¿Puedo decir que los registros de la CPU son los determinantes finales que deciden el espacio de memoria virtual que tiene un programa / proceso?

Hay muchos ejemplos, algunos dados en otras respuestas que señalan que las páginas pueden intercambiarse desde un espacio de memoria extendido. Esto puede no ser lo que usted entiende por el término “memoria virtual”. Sin embargo, el ejemplo de Intel merece una cuenta más completa porque implementa memoria virtual real con registros más pequeños.

El 80186 era un procesador de 16 bits con nada más que registros de 16 bits. Sin embargo, su espacio de direcciones era de 1 megabyte. Utilizó una técnica de gestión de memoria rudimentaria (y muy irritante para el programa) que multiplicó un “registro de segmento” por dieciséis antes de agregarle la dirección de desplazamiento a la que estaba accediendo el programa. No había registros de 20 bits en la CPU, pero el bus de direcciones tenía 20 bits de ancho.

El 80286 tenía exactamente el mismo número y tamaño de registros, pero también implementó una técnica de administración de memoria virtual verdadera (aunque imposiblemente difícil de usar) que usaba esos mismos registros de segmento para hacer referencia a una tabla de direcciones de segmento. Mientras que el 80186 había agregado una dirección de segmento multiplicada al desplazamiento, utilizaba el registro de segmento para indexar una tabla de direcciones de segmento. De esta manera, teóricamente podría tener un verdadero espacio de direcciones virtuales de 1 gigabyte. En la práctica, habría sido tortuoso intentar llegar tan alto, pero podría serlo y se usó como verdadera memoria virtual, incluido el intercambio en el disco.

En cualquier CPU con un bus de direcciones de n bits, debe haber al menos un registro con n bits que alimente ese bus de direcciones. El programador no puede acceder a ese registro, por lo que no puede contarse como un “registro de CPU” en su pregunta. Sin embargo, dado que el 80286 podría implementar un espacio de memoria virtual con 30 bits de dirección, y dado que su bus de dirección física tenía solo 24 bits, su espacio de dirección virtual no se limitaba al tamaño de ningún registro en la CPU. Si quería ser pedante al respecto, por supuesto, utilizaba dos registros concatenados juntos y los tamaños de los mismos determinaban el espacio de direcciones virtuales, pero uno podría inventar arquitecturas que concatenaran tres, cuatro o un número indefinido de registros y ubicaciones de memoria.

Por lo tanto, la respuesta a su pregunta debe ser un “no” definitivo.

segmentación de memoria x86 – Wikipedia

El tamaño del registro de dirección determina cuánta memoria puede ver un programa de computadora … a la vez. Pero es absolutamente posible que una computadora tenga algún tipo de banco de memoria, o incluso una administración de nivel superior.

En 1984 trabajé para Commodore Computers en el proyecto Commodore 128. El Commodore 128 fue el seguimiento del Commodore 64, y como su nombre lo indica, tiene 128 KB de memoria normal. Pero aquí está la cosa … el procesador 8502 en esa computadora (una versión más nueva del viejo 6502 usado en Comodores, Apples, Ataris, incluso Nintendo en un punto) tiene una dirección de 16 bits … eso es suficiente para alcanzar 64KiB de memoria.

Así que teníamos un dispositivo externo que llamamos Administración de memoria. La dirección del 8502 entró en la MMU y controló dos bancos de RAM de 64 KB, algo de memoria asignada de E / S y más de 48 KB de ROM. La MMU permitió varias configuraciones de memoria, cada una de solo 64 KB en total, pero permitió RAM, ROM, etc., según sea necesario. Y entonces tenemos una máquina de 128KiB … solo 64KiB a la vez.

En el Intel 80286, también tenían un registro de direcciones de 16 bits, todavía un límite de memoria de 64 KB. Pero tiene una MMU mucho más sofisticada que admite la gestión de memoria a través de registros de página. Esto incluso se integró en el conjunto de instrucciones de la CPU principal, por lo que fue bastante eficiente cambiar las configuraciones de memoria.

Una vez que Intel fue al 80386 y obtuvo registros de direcciones reales de 32 bits, para el direccionamiento 4GiB, la gestión de memoria paginada desapareció … un poco. Dado que los chips fueron diseñados para ejecutar código antiguo, tenían que tener el soporte de la página para el código 80286 antiguo. Como tenían que tener ese hardware de todos modos, en el modo completo de 32 bits, podría configurarlo para páginas de 32 bits. No es terriblemente útil en piezas de consumo, que solo tenían un bus de direcciones de 32 bits. Pero algunos de los chips de gama alta en el día en realidad tenían una dirección física de 36 bits, para 64 GB de espacio total de memoria.

No, IBM i se ejecuta en procesadores POWER, que son de 64 bits. Dirige la memoria a 128 bits (teóricos), la gestión de la memoria está algo abstraída de lo que una máquina IBM i puede abordar.

Luego tienes procesadores como el 6502 de 8 bits, que podría tener programas que se dirigen a más de 256 bytes.