Was ist direkter Speicherzugriff?
Der direkte Speicherzugriff, manchmal auch als DMA bezeichnet, ist ein Verfahren zum Übertragen von Daten aus dem Direktzugriffsspeicher zu einem anderen Teil eines Computers, ohne die Zentraleinheit zu belegen. Diese Fähigkeit ist in die meisten modernen Computersysteme eingebaut. Auf diese Weise kann der Computer mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen, wodurch der Computer letztendlich schneller wird.
So wie der Besitzer eines Kleinunternehmens mit allen Berichten und Informationen umgeht, die in sein oder ihr Büro gelangen, muss die Zentraleinheit eines Computers alle Eingaben oder Ausgaben des Computers verarbeiten. Vor dem direkten Speicherzugriff hat das Herunterladen oder Hochladen von Daten die gesamte Aufmerksamkeit des Zentralprozessors in Anspruch genommen. Es konnte immer nur eine Aufgabe gleichzeitig erledigen.
Ein Computer mit direktem Speicherzugriff ist wie ein Kleinunternehmer mit einigen Assistenten. Anstatt alle Informationen direkt zu verarbeiten, kann die Zentraleinheit die Aufgabe an den direkten Speicherzugriffs-Controller delegieren. Dies ist ein in die Hauptplatine eingebautes Gerät, das den direkten Speicherzugriff überwacht. Der Zentraleinheit steht es dann frei, andere Aufgaben auszuführen, während der Upload oder Download stattfindet. Wenn die delegierte Aufgabe abgeschlossen ist, teilt der DMA-Controller der Zentraleinheit mit.
Jeder Anschluss an einem Computer verfügt über mindestens einen direkten Speicherzugriffskanal, der Geräten zugewiesen werden kann, die über diesen Anschluss angeschlossen sind. Um richtig zu funktionieren, muss jedem Gerät ein anderer Kanal zugewiesen werden. Die meisten Karten, die in einem Computer installiert werden können, wie z. B. Audio-, Netzwerk- oder Videokarten, können zur Ausführung ihrer Aufgaben den direkten Speicherzugriff verwenden.
Multi-Core-Prozessoren können auch direkten Speicherzugriff nutzen. Sie verfügen im Allgemeinen über einen temporären Speicher, der als lokaler Speicher oder Notizblockspeicher bezeichnet wird. Wenn die Aktion, an der sie arbeiten, abgeschlossen ist, können sie die Daten über einen Direktzugriffsspeicherkanal aus dem lokalen Speicher in den Hauptspeicher übertragen.
Der Nachteil der Abhängigkeit von DMA besteht darin, dass dies zu einem sogenannten Verlust der Cache-Kohärenz führen kann. Grundsätzlich bedeutet dies, dass sich Daten ständig bewegen und an mehreren temporären Orten gespeichert werden können. Das Problem dabei ist, dass der Computer möglicherweise nicht auf die neuesten Informationen zugreift, wenn er aufgefordert wird, auf Informationen zuzugreifen. Computerhersteller können mit spezieller Hardware oder durch Programmieren des Betriebssystems vor dem Verlust der Cache-Kohärenz schützen.