32 Bit RAM中的内存对齐问题：为何地址1无法存储2 Byte数据包

首先澄清一个常见误区 #

不存在全平台通用的“完全无法在地址1存储2字节数据”的限制，不同架构的处理规则完全不同：

• x86这类CISC架构原生支持非对齐内存访问，你完全可以正常在地址1存储、读取2字节数据，仅在部分跨块访问的场景下会有性能下降
• 只有MIPS、早期ARM这类追求硬件精简的RISC架构，才会默认触发非对齐访问异常，直接禁止这类操作

你推导的逻辑漏洞 #

你对32位内存bank的工作逻辑的理解缺少了内存控制器和指令集的硬件约定前提：

• 32位内存控制器的单次读取默认以对齐的4字节块为基础单位，地址的低2位仅用于块内的偏移选择，不会用来做跨块的选址。你提到的地址1处的2字节数据确实完全落在0x0 ~ 0x3这同一个4字节块内，从存储介质的角度确实单次读取就能拿到所有原始数据。
• 严格要求对齐的RISC架构为了压缩硬件复杂度、提升主频，砍掉了块内非对齐数据的移位、字节拼接电路：指令集直接约定n字节访问的地址必须满足m mod n == 0，硬件只会从给定地址的偏移起始直接输出连续n字节，不会额外做数据拼接的工作，只要地址不符合规则就直接抛出异常，根本不会去判断数据是不是在同一个块内。

补充性能说明 #

哪怕是支持非对齐访问的x86架构，非对齐访问也存在明显的性能隐患：如果你要访问的2字节数据地址是0x3，那数据会分别落在0x0 ~ 0x3和0x4 ~ 0x7两个不同的4字节对齐块中，此时必须发起两次内存读取，再拼接出需要的2字节数据，耗时至少是对齐访问的2倍。
这也是为什么编译器、操作系统默认都会做内存对齐处理，哪怕架构支持非对齐访问，也会尽可能避免这种情况出现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者freezeling