基于存储器访问局部性原理，提出了一种基于预测缓存的低功耗转换旁置缓冲器（TLB）快速访问机制。该机制采用单端口静态随机存储器（SRAM）代替传统的内容寻址存储器（CAM）结构，通过匹配搜索实现全相连TLB的快速访问，在两级TLB之间设计可配置的访问预测缓存，用于动态预测第二级TLB访问顺序，减少第二级TLB搜索匹配的延时，并有效降低第二级TLB访问功耗。采用该机制明显降低了TLB的缺失代价，当第一级TLB缺失时访问第二级TLB的平均访问延时接近1个时钟周期，约为原有平均访问延时的20%，增加的面积开销仅为原内存管理单元的181%左右，具有低成本、低功耗的特征。