Wanneer er een cachemisser optreedt in de level 1 cache, controleert de processor of de gegevens aanwezig zijn in de level 2 cache. Als de gevraagde gegevens worden gevonden in de cache van niveau 2:

- De gegevens worden uit de cache van niveau 2 opgehaald en aan de processor verstrekt.

- De processor werkt de cache van niveau 1 bij met de opgehaalde gegevens. Dit proces staat bekend als "cacheregelvulling".

2. Cache-misser in niveau 2:

Als de gegevens niet aanwezig zijn in de cache van niveau 2, initieert de processor een verzoek om de gegevens uit het hoofdgeheugen op te halen. Dit proces omvat de volgende stappen:

- De processor stuurt een geheugenverzoek naar de geheugencontroller.

- De geheugencontroller haalt de gevraagde gegevens op uit het hoofdgeheugen.

- De opgehaalde gegevens worden teruggestuurd naar de cache van niveau 2.

- De cache van niveau 2 werkt de inhoud bij met de opgehaalde gegevens.

- De cache van niveau 1 wordt bijgewerkt met de gegevens die zijn opgehaald uit de cache van niveau 2.

Zodra de gegevens uit het hoofdgeheugen zijn opgehaald en in caches op zowel niveau 1 als niveau 2 zijn geplaatst, heeft de processor er efficiënt toegang toe voor volgende verzoeken.