随着计算机领域高性能、高通量计算需求的日益增长,学术界、工业界对计算机性能的要求也越来越严格。作为长期以来困扰处理器性能提速的主要瓶颈--“内存墙”,目前缓解该问题的方向主要有三个:延迟避免,延迟降低和延迟容忍。由于Dennard缩放定律和摩尔定律的逐渐失效,主要采用工业集成手段来实现延迟避免和延迟降低的解决方案很难再取得进一步的研究进展。本文采用软件手段,从延迟容忍的角度出发,在新型渗透缓存的基础上,通过缓存结构和及时局部组进一步研究,提出了处理器片上数据渗透动态的调配方式,补足了渗透机制在动态调配方式上的研究短板和相关研究理论。作为存储数据的媒介,缓存功能结构的不同对其自身性能有着直接的影响,对处理器的性能也有着间接影响,因此合理规划缓存结构并采取恰当的缓存数据调配方式,可以帮助提高缓存和处理器性能。由于处理器运算过程中访问的数据具有局部性,即在特定时间范围内,被处理器访问过的数据,有很大可能近期会被再次访问;在特定空间范围内,处理器访问过数据的周边数据,也有可能被处理器近期请求访问。因此随着程序执行的顺序推进,通过对历史访存数据的局部性特征进行分析,找出更有利于保持当前数据及时局部性的缓存结构,可以提高缓存命中率,进而提高缓存性能和缓解内存墙问题。为了进一步挖掘渗透缓存的结构优势,本文提出了动态的及时局部组概念和动态的渗透缓存结构,在各自配套的缓存数据调配方式下,实现了对不同程序、同一程序的不同片段进行适应性处理,并最终得到更适合当前运行程序段的渗透缓存配置结构。本文采用Verilog语言,在Modelsim上设置了多组对比仿真实验,通过将动态渗透和复合动态渗透与传统缓存和静态渗透进行对比,比较全面的展示了处理器片上数据渗透迁移的动态调配方式、动态及时局部组和动态渗透缓存结构的功能优势。仿真实验结果表明动态渗透和复合动态渗透不仅可以提高缓存命中率、提高处理器性能,也可以间接缓解内存墙问题,是从计算机体系结构层面解决内存墙问题的新途径。