U可见的虚拟地址转换为物理地址）一样，IOMMU将设备可见的虚拟地址（在此上下文中也称设备地址或I/O地址）映射到物理地址。部分单元还提供内存保护功能，防止故障或恶意的设备。IOMMU的一个例子是Intel架构和AMD计算机上使用的AGP和PCI Express显卡所使用的（GART）。在x86架构将CPU与平台路径控制器（PCH）的北桥和南桥拆分前，I/O虚拟化不是由CPU而是由芯片组执行。
优点.与内存的直接物理寻址相比，拥有IOMMU的优势包括：对于端口I/O的地址