本发明公开了一种GPU缓存子系统互联的数字电路设计方法，包括划分GPU的设备内存地址；设置区域内独立的交叉通路，该交叉通路连接该区域的包含L1缓存片的计算核心作为请求发起方，该区域的L2缓存片作为请求接收方；设置区域内L2缓存片的缓存方式；连接区域内L2缓存片与设备内存及其内存控制器；设置区域内的原始拥有者缓存，负责其区域内设备内存地址的初次读取和最终写回；将本区域的每个L2缓存片和另一半区域的一个L2缓存片组成镜像L2缓存片组。本发明可节省芯片走线面积，缩短平均访问延时，提高运算核心访问缓存数据的效率，支持在硬件层面完成不同缓存层级间的数据共享和同步的处理。