I/O加速技術

I/O加速技術是能夠提高數據的傳輸和處理能力的一款技術，具有可操作性、可升級性。

基本介紹

• 中文名：I/O加速技術
• 目的：為提高數據的傳輸和處理能力
• 瓶頸：伺服器I/O延遲
• 主要特性：可操作性、可升級性

簡介

I/O加速技術（英語：I/O Acceleration Technology，縮寫I/OAT）是英特爾在高端伺服器主機板上搭售的一個DMA引擎（嵌入式DMA控制器），憑藉執行直接存儲器訪問（DMA）來卸載主處理器的記憶體複製工作。它通常用於加速網路流量的傳輸，但也支持任何類型的複製。

Microsoft Windows自面向Windows Server 2003SP1的可擴展網路包開始支持使用I/OAT加速網路。Linux核心則是自2006年開始使用，但此特性據稱由於缺乏性能優勢和造成數據損壞的可能性，在之後被禁用。

產生背景

基於目前的商務信息化實際，近年來各國企業紛紛加大了對網路和存儲基礎設施的投資。但不少CIO發現：即使網路頻寬投資提高了10倍，其套用回響速度和可靠性仍舊沒有明顯改善。網路流量需求仍超過網路伺服器的支持能力，其中，成為制約系統性能的。在這樣的背景下，一款集成的平台I/O解決方案——英特爾®I/O加速技術（英特爾®I/O Acceleration Technology）應運而生，它較好地幫助企業解決了這一系統性能問題，不僅加快了數據傳輸速度，同時也提高了系統效率及可靠性。

技術特點

提高的DMA引擎，更快的數據傳輸，多達2倍多的數據吞吐，最佳化的TCP堆疊，減少40%的CPU開支，加速套用反應，平台層面的加速，可以無縫隙的升級到8千兆乙太網連線埠，隨著CPU的改進，I/O的可操作性隨著上升，用可信賴的Windows和Linux TCP/IP堆疊，對IT來說意味著更少的風險，保持現有的LAN特徵，如VLANs和teaming，具有標準特徵的英特爾乙太網適配器，在主機板和網路適配器方面不用增加任何額外的費用。

英特爾I/O加速技術的表現為：可操作性、可升級性和可靠性。

首先是可操作性——I/O加速技術有利於減少CPU的資源浪費，使系統在處理多種緊急任務時可以獲得更多的資源。該技術主要通過最佳化CPU、晶片組、網路控制器和軟體的運行效能來縮小操作性能方面的瓶徑。演示表明，英特爾®I/O加速技術能有效加快TCP/IP的處理，提高伺服器平台上加速數據的傳遞效率，減少系統的回響時間。

其二是可升級性——英特爾I/O加速技術提供的網路加速功能可在千兆乙太網連線埠上進行無縫升級。利用一個標準千兆網路適配器的電和熱特性，它可以很節省成本地升級到8千兆和萬兆乙太網連線埠。

其三是可靠性——英特爾I/O加速技術是一個安全和靈活的選擇，因為它被緊密嵌入目前主流的作業系統上，如微軟的Windows Server* 2003和Linux*。相對於依靠第三方硬體供應商所做的網路堆疊更新，這種內嵌方式可以避免支持相關的風險。

據了解，2006年，隨著英特爾伺服器平台Bensley和全新雙核英特爾至強處理器系列新品的正式發布，I/O加速技術作為一款系統級解決方案和一項全新能力，已被集成到新一代伺服器平台中去。

DMA引擎

直接記憶體訪問（DirectMemoryAccess，DMA）是計算機科學中的一種記憶體訪問技術。它允許某些電腦內部的硬體子系統（電腦外設），可以獨立地直接讀寫系統記憶體，而不需中央處理器（CPU）介入處理 。在同等程度的處理器負擔下，DMA是一種快速的數據傳送方式。很多硬體的系統會使用DMA，包含硬碟控制器、繪圖顯示卡、網卡和音效卡。

DMA是所有現代電腦的重要特色，它允許不同速度的硬體設備來溝通，而不需要依於中央處理器的大量中斷負載。否則，中央處理器需要從來源把每一片段的數據複製到暫存器，然後把它們再次寫回到新的地方。在這個時間中，中央處理器對於其他的工作來說就無法使用。

DMA傳輸常使用在將一個記憶體區從一個設備複製到另外一個。當中央處理器初始化這個傳輸動作，傳輸動作本身是由DMA控制器來實行和完成。典型的例子就是移動一個外部記憶體的區塊到晶片內部更快的記憶體去。像是這樣的操作並沒有讓處理器工作拖延，使其可以被重新調度去處理其他的工作。DMA傳輸對於高性能嵌入式系統算法和網路是很重要的。 舉個例子，個人電腦的ISADMA控制器擁有8個DMA通道，其中的7個通道是可以讓計算機的中央處理器所利用。每一個DMA通道有一個16位地址暫存器和一個16位計數暫存器。要初始化數據傳輸時，設備驅動程式一起設定DMA通道的地址和計數暫存器，以及數據傳輸的方向，讀取或寫入。然後指示DMA硬體開始這個傳輸動作。當傳輸結束的時候，設備就會以中斷的方式通知中央處理器。