DRAM 캐시 시스템 및 그 동작 방법이 개시된다. 개시되는 일 실시예에 따른 DRAM 캐시 시스템의 동작 방법은, TLB(Translation Lookaside Buffer) 및 PTE(Page Table Entry)를 포함하는 프론트 엔드 모듈과 백 엔드 모듈을 포함하는 DRAM 캐시 시스템의 동작 방법으로서, 프론트 엔드 모듈에서, 메모리 요청에 대해 TLB 미스 시 PTE를 검사하여 태그 미스인 경우, 미스 핸들러를 호출하는 단계 및 미스 핸들러를 통해 메모리 요청에 대응하는 태그 업데이트를 수행하고 캐시 채우기 명령을 백 엔드 모듈로 오프로드 하는 단계를 포함한다.