磁盤緩存的組件相對較少，其目的是為了增強性能。設計和實現緩存控制器有許多不同的方法。

大部分緩存控制器提供的基本組件為：

數據存儲設備，通常為內存

定位緩存數據的索引

數據裝入器

老化指示器

丟棄處理器

“臟”塊指示器（用于回寫緩存）

回寫處理器

 

下面分別簡要地介紹它們。

 

1.緩存設備

磁盤緩存通常把數據存放在易失存儲設備中。內存技術由設備、子系統或系統的制造商們決定。一般而言，磁盤緩存內存是市場上出售的最昂貴的內存之一。

 

2.定位緩存數據的索引

存儲在磁盤緩存中的數據必須能很快地恢復。如果緩存未命中，需要的數據將必須從慢速的非易失存儲中讀出，因此，很長時間的緩存數據搜索是不可接受的。緩存的索引方法是決定數據如何被放置在緩存中。

基本的索引方法有兩種：一種為直接映射，另一種為聯合索引。直接索引保留一些位來表示非易失存儲的每一個可用塊。假如這個塊在緩存中，它被標為“lit”，否則為“off”。根據這些位地址，可以立即檢查塊I/O請求。聯合映射稍為復雜一些，它建立在緩存中的若干非易失存儲段范圍搜索的基礎上。對比這兩種映射，直接映射的緩存更快，但要求為存儲設備或子系統的每一個存儲塊（段）保留一位，以表明這些塊或段的位置（即在緩存中，還是在非易失存儲中），因此，在可擴展性上受到了限制。聯合緩存則需要花更長的時間確定數據是否在緩存中，但對索引緩存的資源要求更少。

 

3.數據裝入器

緩存必須以某種方式存放數據，否則，它就做不了任何工作。緩存數據的存放既可能發生在正常的I/O操作（LRU緩存）中，也可以作為一個分離的進程（預先讀緩存）而進行。當作為寫操作的一部分而將數據拷貝到緩存中時，緩存的數據裝入器也可能被激活。

 

4.老化指示器/丟棄處理器

老化指示器的作用是決定什么數據需要被丟棄。本質上，數據裝入器總是試圖把新的數據裝入緩存，這就意味著必須有某種辦法丟棄認為近期最不可能使用的數據。為了完成這個任務，就需要有某種量度（或方法）確定數據丟棄的先后順序，并把這個順序展示給緩存處理器。

丟棄處理器按照老化指示器的標記，決定將撤除哪些老化數據。

 

5.“臟”塊指示器（用于回寫緩存）

在回寫緩存包含的數據中，有一些還沒有寫到非易失存儲。為了保證它們最終被寫入非易失存儲，需要給它們做上標志，這個標志就是所謂的“臟”位。在正常情況下，“臟”位是緩存索引的一部分，類似于文件系統中的備份位，標志新的數據需要保存。

 

6.回寫處理器

回寫處理器定期地在回寫緩存的緩存控制器中運行，負責完成所有對非易失存儲的寫操作，包括在斷電以后產生的寫。回寫處理器也能利用臟位或其他辦法決定寫什么和什么時候寫。