Il s'agit de caches étroitement liés à l'unité d'exécution utilisée pour les créer. Aucune autre unité d'exécution ne peut accéder aux données de ces caches, et ceux-ci ne sont détruits que lorsque l'unité d'exécution qui les a créés est arrêtée. Les caches d'unité d'exécution locale sont très spécialisés. Ils doivent uniquement être utilisés pour de petits caches où aucun temps système lié au contrôle d'accès de plusieurs unités d'exécution ne peut être toléré, contrairement aux caches globaux.