[发明专利]数据预取方法以及微处理器

权利要求书

1.一种微处理器，包括：

一快取存储器；以及

一预取单元，用以：

检测具有一第一存储器区块的多个存储器存取要求的一样态，并且根据上述样态从上述第一存储器区块预取多个快取线至上述快取存储器中；

监视一第二存储器区块的一新的存储器存取要求；

决定上述第一存储器区块是否虚拟邻近于上述第二存储器区块，并且当自上述第一存储器区块延续至上述第二存储器区块时，则决定上述样态是否预测到上述第二存储器区块的新的存储器存取要求所相关的一快取线在上述第二存储器区块中；以及

根据上述样态，响应地从上述第二存储器区块将上述快取线预取至上述快取存储器中，

其中预取单元还用以：

维持由多个项目所构成的一项目表，其中上述项目表的每一项目包括第一、第二以及第三字段，其中上述第二字段保持一最近存取的存储器区块的虚拟地址的代表值，其中上述第一字段保持在一方向与上述最近存取的存储器区块虚拟相邻的一存储器区块的虚拟地址的代表值，其中上述第三字段保持在另一方向与上述最近存取的存储器区块虚拟相邻的一存储器区块的虚拟地址的代表值，

其中为了决定上述第一存储器区块是否虚拟相邻于上述第二存储器区块，上述预取单元用以：

决定上述第二存储器区块的虚拟地址的代表值是否匹配于上述项目表的项目的一个的上述第一字段或者第三字段；以及

决定在所匹配的上述项目的上述第二字段是否匹配于上述第一存储器区块的虚拟地址的代表值。

2.如权利要求1所述的微处理器，其中上述第一以及第二存储器区块的大小对应于一实体存储器分页的大小。

3.如权利要求1所述的微处理器，其中上述微处理器包括一第二级快取存储器，其中上述新的存储器存取要求包括自上述微处理器的一第一级快取存储器至上述第二级快取存储器的要求，用以分派上述第二存储器区块的上述快取线。

4.如权利要求1所述的微处理器，其中为了检测上述第一存储器区块的上述存储器存取要求的上述样态，上述预取单元用以检测上述存储器存取要求的一方向；并且

为了决定上述第一存储器区块是否虚拟邻近于上述第二存储器区块，上述预取单元用以决定上述第一存储器区块在上述方向中是否虚拟邻近于上述第二存储器区块。

5.如权利要求4所述的微处理器，其中上述第一存储器区块的上述存储器存取要求的上述地址随着时间函数非单调性地增加或者减少。

6.如权利要求4所述的微处理器，其中当自上述第一存储器区块延续至上述第二存储器区块时，为了决定上述样态是否预测到上述第二存储器区块的上述新的存储器存取要求所相关的上述快取线在上述第二存储器区块中，上述预取单元用以在沿着上述方向自上述第一存储器区块延续至上述第二存储器区块时，决定上述样态是否预测上述第二存储器区块的上述新的存储器存取要求所相关的上述快取线在上述第二存储器区块中。

7.如权利要求4所述的微处理器，其中为了根据上述样态自上述第二存储器区块将上述快取线预取至上述快取存储器中，上述预取单元用以根据上述样态且沿着上述方向，自上述第二存储器区块将上述快取线预取至上述快取存储器中。

8.如权利要求1所述的微处理器，其中上述样态包括上述第一存储器区块的多个快取线的一顺序，其中当自上述第一存储器区块延续至上述第二存储器区块时，为了决定上述样态是否预测到上述第二存储器区块的上述新的存储器存取要求所相关的上述快取线在上述第二存储器区块中，上述预取单元用以在根据上述快取线的一顺序自上述第一存储器区块延续至上述第二存储器区块时，决定上述样态是否预测到上述第二存储器区块的上述新的存储器存取要求所相关的上述快取线在上述第二存储器区块中。

9.如权利要求1所述的微处理器，其中上述预取单元还用以等待根据上述样态从上述第二存储器区块上述快取线预取至上述快取存储器中，直到当自上述第一存储器区块延续至上述第二存储器区块时，决定上述样态是否预测到在上述新的存储器存取要求之后有上述第二存储器区块的至少一既定数量的存储器存取要求的每一个所相关的一快取线。

10.如权利要求9所述的微处理器，其中上述既定数量为2。