バンク切り換えでは、CPUのアドレスの他にページ切り換え用のレジスタが必要である。このレジスタは、少なくとも論理的（ソフトウェア的）にはCPUの外にあるのが一般的である（HD64180のようにCPUチップの中にこのページ切り換え用のレジスタを持っているチップも存在したが、プログラミング上は、CPU内部のレジスタとして扱われていなかった）。このことはアドレスをCPU内部のレジスタとページ切り換え用のレジスタの2箇所で別々に管理することを意味する。それはCPU内部のレジスタからページレジスタへの桁上がり等のハードウェアが実装されていないことになるため、配列等がページサイズより大きい場合等はソフトウェアでページを管理する必要が生じた。これはソフトウェアの処理が必要な分、１次元アドレス管理より速度が低下し、またソフトウェアを必要とするということは、そのソフトウェアにバグが潜む可能性が生じるということであり、システムの信頼性の低下が起こった。このようなバグの例として、一塊のデータがページ境界に配置される場合が挙げられる、これは大きさが2ⁿバイトではない構造体の配列が、全体としてページサイズを超えた場合等に起こる。また、大量のデータをメモリ間で転送する場合に、バンク切り換えを行いながら転送する処理が必要になるが、この処理はかなり煩雑になった。バンク切り換え用のレジスタの仕様（接続されているI/Oアドレス等）は、たとえCPUが同一であっても、一般論として機種毎に異なっていたために、同一CPUでありながら非互換となる原因の一つとなった。また、必ずしもその空間がCPUが持つアドレス空間内に無いため、単純なバンク切り替えの場合、その実行コードの場所が限定された。例えば、VRAMが出現するアドレスに描画を伴う処理をおくことは、VRAMが排他的にそのアドレスのメインメモリの代わりにその場所に出現することになるので、不可能となる。同様に、バンク切り替えで実装されたROMのルーチンをコールするためには、それを呼び出すプログラム自身が存在している場所以外のページに、該当する処理のあるROMを接続の上、処理する必要がある。
かつてよく使われたタイプは、アドレス空間を2次元配列にする物である。たとえばアドレスバスが16ビットしか無く、まったく工夫されていない場合アドレス空間は65536ワードしか使えない。そこでたとえばアドレス0xc000番地から0xffff番地をバンク切り換えして二つの要素を持つようにすると、49152+16384×2=81920ワードを扱える様になる。この手法は、古くは磁気コアメモリとROMバンクを切り換えて、アドレス線を節約する方法に用いられた。8ビットパソコンでは最大メインメモリ空間に匹敵するVRAMのアドレス空間や、テキストVRAM等を、主記憶容量を確保しつつ、CPUからアクセスさせるために使われた。また、メインメモリを64Kバイト搭載した8ビットパソコンにおいて、初期ローダからのロードしたシステムへの遷移、書き換えの不可能なROM空間をRAMとして、ユーザーに開放するためなどの切り替えにも用いられている。これらの実装により、予め実装されているROMに書き込まれているもの以外のシステムの利用や、より自由度の高い利用が可能となった。仮想記憶の普及によって単純なバンク切り換え機構は廃れた。仮想記憶においては、論理アドレス空間をページまたはセグメントと呼ばれる小さな単位に分割し、それぞれをアドレス変換機構において物理アドレスに結び付けている。現在の実装では、アドレス空間はプロセス・ページまたはセグメント・論理アドレスオフセットによって構成される3次元疎配列となる（仮想マシンモニタを使っている場合には4次元疎配列）。原理的にはバンク切り換えの発展系であるが、仮想記憶をバンク切り換えと呼ぶ事は無い。
バンク切り換え（バンクきりかえ、Bank Switching）はコンピュータのメモリ内のアドレス空間を、1次元配列から多次元配列にする事によりアクセス可能なアドレス空間を拡張する技術である。ミニコンピュータで生まれた技術である。8ビットのマイクロコンピュータシステムで一般に使われた技術であり、アクセス可能なRAMやROMの量をアドレスバスを拡張せずに増やすことを目的としていた。
幼くして聡明な子であったという。若い頃より学問を志して上党出身の漢人崔遊に師事し、経史（経書・史書）を広く学んだ。やがて武芸にも励むようになり、成長するにつれて並外れた能力を身に着けるようになった。当時、匈奴の諸部族は魏王朝に服属して并州領内に居住しており、左部・右部・南部・北部・中部の五つに分けられていた（これを五部匈奴という）。その中で、父の劉豹は左部帥の役職に就き、左部匈奴を統率する立場にあった。咸熙年間（264年 - 265年）、劉淵は任子制度により朝廷から召喚命令を受けたが、これは劉豹の造反を防ぐための人質という意味合いもあった。これに従って郷里を離れて洛陽に入朝すると、時の権力者である司馬昭からは厚遇を受け、以降は朝廷に仕えるようになった。その後、間もなく魏が滅んで西晋が興るが、劉淵は変わらず洛陽に留められた。泰始年間（265年 - 274年）の末、友人である王渾の推薦により司馬炎（武帝）と謁見する機会を得ると、語らい合ってその人となりを高く評価された。279年春、父の劉豹が没すると、朝廷の命により父の役職である左部帥を代行する事となり、洛陽を離れて郷里である并州に帰還した。289年11月、朝廷により北部都尉に任じられた。在任期間中、刑法を厳正に遵守してあらゆる悪行を禁じ、財を重視せず施しを好み、誠意をもって人と交流した。当時、五部匈奴には数多くの豪傑がいたが、彼らは劉淵の徳を慕って次から次へと訪れるようになった。また、幽州や冀州の高名な儒学者や学問に励む者も、数多くが遠方より劉淵に会いに来るようになった。290年4月、司馬炎が崩御して子の司馬衷（恵帝）が後を継ぐと、外戚の楊駿が事実上政権を担うようになった。10月、その楊駿の命により、劉淵は建威将軍・五部大都督に任じられ、漢光郷侯に封じられた。また、時期は不明だが左賢王にも任じられている。こうして五部匈奴全体を統括する立場にまで昇り詰めたものの、300年に匈奴のある部族民が国境外へ逃走を図った事により、劉淵は連座により免官となってしまった。しばらくして、鄴城を鎮守する成都王司馬穎より招聘を受けると、劉淵はその要請に応じて復職を果たし、兵を率いて鄴に移った。司馬穎の上表により行寧朔将軍・監五部軍事に任じられ、子の劉聡もまた積弩将軍に任じられた。