它处理速度差异的计算机系统的内存层次结构。 “层次结构”是表达“思考顺序”的好方法，例如从上到下、从快到慢、从最重要到最不重要。
如果查看计算机内部的内存层次结构，按照从最快到最慢的顺序：
1. CPU Registers
2. Caches memory
3. Main or Primary Memory
4. Secondary Memory 
这些解释如下。
- CPU寄存器：
CPU 中的这些高速寄存器用作指令和临时存储数据的工作存储器。通常，他们会创建一个通用寄存器文件来存储处理过的数据。 32 个数据字的容量是一个寄存器文件的典型容量，每个寄存器都可以在一个时钟周期内读取或写入。 - 缓存内存：
现在，大多数计算机都包含另一个级别的 IC 内存——有时是几个这样的级别——称为高速缓存，逻辑上位于 CPU 寄存器和主内存之间。缓存的存储容量小于主存，但访问时间为一到三个周期，缓存比主存快得多，因为它的部分或全部可以与 CPU 驻留在同一 IC 上。对于高性能计算机，缓存是必不可少的组件。与其他三种类型的内存不同，缓存通常对程序员是透明的。同时，计算缓存和主存储器通过CPU的指令实现直接映射外部存储器。 - 主存储器或主存储器：
它是一个大的、速度相当快的外部存储器，用于存储正在使用的程序和数据。在主内存中，存储位置由 CPU 的加载和存储指令直接寻址。虽然使用了类似于 CPU 寄存器文件的 IC 技术，但访问速度较慢是由于主存储器的容量较大以及它与 CPU 物理分离的事实。五个或更多时钟周期的访问时间是常见的。 - 二级内存：
二级内存容量很大，但比内存慢很多。二级内存存储系统程序、大数据文件等不是 CPU 一贯需要的。当主存的容量。在二级存储中，信息是在线考虑的，但通过在主存和二级内存之间传输信息的 I/O 程序间接访问。二级存储器最常见的例子是磁性硬盘和 CD-ROM(光盘只读存储器)，两者都具有相对较慢的电访问机制。几千兆字节的存储容量是典型的，而访问时间以毫秒为单位。