же ОС Windows этот режим хотя и имеется, но отключен.

Ограничения режима PAE

PAE не расширяет виртуальное адресное пространство каждого процесса. Каждый процесс, запущенный на 32 битной системе все так же ограничен 4 Гб адресного пространства.

Итак, можно сделать вывод, что верхний предел доступной физической памяти в 32 битных версиях Windows ограничен программно на уровне ядра ОС. А если есть программное ограничение, это означает, что его можно обойти! Каким же образом включить режим PAE в 32 битной Windows 8.1 и задействовать всю доступную оперативную память.

Патч, включающий PAE и позволяющий задействовать всю оперативную память на Windows 8 / 8.1 x86

Включить режим PAE в Windows 8 (Windows 8.1) штатными средствами не получится (для этого придется вручную в HEX редакторе править файл ядра ntoskrnl.exe и переподписывать его). Проще всего воспользоваться готовым патчем PatchPae2, который написан энтузиастом Wen Jia Liu. Скачать патч PatchPae2 можно здесь. (архив содержит сам патчер — PatchPae2.exe, его исходные коды и необходимые инструкции).

Патч представляет собой небольшую утилиту командной строки, которая позволяет модифицировать файлы ядра 32 битных версий Windows с целью активация режима PAE, позволяющего использовать более 4 Гб оперативной памяти (до 128 Гб памяти).

Патч PatchPae2 будет работать со следующими ОС:

• Windows Vista SP2
• Windows 7 / Windows 7 SP1
• Windows 8 / Windows 8.1

Установка PAE — патча в Windows 8 / 8.1

1. Распакуйте архив и скопируйте файл PatchPae2.exe в каталог %Windir%\system32 (обычно он находится на диске C:\)
2. Запустите командную строку с правами администратора.
3. Создадим модифицированную копию ядра Windows 8, поддерживающего работу с памятью объемом до 128 Гб:
4. Создадим новый модифицированный загрузчик, позволяющий отменить проверку наличия цифровой подписи ядра при загрузке:

Далее необходимо скопировать полученный уникальный — <074c09ef-9794-11de-aef9-935525eb400a>(в вашем случае он будет отличаться) и последовательно выполнить следующие команды (в качестве boot ID необходимо использовать полученный вами идентификатор):
Выберем загружаемое ядро

Зададим новый загрузчик

Отменим проверку подписи загрузчика

Зададим вариант загрузки с модифицированным ядром по умолчанию

Зададим таймаут загрузки (время отображения загрузочного меню), например 10 секунд

Кроме того, могут возникнуть проблемы, описанные тут и тут.

Удаление патча PAE

Чтобы удалить патч PAE из системы, необходимо:

1. Удалить соответствующую запись из загрузочного меню (проще всего это сделать с помощью msconfig)
2. Удалите файлы ntoskrnx.exe и winloadp.exe в каталоге %Windir%\System32.

Никаких других изменений в систему патч не вносит.

Что такое PAE, NX и SSE2 и почему мой компьютер должен поддерживать их для запуска Windows 8?

друг прислал мне письмо, что для того, чтобы установить windows 8, что мой компьютер должен поддерживать PAE, NX, и SSE2. Пожалуйста, может кто-нибудь сказать мне, что это значит и почему они необходимы для установки Windows 8?

2 ответов

Это требования к процессору

Если вы хотите запустить Windows 8 на ваш ПК, вот что нужно:

процессор: 1 гигагерц (ГГц) или быстрее с поддержкой PAE, NX и SSE2

ОЗУ: 1 гигабайт (ГБ) (32-разрядная версия) или 2 ГБ (64-разрядная версия)

место на жестком диске: 16 ГБ (32-разрядная версия) или 20 ГБ (64-разрядная версия)

видеокарта: Microsoft DirectX 9 графическое устройство с драйвером WDDM

Что такое PAE, NX и SSE2 и почему мой компьютер должен поддерживать их для запуска Windows 8?

расширение физического адреса (PAE), бит NX процессора (NX) и Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) относятся к функциям процессора. PAE позволяет 32-разрядным процессорам получать доступ к более чем 4 ГБ физической памяти в совместимых версиях Windows и является обязательным условием для NX. NX позволяет процессор, чтобы помочь защитить компьютер от атак вредоносного программного обеспечения. SSE2 (стандарт на процессорах в течение длительного времени)-это набор инструкций, который все чаще используется сторонними приложениями и драйверами. Для надежной работы функций защиты от вредоносных программ в Windows 8 требуется, чтобы ваш процессор поддерживал NX. Для повышения надежности сторонних приложений и драйверов, работающих в Windows 8, также требуется SSE2. Если ваш компьютер не поддерживает PAE, NX и SSE2, вы не сможете установить Windows 8. Помощник по обновлению предоставит вам сообщение об ошибке, если ваш процессор не поддерживает PAE и SSE2. Вы также увидите уведомление, если процессор может не поддерживать NX или если NX выключен в BIOS ПК. Программа установки Windows 8 попытается включить NX во время установки и, если не сможет, вернет ваш компьютер к текущей операционной системе.

вы можете проверить, поддерживает ли ваш процессор NX, и включить его, если он выключен, зайдя в BIOS вашего компьютера. Доступ к BIOS может варьироваться в зависимости от производителя компьютера. Обычно перед запуском Windows необходимо нажать клавишу (например, F2, F12, Delete или Esc) или комбинацию клавиш сразу после включения компьютера. Для получения дополнительных сведений проверьте информацию, поставляемую с компьютером, или посетите веб-сайт изготовителя компьютера. Как только вы находитесь в BIOS, ищите настройки NX или XD под вкладкой Security для включения поддержки NX. Если параметр BIOS для параметра поддержки NX недоступен на компьютере, может потребоваться для получения информации об обновлении BIOS обратитесь к производителю ПК. Если вам нужна помощь в доступе к BIOS на вашем ПК или включении NX, вы можете обратиться в службу поддержки.