Co to jest bezpośredni dostęp do pamięci?

Bezpośredni dostęp do pamięci, czasami nazywany DMA, to metoda przesyłania danych z pamięci o swobodnym dostępie do innej części komputera bez zajmowania centralnej jednostki przetwarzającej. Ta funkcja jest wbudowana w większość nowoczesnych systemów komputerowych. Umożliwia komputerowi wykonywanie wielu zadań jednocześnie, co ostatecznie przyspiesza działanie komputera.

Podobnie jak właściciel małej firmy zajmuje się wszystkimi raportami i informacjami wchodzącymi lub wychodzącymi z jego biura, centralna jednostka przetwarzania komputera musi przetwarzać wszystkie dane wejściowe lub wyjściowe komputera. Przed bezpośrednim dostępem do pamięci, pobieranie lub wysyłanie danych zajmowało całą uwagę centralnego procesora. Może wykonywać tylko jedno zadanie na raz.

Komputer z włączonym bezpośrednim dostępem do pamięci jest jak właściciel małej firmy z kilkoma asystentami. Zamiast zajmować się wszystkimi informacjami bezpośrednio, jednostka centralna jest w stanie przekazać zadanie bezpośredniemu kontrolerowi dostępu do pamięci. Jest to urządzenie wbudowane w płytę główną, które nadzoruje operacje bezpośredniego dostępu do pamięci. Centralna jednostka przetwarzania może wtedy wykonywać inne zadania podczas przesyłania lub pobierania. Po zakończeniu zadania delegowanego kontroler DMA informuje jednostkę centralną.

Każdy port w komputerze ma co najmniej jeden kanał bezpośredniego dostępu do pamięci, który można przypisać do urządzeń podłączonych przez ten port. Aby działać poprawnie, każdemu urządzeniu należy przypisać inny kanał. Większość kart, które można zainstalować w komputerze, takich jak karty dźwiękowe, sieciowe lub wideo, może korzystać z bezpośredniego dostępu do pamięci w celu wykonywania swoich zadań.

Procesory wielordzeniowe mogą również korzystać z bezpośredniego dostępu do pamięci. Zazwyczaj mają one rodzaj pamięci tymczasowej zwanej pamięcią lokalną lub pamięcią podręczną. Po zakończeniu działania, nad którym pracują, mogą przenieść dane z pamięci lokalnej do pamięci głównej za pomocą kanału pamięci bezpośredniego dostępu.

Wadą uzależnienia od DMA jest to, że może powodować utratę spójności pamięci podręcznej. Zasadniczo oznacza to, że dane cały czas się przenoszą i mogą być przechowywane w wielu tymczasowych lokalizacjach. Problem polega na tym, że gdy komputer jest proszony o dostęp do informacji, może nie uzyskać dostępu do najnowszych informacji. Producenci komputerów mogą sobie z tym poradzić, używając specjalnego sprzętu lub programując system operacyjny, aby zabezpieczyć się przed utratą spójności pamięci podręcznej.