[转载]DMA与PIO模式

DMA与PIO模式
　　 
　　计算机对外部设备的数据访问模式分两种：DMA和PIO。
　　 
　　DMA(Direct Memory Access)，直接内存访问，在该模式下，数据传送不是由CPU负责处理，而是由一个特殊的处理器－DMA控制器－来完成，因此占用极少的CPU资源。
　　 
　　PIO(Programmed Input-Output)，可编程输入输出，在该模式下，数据传送由CPU执行I/O端口指令来按照字节或更大的数据单位来处理，占用大量的CPU资源，数据传输速度也大大低于DMA模式。举例老说，在DMA方式下，如果copy文件的同时在播放mp3音乐，则不受丝毫影响；如果在PIO模式下，则会发现音乐声时断时续，这是因为大部分CPU资源被文件传输占用。
　　 
　　所以，总的来说，使用DMA模式时，计算机的运行速度会比使用PIO模式快很多。
　　 
　　查看外部数据存储设备的当前传送模式的方法为，打开“设备管理器>>IDE ATA/ATAPI控制器>>主要IDE通道”或者"次要IDE通道"的属性页，在“高级设置”一页中就可以看到。一般情况下，主要IDE通道对应的是主硬盘，次要IDE通道对应的是光驱。
　　 
　　早期的Windows98系统中，要打开DMA模式需要安装相应的主板驱动程序，如Intel Application Accelerator或VIA 4in1。而在WindowsXP系统中，访问存储器的默认数据传送方式就是DMA，但有时候会发现突然变成了PIO模式。这是因为Windows IDE/ATAPI端口驱动程序Atapi.sys累积发生了6次超时或循环冗余检验 (CRC) 错误后，会自动把IDE通道的传送模式降为速度更慢的模式，即从高级别的DMA模式降为低级别的DMA模式，直到最终降为最慢的PIO模式。
　　 
　　恢复DMA模式的最简单方法是在“设备管理器”中卸载已经变为PIO模式的IDE通道，然后重新启动计算机后，系统会重新安装刚刚卸载的IDE通道，安装完毕后其传送模式就恢复到DMA模式了。不过上次我用这个方法后，在重新安装IDE通道时出错，提示设备不适用于平台之类的信息。经查是因为安装了daemon tool虚拟光驱软件的原因，卸载后一切正常。
　　
　　另一种恢复DMA模式的方法是修改注册表。运行regedit打开注册表编辑器，找到HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Class\{4D36E96A-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}，该键有0000，0001，0002等子键，通常0001代表主要IDE通道，0002代表次要IDE通道，可通过检查该子键中的DriverDesc一项的值是“主要IDE通道”还是“次要IDE通道”来确认。不过我的注册表中还有0003，0004，不知道咋回事……假如要恢复主要IDE通道的DMA模式，则删除0001子键的MasterIdDataChecksum或者SlaveIdDataChecksum一项，这取决与该设备是Master还是Slave，搞不清也没有关系，这两项只要看到就删除即可。之后重新启动系统即可。
　　 
　　恢复DMA模式后，如果读取硬盘或光盘发生的错误累积6次后，设备又会变为PIO模式。为了降低这种情况的发生几率，可在上面提到的0001和0002子键中新建DWORD值，名称为ResetErrorCountersOnSuccess，值设定为1。加入这一项后，Windows只会在连续发生6次磁盘访问错误后才会降低传送模式，而不是累积6次错误。这就在一定程度上降低了设备变为PIO模式的几率。