有人能解释一下为什么一定量的内存总是为硬件保留吗？这与内存寻址有何关系？
答案1
很大程度上取决于这是一个 32 位还是 64 位操作系统。
对于 64 位操作系统，硬件保留内存的最大用户通常是视频系统。出于经济原因，许多视频系统没有或只有很少的内存，而是依靠系统内存来满足其需求。这在笔记本电脑中尤其常见。在 Windows 启动之前，BIOS 会保留这些内存供视频使用。
以上所有情况都适用于 32 位操作系统，但还有一个额外的因素。32 位操作系统具有固定的 4 GB 物理地址空间。RAM 是此地址空间的最大用户，但并非唯一用户。出于性能原因，此空间的很大一部分用于内存映射 IO。这允许 CPU 通过读取和写入硬件设备（与内存相同）来快速与硬件设备通信。通常，这需要大约 500 MB 或更多的地址空间。还有其他方法可用，但对于视频等高性能设备来说，它们太慢了。
内存映射 IO 出现在与 RAM 相同的地址空间中。这带来了一个问题。您无法在 4 GB 的地址空间中拥有 4 GB 的 RAM 和 500 MB 以上的内存映射设备。它根本装不下。因此，用于内存映射设备的任何空间都无法供 RAM 使用。通常会损失大约 500 到 750 MB，但具体数量取决于硬件。
64 位操作系统具有以 TB 为单位的物理地址空间，因此有足够的空间用于 RAM 和内存映射 IO。
答案2
why some amount of memory always reserved for hardware?
因为这是当代个人计算机架构的一部分，称为“PCI”，外围组件互连该架构最初是在 20 世纪 90 年代初开发的，目的是提高 PC 附加设备的配置和性能，并提供即插即用功能（消除繁琐的显式配置过程并自动分配外围资源）
每个外围设备都需要与 CPU 通信的手段来来回回传输数据。因此，PCI 架构提供了传统的 I/O 访问空间（X86 架构中一种过时的外围通信形式，现在使用得越来越少），以及内存映射空间，后者提供了更快的访问和数据交换。显然，如果将某个通信窗口映射到公共内存空间，它将被排除在常规 RAM 的地址区域之外。虽然这种资源分配方案很灵活，但对于如何解码和映射这个空间，存在一些架构限制（我相信在操作系统级别也是如此），因此上部内存的某些部分是“保留”的。