在現在的電腦架構下儲存系統階層的安排方式，稱為記憶體階層（memory hierarchy）。每一層的都是比下一層擁有較高的速度和較低延遲性，和較小的容量。
大部分現今的中央處理器都非常的快速，大部分程式工作量需要記憶體存取，快取的效率和記憶體傳輸是介於階層中的不同等級，會實際上限制處理的速度。導致中央處理器花費大量的時間閒置，等待記憶體 I/O 完成。
大部分電腦中的記憶體階層如下:
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