磁盘缓存的组件相对较少，其目的是为了增强性能。设计和实现缓存控制器有许多不同的方法。

大部分缓存控制器提供的基本组件为：

数据存储设备，通常为内存

定位缓存数据的索引

数据装入器

老化指示器

丢弃处理器

“脏”块指示器（用于回写缓存）

回写处理器

 

下面分别简要地介绍它们。

 

1.缓存设备

磁盘缓存通常把数据存放在易失存储设备中。内存技术由设备、子系统或系统的制造商们决定。一般而言，磁盘缓存内存是市场上出售的最昂贵的内存之一。

 

2.定位缓存数据的索引

存储在磁盘缓存中的数据必须能很快地恢复。如果缓存未命中，需要的数据将必须从慢速的非易失存储中读出，因此，很长时间的缓存数据搜索是不可接受的。缓存的索引方法是决定数据如何被放置在缓存中。

基本的索引方法有两种：一种为直接映射，另一种为联合索引。直接索引保留一些位来表示非易失存储的每一个可用块。假如这个块在缓存中，它被标为“lit”，否则为“off”。根据这些位地址，可以立即检查块I/O请求。联合映射稍为复杂一些，它建立在缓存中的若干非易失存储段范围搜索的基础上。对比这两种映射，直接映射的缓存更快，但要求为存储设备或子系统的每一个存储块（段）保留一位，以表明这些块或段的位置（即在缓存中，还是在非易失存储中），因此，在可扩展性上受到了限制。联合缓存则需要花更长的时间确定数据是否在缓存中，但对索引缓存的资源要求更少。

 

3.数据装入器

缓存必须以某种方式存放数据，否则，它就做不了任何工作。缓存数据的存放既可能发生在正常的I/O操作（LRU缓存）中，也可以作为一个分离的进程（预先读缓存）而进行。当作为写操作的一部分而将数据拷贝到缓存中时，缓存的数据装入器也可能被激活。

 

4.老化指示器/丢弃处理器

老化指示器的作用是决定什么数据需要被丢弃。本质上，数据装入器总是试图把新的数据装入缓存，这就意味着必须有某种办法丢弃认为近期最不可能使用的数据。为了完成这个任务，就需要有某种量度（或方法）确定数据丢弃的先后顺序，并把这个顺序展示给缓存处理器。

丢弃处理器按照老化指示器的标记，决定将撤除哪些老化数据。

 

5.“脏”块指示器（用于回写缓存）

在回写缓存包含的数据中，有一些还没有写到非易失存储。为了保证它们最终被写入非易失存储，需要给它们做上标志，这个标志就是所谓的“脏”位。在正常情况下，“脏”位是缓存索引的一部分，类似于文件系统中的备份位，标志新的数据需要保存。

 

6.回写处理器

回写处理器定期地在回写缓存的缓存控制器中运行，负责完成所有对非易失存储的写操作，包括在断电以后产生的写。回写处理器也能利用脏位或其他办法决定写什么和什么时候写。