Khi cache client (vi xử lý,trình duyệt web,...) cần truy cập đến dữ liệu ở bộ nhớ,nó sẽ kiểm tra cache. Nếu 1 thanh ghi có nhãn tương ứng với dữ liệu mong muốn thì cache client sẽ sử dụng dữ liệu trên thanh ghi đó.Tình huống này được gọi là cache-hit. Ngược lại, nếu không tìm được thanh ghi tương ứng, thì tình huống này gọi là cache miss. Lúc này CPU sẽ truy cập vào bộ nhớ, lấy dữ liệu cần truy cập,đồng thời lưu dữ liệu đó vào 1 thanh ghi nào đó.