DMAtiedonsiirrot

DMAtiedonsiirrot eli Direct Memory Access -tiedonsiirrot ovat tietokonejärjestelmissä prosesseja, joissa I/O-laite voi siirtää dataa suoraan muistista toiseen ilman CPU:n jatkuvaa väliintuloa. Tällainen siirto vapauttaa prosessorin muilta tehtäviltä ja mahdollistaa nopeammat tiedonsiirrot sekä paremman järjestelmän suorituskyvyn.

Toimintaperiaate: DMA-ohjain tai vastaava komponentti hallinnoi siirtoa. Kun laite tarvitsee siirtoa, se antaa DMA-pyynnön. DMA-arbiteri myöntää bussin ja ohjain asettaa siirron osoitteen sekä siirrettävän määrän. Siirrosta huolehtii laite suorittamalla dataa muistin ja laitteen välillä suoraan; CPUa käytetään vain siirron alussa ja mahdollisesti valmistumisen tai virhetilanteen yhteydessä.

Tyypit: DMA-tiloja ovat esimerkiksi cycle stealing -DMA, jossa siirto varastaa pieniä osia CPU:n aikakäytöstä, sekä burst-mode, jossa bussin käyttö viettää pidempiä ajanjaksoja. Bus mastering eli bus-mastering DMA antaa laitteelle mahdollisuuden hallita bussin itsenäisesti. Modernissa käytössä PCI/PCIe -laitteet tukevat bus-masteringia, ja muistien suojauksesta huolehditaan usein IOMMU:n avulla.

Edut ja haasteet: DMA vähentää CPU:n väliintuloa, lisää tiedonsiirtonopeutta ja parantaa monien tehtävien rinnakkaiskäyttöä. Haittoina ovat järjestelmän monimutkaisuus, bussin kilpailu ja mahdollinen tiedon eheydestä sekä turvallisuudesta koituvat riskit. Nykyaikaisissa järjestelmissä IOMMU-tuki parantaa turvallisuutta ja muistien suojattua pääsyä DMAtiedonsiirroissa.

Käyttökohteet: DMAtiedonsiirrot ovat yleisiä levy-/saatto- ja verkkokorttien sekä muiden I/O-laiteiden, kuten äänikorttien, tiedonsiirroissa, joissa suuri datapäivänto on tarpeen ilman CPU:n kuormitusta.