La memoria cache (pronunciata in contanti) è una memoria estremamente veloce che è incorporata nell’unità di elaborazione centrale (CPU) di un computer o situata accanto ad essa su un chip separato. La CPU utilizza la memoria cache per memorizzare le istruzioni ripetutamente richieste per eseguire i programmi, migliorando la velocità complessiva del sistema. Il vantaggio della memoria cache è che la CPU non deve utilizzare il bus di sistema della scheda madre per il trasferimento dei dati. Ogni volta che i dati devono essere passati attraverso il bus di sistema, la velocità di trasferimento dei dati rallenta rispetto alla capacità della scheda madre. La CPU può elaborare i dati molto più velocemente evitando il collo di bottiglia creato dal bus di sistema.
Si dà il caso che, una volta che la maggior parte dei programmi è aperta e funzionante, utilizzano pochissime risorse. Quando queste risorse vengono conservate nella cache, i programmi possono funzionare in modo più rapido ed efficiente. A parità di condizioni, la cache è così efficace nelle prestazioni del sistema che un computer che esegue una CPU veloce con poca cache può avere benchmark inferiori rispetto a un sistema che esegue una CPU un po’ più lenta con più cache. La cache incorporata nella CPU stessa è denominata cache di livello 1 (L1). La cache che risiede su un chip separato accanto alla CPU è chiamata cache di livello 2 (L2). Alcune CPU hanno sia la cache L1 che L2 integrata e designano il chip della cache separato come cache di livello 3 (L3).
La cache incorporata nella CPU è più veloce della cache separata, in esecuzione alla velocità del microprocessore stesso. Tuttavia, la cache separata è ancora circa due volte più veloce della RAM (Random Access Memory). La cache è più costosa della RAM, ma vale la pena acquistare una CPU e una scheda madre con cache integrata per massimizzare le prestazioni del sistema.
La memorizzazione nella cache del disco applica al disco rigido lo stesso principio che la memorizzazione nella cache applica alla CPU. I dati del disco rigido a cui si accede di frequente vengono archiviati in un segmento separato di RAM per evitare di doverli recuperare ripetutamente dal disco rigido. In questo caso, la RAM è più veloce della tecnologia del piatto utilizzata nei dischi rigidi convenzionali. Questa situazione cambierà, tuttavia, man mano che i dischi rigidi ibridi diventeranno onnipresenti. Questi dischi hanno cache di memoria flash integrate. Alla fine, i dischi rigidi saranno unità flash al 100%, eliminando la necessità della memorizzazione nella cache del disco RAM, poiché la memoria flash è più veloce della RAM.