Definición de Acceso directo a memoria (DMA)
(Direct Memory Access o DMA). El acceso directo a memoria es una características de las computadoras y microprocesadores modernos que permite que ciertos subsistemas de hardware dentro de la computadora puedan acceder a la memoria del sistema para la lectura y/o escritura, independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU). De lo contrario, la CPU tendría que copiar cada porción de dato desde el origen hacia el destino, haciendo que ésta no esté disponible para otras tareas.
Los subsistemas de hardware que utilizan DMA pueden ser: controladores de disco duro, tarjetas gráficas, tarjetas de red, tarjetas de sonido y tarjetas aceleradoras. También es utilizado para la transferencia de datos dentro del chip en procesadores con múltiples núcleos. DMA es esencial en los sistemas integrados.
Características generales del DMA
Aquellas computadoras que tienen canales DMA pueden transferir datos desde y hacia los dispositivos con menos utilización de CPU que aquellas computadoras sin canales DMA. Básicamente una transferencia DMA consiste en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. Esa transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA, en lugar del CPU. El controlador DMA es generalmente un chipset de la placa madre.
En computadoras sin DMA, el CPU generalmente se ocupa completo durante toda la operación de lectura o escritura de la memoria y, por lo tanto, no está disponible para realizar otras tareas. Con DMA, el CPU puede iniciar la transferencia, luego realizar otras operaciones mientras la transferencia está en progreso y luego recibir una interrupción del controlador de DMA una vez que la transferencia termina.
Sin DMA se utiliza el modo PIO para la comunicación de periféricos con la memoria y de instrucciones de load/store en el caso de chips con multinúcleos.
DMA es útil en aplicaciones en tiempo real y en el procesamiento de flujos de datos.
Tipos de transferencia DMA o Acceso directo a memoria
* DMA por robo de ciclo: es uno de los métodos más usados, ya que requiere poca utilización del CPU. Esta estrategia utiliza uno o más ciclos de CPU para cada instrucción que se ejecuta. Esto permite alta disponibilidad del bus del sistema para la CPU, aunque la transferencia de datos se hará más lentamente.
* DMA por ráfagas: esta estrategia consiste en enviar el bloque de datos solicitado mediante una ráfaga empleando el bus del sistema hasta finalizar la transferencia. Permite una altísima velocidad, pero la CPU no podrá utilizar el bus de sistema durante el tiempo de transferencia, por lo que permanece inactiva.
* DMA transparente: esta estrategia consiste en emplear el bus del sistema cuando la CPU no lo necesita. Esto permite que la transferencia no impida que la CPU utilice el bus del sistema; pero la velocidad de transferencia es la más baja posible.
* DMA Scatter-gather: esta estrategia permite transmitir datos a varias áreas de memoria en una transacción DMA simple. Equivale al encadenamiento de múltiples peticiones DMA simples. Su objetivo es librar a la CPU la tarea de la copia de datos e interrupciones de entrada/salida múltiples.
La tecnología DMA ha revolucionado la forma en que los dispositivos periféricos interactúan con la memoria principal de una computadora. Antes de su implementación, la CPU era responsable de transferir los datos entre los dispositivos y la memoria, lo que consumía una cantidad significativa de tiempo y recursos del procesador.
La transferencia DMA permite a los dispositivos acceder directamente a la memoria principal sin la intervención de la CPU. Esto mejora drásticamente la eficiencia del sistema y libera al procesador para que realice otras tareas. Además, reduce la latencia de transferencia y minimiza la carga de trabajo en la CPU, lo que resulta en un aumento de la velocidad y rendimiento general del sistema.
Uno de los beneficios clave del DMA es su capacidad para realizar transferencias de datos en tiempo real. Esto es especialmente útil en aplicaciones que requieren una interacción rápida y sincronizada con dispositivos periféricos, como la captura y reproducción de audio y video.
La implementación del DMA no solo ha mejorado la eficiencia de los sistemas informáticos tradicionales, sino que también ha sido fundamental en el desarrollo de sistemas integrados. Estos sistemas, que se encuentran en una amplia variedad de dispositivos, como teléfonos inteligentes, automóviles y electrodomésticos, dependen en gran medida del DMA para realizar transferencias de datos de manera eficiente y sin intervención de la CPU.
