一、出现原因
1、在多体并行系统中，I/O设备向主存请求的级别高于CPU访存，出现了CPU等待I/O设备访存的现象，致使CPU需要“等待”I/O设备访问主存，从而降低了CPU的工作效率；
2、主存速度提高跟不上CPU的发展，需要解决主存与CPU速度的不匹配问题。
二、Cache工作原理
1、存储基本结构
字节（B） → 字 → 字块
补充：一个字节通常是八位； 一个字中通常包含16个字节；一个字块中通常有4-8个字。
512KB与512K*16位：
主存和Cache中一个字块由块号和块内地址组成，用来记录将主存或cache分成了多少块，分的块数可以求出块号的位数。
2、相关定义
命中率（与Cache容量有关）=访问Cache的总命中次数/(访问Cache的总命中次数+访问主存的总命中次数）
平均访问时间=命中率 * Cache访问时间 + 未命中率 * 主存访问时间
访问效率=访问Cache的时间 / 平均访问时间
3、基本过程
首先，CPU通过地址总线向Cache和主存同时传输地址（高位为主存块号，低位为块内地址），进入Cache较快，Cache通过主存-Cache地址映射变换机构找到Cache块号：
若找到，说明该数据在Cache中存在，Cache存储体将数据通过数据总线传回给CPU，主存查找停止，结束；
若未找到，说明该数据在Cache中不存在，没有命中，在主存继续查找，找到后，一通过数据总线传回CPU，同时用Cache替换机构判断Cache存储是否还有剩余，若有剩余，将该数据写入Cache中，否则，删除Cache中原有部分数据（近期访问最少 or 先进先出原则），再将该数据写入Cache
