本模組教材《進階記憶體階層與 Cache 最佳化》為延續第一年教材《記憶體階層與 Cache 最佳化》之進階課程，旨在擴充學生對記憶體階層的基礎認識，進一步介紹 Multi-level Cache Hierarchy 以及 RISC-V Virtual Memory 的設計架構與運作原理。延續第一年模組的設計理念，採用理論課程與實驗課程（Hands-on Labs）並行的方式，期望透過實作活動，幫助學生實際動手建構 Multi-level Cache 系統，加深對其結構與行為的理解。同時，教材亦著重於定量分析方法（Quantitative Analysis），引導學生評估 Multi-level Cache 引入後對系統效能的實際影響。
 
此模組為少數專門針對 Multi-level Cache 架構所設計的實作型教學資源，學生將有機會透過實際操作學習 a. 為何現代計算機系統普遍需要採用 Multi-level Cache：b. 如何有效衡量 Multi-level Cache 各項設計參數與效能指標，進而評估其設計優劣。本模組教材主要適用於大學部三、四年級學生，亦適合研究所階段，特別是研究計算機結構與數位電路設計相關主題之學生選修。教材亦可作為大學部或研究所課程之補充內容，適用於整合至 VLSI 系統設計、計算機結構等相關課程中，作為進階教學之實作模組。