基于預測緩存的低功耗TLB快速訪問機制

摘要：基于存儲器訪問局部性原理，提出了一種基于預測緩存的低功耗轉換旁置緩沖器(TLB)快速訪問機制。該機制采用單端口靜態隨機存儲器(SRAM)代替傳統的內容尋址存儲器(CAM)結構，通過匹配搜索實現全相連TLB的快速訪問，在兩級TLB之間設計可配置的訪問預測緩存，用于動態預測第二級TLB訪問順序，減少第二級TLB搜索匹配的延時，并有效降低第二級TLB訪問功耗。采用該機制明顯降低了TLB的缺失代價，當第一級TLB缺失時訪問第二級TLB的平均訪問延時接近1個時鐘周期，約為原有平均訪問延時的20％，增加的面積開銷僅為原內存管理單元的1.81％左右，具有低成本、低功耗的特征。