2.4.4 寫策略與一致性要求
在2．4．1介紹cache工作原理時，說明了cache的讀操作工作方式包括讀命中處理和讀未命中處理。本節介紹cache的寫操作工作方式。因爲cache的內容是部分主存內容的副本，應該與主存內容保持一致。而CPU對cache的寫入更改了cache內容，如何與主存內容保持一致就有幾種寫操作工作方式可供選擇，統稱爲寫策略。本節還介紹維護cache / 主存一致性的一個重要協議--MESI協議。
考慮到一致性、命中率、速度等問題，普遍採用如下三種寫操作方式中的一種。
1．寫回法（write--back）
使用這種策略，當CPU對cache寫命中時，只修改cache的內容不立即寫入主存，只當此行被換出時才寫回主存。這種策略使cache在CPU－主存之間，不僅在讀方向而且在寫方向上都起到高速緩存作用。對一cache行的多次寫命中都在cache中快速完成修改，只是需被替換時才寫回速度較慢的主存，減少了訪問主存的次數從而提高了效率。爲支持這種策略，每個cache行必須配置一個修改位，以反映此行是否被CPU修改過。當某行被換出時，根據此行修改位爲1還是爲0，決定是將該行內容寫回主存還是簡單地棄之而不顧。
對於cache寫未命中，寫回法的處理是爲包含欲寫字的主存塊在cache分配一行，將此塊整個拷貝到Cache後對其進行修改，因爲爾後對此塊的多次讀/寫訪問的可能性很大。拷貝主存塊時雖已讀訪問到主存，但此時並不對主存塊修改。因爲換出的cache很可能此期間要寫回主存，爲避免此過程耗時太長，寫未命中對將新塊讀入後，只在cache中進行寫修改。統一地將主存寫修改操作留待換出時進行。
顯然，這種寫cache與寫主存分開進行方式可顯著減少寫主存次數，但寫回法也帶來了cache / 主存嚴重的不一致性。後面將要介紹的MESI協議，就是一個針對寫回法的維護cache一致性的協議。
2．寫直達法（write--through）
這一策略的中文譯名不盡相同，有的稱全寫法，有的稱寫貫通法。顧名思義，它的作法是當cache寫命中時， cache與主存同時發生寫修改。這種策略顯然較好地維護了cache與主存的內容一致性，但這並不等於說全部解決了一致性問題。例如在多處理器系統中各CPU都有自己的cache，一個主存塊若在多個cache中都有一份拷貝的話，某個CPU以寫直達法來修改它的cache和主存時，其它cache中的原拷貝就過時了。即使在單處理器系統中，也有I／O設備不經過cache向主存寫入的情況。總之，仍要關注一致性問題。
當cache寫未命中時，只有直接向主存寫入了，但此時是否將修改過的主存塊取到cache，寫直達法卻有兩種選擇。一種是取來並且爲它分配一個行位置，稱爲WTWA法（Write--Through--with--Write--Allocate）。另一種是不取稱爲WTNWA法（WriteThrough--with．NO-Write--Allocate）。前一種方法保持了cache / 主存的一致性，但操作複雜，而後一種方法操作簡化，但命中率降低，內存的修改塊只有在讀未命中對cache 進行替換時，纔有可能映射到cache 。
寫直達法是寫cache與寫主存同步進行，其優點是cache每行無需設置一個修改位以及相應的判測邏輯。上節介紹的80486處理器片內cache採用的就是寫直達法，這也可從其組織結構中無修改位看出。寫直達法的缺點是， cache對CPU向主存的寫操作無高速緩衝功能，降低了cache的功效。
3．寫一次法（write--once）
寫一次法是一種基於寫回法又結合了寫直達法的寫策略，即寫命中和寫未命中的處理與寫回法基本相同，只是第一次寫命中時要同時寫入主存。這種策略主要用於某些處理器的片內cache，例如Pentium處理器的片內數據cache就採用的是寫一次法。因爲片內cache寫命中時，寫操作就在CPU內部高速完成，若沒有內存地址及其它指示信號送出，就不便於系統中的其它cache監聽（snoop）。採用寫一次法，在第一次片內cache寫命中時， CPU要在總線上啓動一個存儲寫週期。其它cache監聽到此主存塊地址及寫信號後，即可把它們各自保存可能有的該塊拷貝及時作廢（無效處理）。爾後若有對片內cache此行的再次或多次寫命中，則按回寫法處理，無需再送出信號了。這樣雖然第一次寫命中時花費了一個存儲週期，但對維護系統全部cache的一致性有利。而大多的cache寫操作不涉及到片外，對指令流水執行有利