考虑这样一个计算机系统，其中每个存储器地址有m位，形成2的m次方个不同地址，这样一个机器的告诉缓存被组织成一个有S＝2的s次方个高速缓存组的数组。每个组包含E个高速缓存行，每个行是由B＝2的b次方字节的数据块组成的，一个有效位指明这个行是否包含有意义的信息，还有t个标记位，唯一标识存储在这个高速缓存行中的块。
参数S和B将m个地址位分为了三个字段。A中s个组索引位是一个到S个组的数组的索引。第一个组是组0，第二个组是组1，依此类推。组索引位被解释为一个无符号整数，它告诉我们这个字必须存储在哪个组中。一旦我们知道了这个字必须放在哪个组中，A中的t个标记位就告诉我们这个组中的哪一行包含这个字(如果有的话)。当且仅当设置了有效位并且该行的标记位与地址A中的标记位相匹配时，组中的这一行才包含这个字。一旦我们在由组索引标识的组中定位了由标号所标识的行，那么6个块偏移位给出了在B个字节的数据块中的字偏移。
直接映射高速缓存
每个组只有一行的高速缓存称为直接映射高速缓存。高速缓存确定一个请求是否命中，然后取出被请求的字的过程分为三步，组选择，行匹配，字抽取。
组选择
在这一步中，高速缓存从w的地址中间抽取出s个组索引位。这些位被解释成一个对应
于一个组号的无符号整数。换句话来说，如果我们把高速缓存看成是一个关于组的一维数
组，那么这些组索引位就是一个到这个数组的索引。图6-28展示了直接映射高速缓存的组选
择是如何工作的。在这个例子中，组索引位被解释为一个选择组1的整数索引。
行匹配
在上一步中我们已经选择了某个组i，接下来的一步就要确定是否有字w的一个副本存储在组i包含的一个高速缓存行中。在直接映射高速缓存中这很容易，而且很快，这是因为每个组只有一行。当且仅当设置了有效位，而且高速缓存行中的标记与w的地址中的标记相匹配时，这一行中包含w的一个副本。展示了直接映射高速缓存中行匹配是如何工作的。在这个例子中，选中的组中只有一个高速缓存行。这个行的有效位设置了，所以我们知道标记和块中的位是有意义的。因为这个高速缓存行中的标记位与地址中的标记位相匹配，所以我们知道我们想要的那个字的一个副本确实存储在这个行中。换句话说，我们得到一个缓存命中。另一方面，如果有效位没有设置，或者标记不相匹配，那么我们就得到一个缓存不命中。
字选择
根据块偏移位确定了所需要的字在块中的开始位。
组相联高速缓存
可以看到，直接映射高速缓存很容易出现冲突不命中的情况，因为每个组只有一行。组相联高速缓存(set associative cache)放松了这条限制，所以每个组都保存有多于一个的高速缓存行。一个1<E<C/B的高速缓存通常称为E路组相联高速缓存。
全相联高速缓存
全相联高速缓存是由一个包含所有高速缓存行的组组成的。
