1、全相聯映射方式
全相聯映射是指主存中任意一個塊都可以映射到cache中任意一個塊的方式，也就是說，當主存中的某一塊需調入cache時，可根據當時cache的塊佔用或分配情況，選擇一個塊給主存塊存儲，所選的cache塊可以是cache中的任意一個塊。例如，設cache共有2^C塊，主存共有2^M塊，當主存的某一塊j需調進cache中時，它可以存入cache的塊0、塊1、…、塊i、…或塊2^C - 1的任意一塊上。如下圖所示：
優點：命中率比較高，cache存儲空間利用率高；
缺點：存儲映射信息的相聯存儲器龐大，比較電路複雜，查詢相聯存儲器時，每次都要與全部內容比較，速度低，成本高，因而只適合於小容量的cache之用，應用少。
2、直接相聯映射方式
直接相聯映射方式是指主存的某塊j只能映射到滿足如下特定關係的cache塊i中：
i＝j mod 2^C
上圖中，主存的第0、2^C、2^(C＋1)、…塊只能映射到cache的第0塊，主存的第1、2^C+1、2^(C＋1)+1、…塊只能映射到cache的第1塊，……，主存的第2^C-1、2^(C＋1)-1、…2^M-1塊只能映射到cache的第2^C-1塊。即：對2^C求餘後餘數相同的主存塊對應cache中同一個塊。如下圖所示：
優點：比較電路最簡單，地址映射方式簡單，數據訪問時，只需檢查區號是否相等即可，因而可以得到比較快的訪問速度，硬件設備簡單。
缺點：cache塊衝突率較高，餘數相同的主存塊無法同時進入cache，從而降低了cache的利用率。由於主存的每一塊只能映射到cache的一個特定塊上，當主存的某塊需調入cache時，如果對應的cache特定塊已被佔用，而cache中的其它塊即使空閒，主存的塊也只能通過替換的方式調入特定塊的位置，不能放置到其它塊的位置上，替換操作頻繁，命中率比較低。
3、組相聯映射方式
組相聯映射方式下，將cache分成2^u組，每組包含2^v塊。主存的塊與cache的組之間採用直接相聯映射，而與組內的各塊則採用全相聯映射。也就是說，主存的某塊只能映射到cache的特定組中的任意一塊。主存的某塊j與cache的組k之間滿足如下關係：k＝j mod 2^u
設主存共有2^s×2^u塊（即M＝s+u），則它們的映射關係如下圖所示：
圖中，主存的塊0、2^u、2^(u＋1)、…、[2^(s-1)]2^u可以映射到cache的第0組的任意一塊，主存的塊1、2^u+1、2^(u＋1)+1、…、[2^(s-1)]2^u+1可以映射到cache的第1組的任意一塊，……，主存的塊2^u-1、2^(u＋1)-1、…、2^M-1可以映射到cache的第2^u-1組的任意一塊。
優點：塊的衝突概率比較低，塊的利用率大幅度提高，塊失效率明顯降低。
缺點：實現難度和造價要比直接映射方式高。