[发明专利]跨距参考预取器、处理器和将数据预取到处理器的方法

权利要求书

1.一种用于处理器的跨距参考预取器，包括：

访问逻辑，用于检测向存储页的高速缓存行的连续加载请求，确定所述连续加载请求中的各加载请求之间的跨距值并确定最小跨距值，并且更新用于对所述存储页中的已被访问的各高速缓存行进行标识的访问历史向量，其中，所述跨距值表示相对于当前页地址的高速缓存行偏移；

跨距掩码逻辑，用于基于所述最小跨距值来提供跨距掩码向量；

计数逻辑，用于利用所述跨距掩码向量来过滤所述访问历史向量，以确定正访问计数和负访问计数；

仲裁逻辑，用于在所述正访问计数和所述负访问计数中的任一个满足触发阈值的情况下触发预取操作，并且基于所述正访问计数和所述负访问计数的相对大小来指示存储器访问的方向；以及

预取单元，用于在被所述仲裁逻辑触发的情况下使用预取地址来进行所述预取操作，其中所述预取单元通过在所述仲裁逻辑所指示的方向上将加载请求地址与所述最小跨距值相结合来确定所述预取地址。

2.根据权利要求1所述的跨距参考预取器，其中，所述访问逻辑包括参考表，所述参考表用于存储所述存储页的页地址，其存储所述最小跨距值，用于存储用于对利用所述加载请求地址所访问的高速缓存行进行标识的先前访问值，并且存储所述访问历史向量。

3.根据权利要求2所述的跨距参考预取器，其中，所述访问逻辑还包括：

加法器，用于确定下一访问值和所述先前访问值之间的差，以确定下一跨距值；以及

比较器，用于将所述最小跨距值和所述下一跨距值进行比较，并且在所述下一跨距值小于所述最小跨距值的情况下，在所述参考表中利用所述下一跨距值替换所述最小跨距值作为更新后的最小跨距值，

其中，在所述参考表中，利用所述下一访问值替换所述先前访问值作为更新后的先前访问值。

4.根据权利要求2所述的跨距参考预取器，其中，所述访问逻辑还包括：

解码器，用于对所述加载请求地址的下一访问值进行解码，以提供用于对正在访问的下一高速缓存行进行标识的解码后的访问值；以及

或逻辑，用于对所述解码后的访问值与所述访问历史向量进行逻辑或，以更新所述访问历史向量。

5.根据权利要求1所述的跨距参考预取器，其中，所述访问逻辑包括参考表，所述参考表包括页地址条目的列、相应最小跨距值条目的列、用于对针对相应页地址最后访问的高速缓存行进行标识的相应先前访问值的列、以及相应访问历史向量的列。

6.根据权利要求5所述的跨距参考预取器，其中，所述访问逻辑还包括：

比较器，用于将下一页地址与所述参考表的所述页地址条目的列中所存储的各有效页地址进行比较；

更新逻辑，用于更新与同所述下一页地址相匹配的页地址相对应的条目行；以及

替换逻辑，用于在所述下一页地址不与所述参考表的所述页地址条目的列中所存储的任何有效页地址相匹配的情况下，向所述参考表添加新的条目行。

7.根据权利要求6所述的跨距参考预取器，其中，所述替换逻辑使用最近最少使用的替换策略来替换所述参考表中的包括所述下一页地址和相应初始值的有效条目行。

8.根据权利要求1所述的跨距参考预取器，其中，所述仲裁逻辑包括：

第一比较器，用于将所述正访问计数与所述触发阈值进行比较，并且设置表示该比较的第一值；

第二比较器，用于将所述负访问计数与所述触发阈值进行比较，并且设置表示该比较的第二值；以及

或逻辑，用于对所述第一值与所述第二值进行逻辑或，以提供用于触发所述预取操作的触发信号。

9.根据权利要求8所述的跨距参考预取器，其中，所述仲裁逻辑还包括第三比较器，所述第三比较器用于将所述正访问计数与所述负访问计数进行比较并且提供方向信号，其中所述方向信号在所述正访问计数小于所述负访问计数的情况下表示存储器访问的负方向，否则表示存储器访问的正方向。