En resumen, el acceso directo a memoria (DMA) es una característica esencial en las computadoras modernas y los microprocesadores. Permite que los dispositivos periféricos accedan a la memoria principal de manera independiente de la CPU, lo que mejora la eficiencia y el rendimiento del sistema. Esta tecnología es especialmente útil en aplicaciones en tiempo real y en el procesamiento de flujos de datos. Con diferentes tipos de transferencias DMA, como el robo de ciclo, las ráfagas, la transparencia y el scatter-gather, se proporciona una mayor flexibilidad y opciones para satisfacer las necesidades de comunicación entre dispositivos y memoria.
Activar/desactivar el Acceso directo a memoria
1. Ir al Panel de Control de Windows.
2. Clic en Sistema y seguridad - Sistema.
3. Clic en Administrador de dispositivos.
4. Hacer doble clic en Controladoras ATA/ATAPI IDE.
5. En Controladoras ATA/ATAPI IDE, para cada icono que contenga la palabra Canal como parte de su etiqueta, hacer clic con el botón secundario del ratón en el icono y, luego, hacer clic en Propiedades.
6. Hacer clic en Configuración avanzada.
7. En Propiedades de dispositivo, activar o desactivar el casillero "Habilitar DMA".
8. Aceptar.
Resumen: Acceso directo a memoria
DMA es una característica de las computadoras modernas que permite que ciertos dispositivos accedan a la memoria sin utilizar la CPU. Se utiliza en controladores de disco duro, tarjetas gráficas, tarjetas de red, entre otros. Hay diferentes tipos de transferencia DMA, como el robo de ciclos y las ráfagas. DMA es útil en aplicaciones en tiempo real y en el procesamiento de flujos de datos.
¿Qué significa DMA en informática?
DMA significa Direct Memory Access, que en español se traduce como Acceso Directo a Memoria. Es una característica de las computadoras modernas que permite que ciertos subsistemas de hardware puedan acceder a la memoria del sistema para leer y escribir datos sin la intervención directa de la CPU.
¿Cuál es la ventaja de utilizar DMA en lugar de que la CPU copie los datos?
La principal ventaja es que el uso de DMA libera a la CPU de tener que copiar cada porción de datos desde el origen hacia el destino. Esto significa que la CPU puede dedicarse a otras tareas de procesamiento, mientras que el subsistema DMA se encarga de transferir los datos de manera eficiente y sin interrupciones.
¿Qué tipos de dispositivos se benefician del uso de DMA?
Los dispositivos que más se benefician del uso de DMA son aquellos que necesitan transferir grandes volúmenes de datos de manera rápida y eficiente, como las tarjetas de sonido, las tarjetas de video, los controladores de red y los discos duros.
¿Cómo se configura y controla DMA en un sistema informático?
La configuración y control de DMA se realiza a través del BIOS (Sistema Básico de Entrada/Salida) y del sistema operativo. En el BIOS se asignan los canales DMA a los dispositivos específicos, y en el sistema operativo se accede a estos canales mediante controladores de dispositivo adecuados.
¿Cuál es la diferencia entre DMA y el acceso a memoria a través de interrupciones?
La diferencia radica en la forma en que se realiza la transferencia de datos. Con DMA, el subsistema de hardware accede directamente a la memoria sin tener que pasar por la CPU. En cambio, con las interrupciones, es la CPU la que debe manejar las solicitudes de los dispositivos y realizar las transferencias de datos.
¿Qué sucede si varios dispositivos intentan acceder a la memoria a través de DMA al mismo tiempo?
Para evitar conflictos, los sistemas informáticos modernos utilizan técnicas de arbitraje para garantizar que los dispositivos accedan a la memoria de manera controlada y ordenada. Estas técnicas incluyen la priorización de los dispositivos o la asignación de periodos de tiempo específicos para que cada dispositivo realice su transferencia de datos.
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 09-07-2023
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2023). Definición de Acceso directo a memoria. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/acceso_directo_a_memoria.php
