"MMU" im Lexikon

Die Memory Management Unit (MMU) ist integraler Bestandteil moderner Mikroprozessorarchitekturen. Sie übernimmt die kritische Rolle der Übersetzung von virtuellen Adressen, die von Anwendungsprogrammen verwendet werden, in physische Adressen im RAM. Diese Schicht der Abstraktion ermöglicht es Betriebssystemen, effizientes Speichermanagement zu betreiben, einschließlich Techniken wie Paging und Segmentation. Durch die MMU können mehrere Prozesse isoliert voneinander im selben physischen Speicher coexistieren, ohne dass sie sich gegenseitig stören oder auf die Daten des anderen zugreifen können. Dies ist eine Grundvoraussetzung für moderne Multitasking-Betriebssysteme.

Die MMU hilft auch dabei, die Systemsicherheit zu verbessern, indem sie sicherstellt, dass Prozesse nur auf ihren zugewiesenen Speicher zugreifen können, was einen Schutzmechanismus gegen fehlerhafte oder bösartige Software bietet. Bei vielen Prozessoren ist die MMU heute direkt in die CPU integriert, was schnelle Übersetzungsoperationen ermöglicht und somit die Gesamtperformance des Systems verbessert.

In den frühen Tagen der Mikroprozessoren war die Memory Management Unit (MMU) oft ein separates, zusätzliches Chipset und nicht in die CPU selbst integriert. Dies war unter anderem bei Intels 8086- und 80286-Prozessoren der Fall. Bei diesen Systemen wurde die MMU als externer Baustein neben der CPU auf der Hauptplatine montiert. Die konkurrierenden Motorola CPUs 68000 (unter anderem im Apple Lisa und Macintosh, Amiga und Aatri ST verwendet) und der Nachfolger 68010 konnten um eine MMU erweitert werden, nachfolgende Prozessoren wie der 68030 und 68040 hatten die MMU dann ebenfalls in die CPU integriert.

Intels 8086-Prozessor hatte keine eingebaute MMU, konnte aber um eine externe MMU wie den 8089 Coprozessor ergänzt werden, um einige Funktionen der Speicherverwaltung zu implementieren. Der Intel 80286 führte den Protected Mode ein und hatte eine rudimentäre Form der Speicherverwaltung eingebaut, konnte aber auch mit einer externen MMU, dem Intel 80287, erweitert werden.

Das Vorhandensein einer separaten MMU erlaubte es, dass frühe Computersysteme mit einem grundlegenden Betriebssystem und Software laufen konnten, die keine komplexen Speicherverwaltungsaufgaben benötigten. Wenn jedoch anspruchsvollere Funktionen wie virtuelle Speicherverwaltung oder Speicherschutz erforderlich waren, wurde eine MMU notwendig. Mit dem Fortschritt der Mikroprozessortechnologie und dem Aufkommen von Prozessoren wie dem Intel 80386 wurde die MMU ein standardmäßiger Teil der CPU-Architektur. Das integrierte Design führte zu verbesserten Leistungen und effizienterem Speichermanagement. Seitdem ist die MMU ein fester Bestandteil der CPU in nahezu allen modernen Mikroprozessoren.