一、出現原因
1、在多體並行系統中，I/O設備向主存請求的級別高於CPU訪存，出現了CPU等待I/O設備訪存的現象，致使CPU需要“等待”I/O設備訪問主存，從而降低了CPU的工作效率；
2、主存速度提高跟不上CPU的發展，需要解決主存與CPU速度的不匹配問題。
二、Cache工作原理
1、存儲基本結構
字節（B） → 字 → 字塊
補充：一個字節通常是八位； 一個字中通常包含16個字節；一個字塊中通常有4-8個字。
512KB與512K*16位：
主存和Cache中一個字塊由塊號和塊內地址組成，用來記錄將主存或cache分成了多少塊，分的塊數可以求出塊號的位數。
2、相關定義
命中率（與Cache容量有關）=訪問Cache的總命中次數/(訪問Cache的總命中次數+訪問主存的總命中次數）
平均訪問時間=命中率 * Cache訪問時間 + 未命中率 * 主存訪問時間
訪問效率=訪問Cache的時間 / 平均訪問時間
3、基本過程
首先，CPU通過地址總線向Cache和主存同時傳輸地址（高位爲主存塊號，低位爲塊內地址），進入Cache較快，Cache通過主存-Cache地址映射變換機構找到Cache塊號：
若找到，說明該數據在Cache中存在，Cache存儲體將數據通過數據總線傳回給CPU，主存查找停止，結束；
若未找到，說明該數據在Cache中不存在，沒有命中，在主存繼續查找，找到後，一通過數據總線傳回CPU，同時用Cache替換機構判斷Cache存儲是否還有剩餘，若有剩餘，將該數據寫入Cache中，否則，刪除Cache中原有部分數據（近期訪問最少 or 先進先出原則），再將該數據寫入Cache