术语：处理机，即处理器，比如Intel Core i7 4790k。处理机cache，即处理器缓存，L1、L2以及L3缓存。TLB，俗称快表，其具体翻译不详，目前有快表、转译后备缓冲器、转换检测缓冲区、页表缓存、转址旁路缓存以及更多，这里直接用缩写TLB。
结论：这是两个没有关系的处理器组件，放在一起说是因为我以为TLB位于处理机内置cache中。
TLB：首先说明，这一概念目前归属于操作系统这一门学科。现代操作系统需要使用虚拟地址来提供存储器抽象以服务进程，每次进程访问某一主存地址，则需要讲虚拟地址转换为线性地址或物理地址，记录这些转换的表，也就是页表位于主存中，那么每次转换都需要访问主存，对于高频访问的页面转换，予以空间换时间，将映射放在处理机内部的TLB中，以便于每次地址变换高速进行。顺便，用来进行地址变换的处理机单元为MMU，是硬件。
处理机缓存：这一概念跟操作系统没啥关系，甚至对于操作系统是透明的，但是在计算机组成原理中有cache的工作原理以及与主存的映射方式。有三种映射方式，全相联映射，组相联映射和直接映射。具体内容请参照参考链接。
详细结论：TLB和处理机缓存都是位于处理机中的缓存系统，TLB被MMU用来加速地址变换，cache被处理机用来加速访存，二者硬件相关性在于都位于处理机中，软件相关性在于都是缓存系统，但实际上没什么相关性。
参照资料：
现代操作系统 3.3.3 加速分页过程