什麼是擴展內存？

IBM PC 於 1981 年發布，改變了計算機的遊戲規則。它席捲了市場，成為完全的主導者。憑藉如此大的成功及其硬件成為開放標準，克隆產品很快就出現了。許多軟件程序也是為 PC 設計的。這些必須考慮到它的局限性，並且在某些情況下，依賴於它們。這種對特定功能的依賴及其市場主導地位在家用電腦市場上留下了不可磨滅的印記。

PC 的主要問題是它只能處理 1MiB 的內存。這必須用於 RAM，以及 BIOS、操作系統和任何擴展硬件，例如視頻適配器。這在發佈時並不是什麼大問題，因為內存價格高得離譜，而且軟件供應商實際上竭盡全力使他們的軟件兼容。隨著內存價格的下降和更多內存密集型程序的發布，這成為了一個問題。

IBM PC 的後繼產品包括可以尋址更多 RAM 的更新 CPU。然而，許多程序已經根據 PC 的 RAM 佈局精確地定制了它們的軟件，無法利用額外的內存空間。相反，許多人仍然擁有 RAM 有限的 PC，但希望能夠加載需要更多 RAM 的軟件。解決方案是擴展內存。

擴展內存

擴充內存指的是在上層區域進行bank切換，以在相同的空間內提供更多的內存。PC 將其 1MiB 內存分為兩個區域，用作 RAM 的常規內存區域和用作 BIOS ROM 和擴展卡的高端內存區域。已經可以將一些高端內存區域用作 RAM，例如分配給圖形的兩個部分之一。然而，這種技術只提供了對幾 KiB 內存的訪問。需要擴展內存來增加容量。

擴展內存使用未使用的內存區域，例如分配給圖形設備的內存區域。然後它使用銀行系統將額外的內存部分調入和調出到那個窗口。這確實需要使用自定義驅動程序。它還需要一個具有更多物理內存的擴展卡，至少在一開始是這樣。後代在 CPU 支持下，可以使用軟件將擴展內存映射到擴展內存。然而，這需要 CPU 支持以及要映射到的額外內存。該軟件還需要配置才能使用它。

它是如何工作的？

擴展內存通過使用內存的窗口部分來工作。它從 1 到 1 映射到更大的內存池。然而，1 到 1 的映射不允許使用更多的內存。相反，在需要時，驅動程序會將映射交換到擴展內存的另一部分或另一組。這就像更改桌面背景一樣。您仍然擁有相同的顯示器，但有一張新圖片。該軟件必須跟踪哪一組擴展內存包含哪些數據，如果它想調用這些數據，這是一項關鍵任務。

與更大的本機內存池相比，必須交換內存確實意味著性能下降。在可能的情況下，使用擴展內存會更好。但是在受限於 1MiB 內存限制的系統和軟件中，擴展內存提供了獲得更多內存的唯一方法。

第一個使用擴展內存的主流公共系統是 LIM EMS 3.0。LIM 是製造它的三個公司的首字母縮寫，Lotus Development、Intel 和 Microsoft。EMS 代表擴展內存規範。3.0 版能夠向 PC 添加 4 MiB。按照現代標準，這基本上不算什麼，但它使 IBM PC 的內存容量增加了五倍。EMS 的最終版本 4.0 版支持高達 32MiB 的內存。

3.2 版是第一個真正投放市場的版本。它使用一個 64KiB 的窗口，分成四個 16KiB 的頁面，以在切換頁面時提供穩定性。

衰退

到 1990 年代，Windows 等圖形操作系統正在接管 DOS 等基於文本的操作系統。這將最後一顆釘子釘在棺材上以擴大記憶力。擴展內存總是有點麻煩。它的實施是為了解​​決一個功能問題，否則需要更換完整的硬件。新一代基於 DOS 的 PC 不限於 1MB RAM。儘管如此，由於龐大的安裝用戶群，該軟件必須考慮到這一點。

切換到全新的操作系統類別允許保護模式，它支持更大的內存池和虛擬內存地址，可以得到適當的利用。默認情況下，通過保護模式切換到使用更大的內存池標誌著擴展內存的喪鐘。內存區域的整個概念基本上已經過時了。

結論

擴展內存是指通過上層內存區域中的窗口地址分頁進出內存組的做法的術語。整個概念的開發是為了繞過 IBM PC 由 CPU 限制引起的 1MiB 內存硬限制。不可能添加新的內存空間。儘管如此，通過使用然後換出內存部分並在需要時將它們換回，可以重複使用內存部分。這樣做需要特殊的驅動程序和硬件。後來的實現可以在軟件中執行硬件功能，儘管這是基於預先存在的更多內存可供使用。

擴展內存是 IBM PC 造成的一個問題，需要提供兼容的軟件，但也能夠使用比可能的更多的 RAM。圖形操作系統（如 Windows）的出現改變了操作系統的兼容性格局。由於它們當時能夠本地尋址遠遠超過原始 PC 的 1MiB 內存，因此問題和擴展內存解決方案的需求都消失了。自 1990 年代初以來，這個概念基本上已經過時了。