数据预读通过预先加载处理器运算所需数据到Cache，隐藏存储器访问延迟，提高程序执行效率。预读分为硬件（HB）和软件（SD）两种方式，各有优缺点。理想情况下，预读能显著减少时钟周期，但在实际情况中，预读时机、数据放置位置、粒度等因素会影响效果，甚至可能导致效率下降。预读策略的目标是找到覆盖率、准确性和及时性的平衡，避免过度开销。软件预读更灵活，但可能干扰Cache使用，硬件预读则可能造成Cache污染。选择预读机制需要综合考虑软硬件资源和应用场景。
Prefetch指在处理器进行运算时，提前通知存储器子系统将运算所需要的数据准备好，当处理器需要这些数据时，可以直接从这些预读缓冲中，通常指Cache，获得这些数据，不必再次读取存储器，从而实现了存储器访问与运算并行，隐藏了存储器的访问延时。Prefetch的实现可以采用两种方式，HB(Hardware-Based)和SD(Software-Directed)。这两种方法各有利弊，我们首先以图5‑1为基础模型讨论采用SD方式的数据预读。
其中实例a没有使用预读机制；实例b是一个采用预读机制的理想情况；实例c是一个采用预读机制的次理想情况。我们假设处理器执行图5‑1所示的任务需要经历四个阶段，每个阶段都由处理器执行运算指令和存储指令组成。
在其中处理器的一次存储器访问需要5个时钟周期。在第一个阶段处理器执行4个时钟周期后需要访问存储器；在第二个阶段处理器执行6个时钟周期后需要访问存储器；在第三个阶段处理器执行8个时钟周期后需要访问存储器；在第四个阶段处理器执行4个时钟周期后完成整个任务。
实例a没有使用预读机制，在运算过程中，在进行存储器访问，将不可避免的出现Cache Miss
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