DMA和內存映射IO之間有什麼區別？

Question

DMA和內存映射IO之間有什麼區別？他們都和我很相似。

Answer 1

內存映射I/O允許CPU通過讀寫特定內存地址來控制硬件。通常這將用於低帶寬操作，例如更改控制位。

DMA允許硬件直接讀取和寫入內存沒有涉及CPU。通常這將用於高帶寬操作，如磁盤I/O或攝像機視頻輸入。

Answer 2

內存映射IO意味着設備寄存器映射到機器的內存空間 - 當這些內存區域被CPU讀取或寫入時，它從設備讀取或寫入設備，而不是實際內存。爲了將數據從設備傳輸到實際的內存緩衝區，CPU必須從內存映射設備寄存器讀取數據並將其寫入緩衝區（並將數據傳輸到設備）。

通過DMA傳輸，器件能夠直接向真實存儲器緩衝區本身傳輸數據或從其中傳輸數據。 CPU通知設備緩衝區的位置，然後可以在設備直接訪問內存時執行其他工作。

Answer 3

由於其他人已經回答了這個問題，我只是補充一點歷史。

回到過去，在x86（PC）硬件上，只有I/O空間和內存空間。這些是兩個不同的地址空間，通過不同的總線協議和不同的CPU指令訪問，但能夠通過相同的插卡槽進行通信。

大多數設備使用控制接口和批量數據傳輸接口的I/O空間。訪問數據的簡單方法是執行大量的CPU指令從一個I/O地址一次一個字地傳輸數據到一個內存地址（有時稱爲「位撞」）。

爲了移動從設備到主機內存的數據自主，ISA總線協議中不支持設備啓動傳輸。發明了一種折中解決方案：DMA控制器。這是一塊硬件，由CPU坐起來，發起傳輸以將數據從設備的I/O地址移動到內存，反之亦然。因爲I/O地址是相同的，所以DMA控制器完成與CPU相同的操作，但效率更高一些，並允許一些自由來保持在後臺運行（儘管可能不會持續很長時間與記憶交談）。

快速進入PCI時代，總線協議變得更加智能：任何設備都可以啓動傳輸。因此，例如，RAID控制卡可以在任何喜歡的時間移動喜歡的任何數據或從主機移動。這被稱爲「總線主控」模式，但由於沒有特殊原因，即使舊的DMA控制器早已不存在，人們仍將此模式稱爲「DMA」。與舊的DMA傳輸不同，通常根本不存在相應的I/O地址，並且總線主控模式通常是設備上唯一存在的接口，根本沒有CPU「比特砰擊」模式。

Answer 4

直接內存訪問（DMA）是一種將數據從I/O傳輸到內存和從內存傳輸到I/O而無需CPU干預的技術。爲此，使用名爲DMA控制器的特殊芯片來控制數據的所有活動和同步。因此，與其他數據傳輸技術相比，DMA要快得多。

另一方面，虛擬內存充當主內存和輔助內存之間的緩存。預先將數據從輔助存儲器（硬盤）提取到主存儲器中，以便在需要時可以在主存儲器中使用數據。它允許我們在系統上運行更多的應用程序，而不是有足夠的物理內存來支持。