直接内存访问

计算机术语直接内存访问01简介缓存一致性问题RDMA原理DMA引擎目录03050204基本信息直接内存访问（DMA，DirectMemoryAccess）是一些计算机总线架构提供的功能，它能使数据从附加设备（如磁盘驱动器）直接发送到计算机主板的内存上。简介简介通常会指定一个内存部分用于直接内存访问。在ISA总线标准中，高达16兆字节的内存可用于DMA。EISA和微通道架构标准允许访问全套内存（假设他们可以用32位寻址）。外围设备互连通过使用一个总线主控器来完成直接内存访问。直接内存访问（DMA）的另一个选择是程控输入输出（PIO）接口。在程控输入输出接口中，设备之间所有的数据传输都要通过处理器。ATA/IDE接口的新协议是UltraDMA，它提供的突发数据传输速率可达33兆字节每秒。具有UltraDMA/33的硬盘驱动器也支持PIO模式1、3、4和多字DMA模式2（每秒16.6兆字节）。

原理原理DMA是所有现代电脑的重要特色，它允许不同速度的硬件设备来沟通，而不需要依于中央处理器的大量中断负载。否则，中央处理器需要从来源把每一片段的数据复制到寄存器，然后把它们再次写回到新的地方。在这个时间中，中央处理器对于其他的工作来说就无法使用。DMA传输常使用在将一个内存区从一个设备复制到另外一个。当中央处理器初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA控制器来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，使其可以被重新调度去处理其他的工作。DMA传输对于高性能嵌入式系统算法和络是很重要的。举个例子，个人电脑的ISADMA控制器拥有8个DMA通道，其中的7个通道是可以让计算机的中央处理器所利用。每一个DMA通道有一个16位寄存器和一个16位计数寄存器。要初始化数据传输时，设备驱动程序一起设置DMA通道的和计数寄存器，以及数据传输的方向，读取或写入。然后指示DMA硬件开始这个传输动作。当传输结束的时候，设备就会以中断的方式通知中央处理器。"分散-收集"（Scatter-gather）DMA允许在一次单一的DMA处理中传输数据到多个内存区域。相当于把多个简单的DMA要求串在一起。同样，这样做的目的是要减轻中央处理器的多次输出输入中断和数据复制任务。DRQ意为DMA要求；DACK意为DMA确认。这些符号一般在有DMA功能的电脑系统硬件概要上可以看到。它们表示了介于中央处理器和DMA控制器之间的电子信号传输线路。缓存一致性问题缓存一致性问题DMA会导致缓存一致性问题。想像中央处理器带有缓存与外部内存的情况，DMA的运作则是去访问外部内存，当中央处理器访问外部内存某个的时候，暂时先将新的值写入缓存中，但并未将外部内存的数据更新，若在缓存中的数据尚未更新到外部内存前发生了DMA，则DMA过程将会读取到未更新的数据。相同的，如果外部设备写入新的值到外部内存内，则中央处理器若访问缓存时则会访问到尚未更新的数据。这些问题可以用两种方法来解决：第二种的方法会造成DMA的系统负担。

DMA引擎DMA引擎除了与硬件交互相关外，DMA也可为昂贵的内存耗费减负。比如大型的拷贝行为或scatter-gather操作，从中央处理器到专用的DMA引擎。Intel的高端服务器包含这种引擎，它被称为I/O加速技术（IOAT）。

RDMARDMA在电脑运算领域，远程直接内存访问（英语：remotedirectmemoryaccess，RDMA）是一种直接存储器访问技术，它将数据直接从一台计算机的内存传输到另一台计算机，无需双方操作系统的介入。这允许高通量、低延迟的络通信，尤其适合在大规模并行计算机集群中使用。RDMA支持零复制络传输，通过使络适配器直接在应用程序内存间传输数据，不再需要在应用程序内存与操作系统缓冲区之间复制数据。这种传输不需要中央处理器、CPU缓存或上下文交换参与，并且传输可与其他系统操作并行。当应用程序执行RDMA