Разница между прямым и ассоциативным способами поиска данных в кэше заключается в том, как происходит определение местоположения необходимых данных. 2

Прямой способ подразумевает, что у каждой строки внешней памяти есть только одно фиксированное место, где она может находиться. 4 Доступ к отдельному блоку определяется индексом из поля адреса и не требует сравнения всех тэгов, а только одного тэга из блока, определённого значением индекса. 2

Ассоциативный способ предполагает, что любая строка кэша может отображать любой блок памяти. 3 Для определения наличия затребованных данных в кэш-памяти требуется сравнение со старшей частью адреса тегов всех строк памяти тэгов, а не одной или нескольких, как при прямом отображении. 3

Таким образом, в прямом способе строка для загрузки данных всегда однозначно определяется значением индекса в адресе, поступившем от ЦП, а в ассоциативном — все строки кэша равнозначны и нужен специальный алгоритм замещения данных для выбора строки, данные из которой могут быть замещены требуемыми данными из памяти. 2