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A20地址线是一个历史遗留问题。1981年8月，IBM公司最初推出的个人计算机所使用的CPU是Intel 8088。在这个计算机中，地址线只有20根（A0～A19）。当时，计算机的RAM只有几百KB或不到1MB，20根地址线已足够用来寻址。所能寻址的最高地址是0xffff:0xffff，即0x10ffef。对于超出0x100000（1MB）的地址，CPU将默认回卷到0x0ffef，也就是最高位溢出。IBM公司于1985年引入AT机时，使用的CPU是Intel 80286，具有24根地址线，最高可寻址16MB，所以在寻址值超过1MB时，它不再像8088那样实现地址的回卷。但是当时已经有一些程序利用这种地址环绕机制进行工作。为了实现完全的兼容性，IBM公司发明了一种方法，即使用一个开关来开启或禁止地址线的20～23位。
在进行从实模式到保护模式的切换时，操作系统必须保证A20地址线是打开的，这样才能具有使用32位地址总线的能力。