DMA

- データ転送の仕組み コンピューターの中心で活躍するCPUは、データの処理や転送といったあらゆる動作を管理しています。例えるなら、CPUはコンピューター全体の司令塔と言えるでしょう。しかし、データ転送のように、単純ながらもデータ量が多い作業をCPUが全て行うとなると、CPUに大きな負担がかかってしまいます。 そこで、CPUの負担を軽減するために開発されたのがDMA(Direct Memory Access)です。DMAは、CPUを介さずに、メモリと周辺機器間で直接データを転送する機能を持っています。 DMAを利用すると、CPUはデータ転送の処理から解放され、他の処理に専念することができます。その結果、コンピューター全体の処理速度が向上し、より快適に作業を行うことができるようになります。 例えば、大容量の画像データをハードディスクからメモリに転送する場合を考えてみましょう。DMAがない場合は、CPUがデータ転送の処理を全て行うため、CPUの処理能力が画像データの転送に占有されてしまいます。しかし、DMAがあれば、CPUを介さずにハードディスクからメモリへ直接データ転送が行われるため、CPUは他の処理に余裕を持つことができます。 このように、DMAは、コンピューターの処理速度向上に大きく貢献しています。

- DMAとはDMAは"Direct Memory Access"の頭文字を取った言葉で、日本語では"主記憶直接アクセス"と訳されます。この技術を使うと、CPUを介さずに、周辺機器と主記憶装置の間で直接データのやり取りを行うことができます。従来のコンピューターシステムでは、周辺機器がデータの送受信を行う場合、必ずCPUが間に入ってデータ転送を処理していました。例えば、ハードディスクからデータを読み込んで主記憶装置に書き込む場合、まずCPUがハードディスクからデータを読み込み、その後、CPUが主記憶装置にデータを書き込むという手順を踏んでいました。しかし、DMAを使うと、このようなCPUを介したデータ転送が不要になります。ハードディスクから主記憶装置へのデータ転送を例に取ると、DMAコントローラーという専用の回路が、CPUの代わりにハードディスクからデータを読み込み、直接主記憶装置に書き込む動作を行います。この間、CPUはデータ転送に関与しないため、他の処理に専念することができます。DMAの最大のメリットは、CPUの負荷を軽減できる点にあります。従来のようにCPUがデータ転送に関与していると、その分だけCPUの処理能力が消費されてしまいます。特に、大量のデータ転送を行う場合は、CPUに大きな負荷がかかり、システム全体の処理速度が低下する原因となっていました。しかし、DMAを使うことでCPUの負荷を軽減できるため、システム全体の処理速度を向上させることができます。DMAは、今日のコンピューターシステムにおいて、ハードディスク、ネットワークインターフェース、グラフィックカードなど、様々な周辺機器で広く利用されており、高速で効率的なデータ転送を実現するために欠かせない技術となっています。