En 1981, l’IBM PC a popularisé une limite pratique de mémoire vive de 640 Ko, devenue rapidement un sujet débattu par les ingénieurs et les utilisateurs. Cette contrainte provenait d’un choix d’architecture matériel, étroitement lié au processeur Intel 8088 et à la manière dont l’espace d’adressage était réparti.
La combinaison d’un bus d’adresses de vingt bits et de régions réservées par le système expliquait ce plafond mémoire désormais légendaire. On peut présenter les éléments essentiels ci-dessous pour clarifier les causes et effets.
A retenir :
- Limitation imposée par l’adressage 20 bits du processeur Intel
- Réservation d’une large zone mémoire pour périphériques et ROM système
- Solutions logicielles EMS et XMS pour contourner la barrière
- Conséquences durables sur compatibilité matérielle et logiciel historique
Architecture Intel 8088 et origine de la limite 640K
En revenant à l’architecture, l’Intel 8088 fixait la base matérielle du problème par son bus d’adresses limité. Le processeur utilisait vingt lignes d’adresses, offrant un espace logique d’un mégaoctet seulement, partagé entre RAM et périphériques.
Selon The New York Times, la légende autour d’une phrase attribuée à Bill Gates a renforcé le mythe des 640 Ko sans pour autant expliquer la réalité technique. Ce choix matériel impliquait aussi des zones hautes réservées pour ROM et cartes mémoire, réduisant l’espace RAM utilisable.
Aspects d’architecture Intel :
- Bus d’adresses 20 bits, espace total d’un mégaoctet
- Zone supérieure réservée aux ROM et dispositifs mémoire mappés
- RAM utilisable limitée à environ 640 Ko pour DOS et BIOS
- Compatibilité imposée par IBM pour les constructeurs comme Compaq
Élément
Description
Impact
Intel 8088
Processeur hybride 8/16 bits avec bus d’adresses 20 bits
1 Mo d’espace adressable au total
Upper Memory Area
Zone haute réservée pour ROM et mémoire vidéo
Réduction d’environ 384 Ko pour la RAM utilisable
BIOS et ROM
Code système mappé dans la mémoire haute
Nécessité de conserver compatibilité matérielle
Constructeurs
IBM, Compaq, Tandy, Apple influence des standards
Contrainte forte sur logiciels comme DOS
« J’ai dépanné des XT et AT où il fallait bricoler la mémoire supérieure pour lancer certains programmes »
Marc L.
Ces décisions matérielles ont poussé les éditeurs de systèmes d’exploitation et les fabricants à inventer des contournements logiciels pour préserver la compatibilité. La contrainte matérielle a ainsi façonné longtemps l’écosystème des PC.
Solutions logicielles : EMS, XMS et techniques de contournement
Suite aux limites matérielles, les développeurs ont inventé des méthodes logicielles pour étendre l’utilisation mémoire disponible sous DOS. Parmi elles, les spécifications EMS et XMS ont permis d’exploiter plus de RAM sans modifier l’architecture de base.
Selon Microsoft, la gestion moderne de l’espace d’adressage s’est complexifiée avec l’arrivée de commutateurs comme /LARGEADDRESSAWARE et de mécanismes comme PAE. Ces outils ont offert un passage progressif vers des espaces d’adressage plus larges.
Solutions logicielles historiques :
- EMS (Expanded Memory Specification) pour pages commutables
- XMS (Extended Memory Specification) pour accès linéaire au-delà de 1 Mo
- PAE pour adresses physiques supérieures à 4 Go sur x86
- 4GT ou commutateur /3Go pour ajuster l’espace utilisateur
Technologie
Principe
Avantage / Limite
EMS
Fenêtrage de pages mémoire dans UMA
Compatible avec logiciels DOS, fragmentation
XMS
Accès à la mémoire étendue via gestionnaire
Meilleure gestion pour applications intensives
PAE
Extension physique d’adressage sur x86
Permet plus de 4 Go pour certaines versions
4GT (/3Go)
Répartit l’espace virtuel entre noyau et utilisateur
Réduit l’espace noyau, utile pour applications spécifiques
« J’ai écrit des pilotes EMS pour rendre des logiciels compatibles avec plus de mémoire »
Sophie L.
Ces solutions ont illustré la créativité des équipes chez Microsoft, Compaq et d’autres fabricants pour prolonger la vie des PC anciens. Le travail d’ingénierie logiciel a ainsi complété les limites imposées par le matériel.
Évolution vers Windows 64 bits et limites mémoire modernes
En conséquence de ces bricolages, l’industrie a peu à peu migré vers des architectures 64 bits offrant des espaces d’adressage vastes et plus simples à gérer. Les systèmes modernes évitent la segmentation mémoire qui avait tant limité les premiers PC.
Selon James Fallows, la légende des 640 Ko illustre surtout la manière dont le public interprète mal des contraintes techniques complexes. Selon Microsoft, les réglages comme IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE restent utiles dans des contextes 32 bits pour optimiser l’espace d’adressage.
Règles d’adressage Windows :
- Espace utilisateur 32 bits standard limité à 2 Go par processus
- IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE augmente l’espace utilisateur à 3 ou 4 Go
- Windows 64 bits offre des téraoctets d’adressage pour serveurs
- PAE et remappage utilisés pour gérer périphériques sous 4 Go
Version Windows
Limite x64
Limite x86
Windows 11 Famille
128 To
N/A
Windows 11 Professionnel
2 To
N/A
Windows 10 Professionnel
2 To
4 Go
Windows Server 2016 Datacenter
24 To
N/A
« En entreprise, les serveurs modernes évitent les limites qui freinaient les PC des années 1980 »
Claire N.
« L’héritage des 640 Ko montre l’importance de concevoir pour l’évolutivité dès le départ »
Pierre N.
Pour les constructeurs comme Dell, Hewlett-Packard et Apple, l’évolution vers des plateformes 64 bits a permis d’offrir des machines adaptées aux besoins croissants des applications. Le lien entre matériel et logiciel reste décisif pour les performances actuelles.
Source : Microsoft, « Limites de mémoire et d’espace d’adressage », Microsoft Docs.