Cuando una palabra se carga desde la memoria, ¿se carga físicamente desde la RAM o el caché?

Hay varios niveles de caché dentro del chip y la placa principal. La búsqueda descenderá en cascada por los distintos niveles hasta que llegue a la dirección que está buscando o, si no, saldrá a la RAM principal para obtenerla. Esto último puede tomar un tiempo considerable en computación, ya que un núcleo de hyperthreading detendrá ese proceso y continuará otro hasta que el resultado finalmente aparezca en el bus de direcciones. Puede llevar a cabo muchas instrucciones de otro proceso en el momento en que se resuelve el error de caché.

Depende de dónde estaban las palabras cuando se emitió la instrucción de carga: si la palabra estaba en la caché, se cargará en un registro de la caché (L1, L2, L3, etc.). Si la palabra estaba en la memoria, se cargará desde la memoria llenando cada nivel de caché en el camino y posiblemente expulsando otras líneas de caché.

Es posible que la palabra salga en el disco (en la memoria virtual), en cuyo caso la carga causará un error de página, trayendo la página a la RAM y luego llenando el caché como se indicó anteriormente.

Si está en el caché cuando sea necesario, vendrá de allí, de lo contrario, se cargará desde la RAM. Esto es transparente para el programador, excepto que tomará más tiempo si necesita provenir de la memoria principal.