Йерархия на паметта, кеширане

Фигура 1 - Организация на паметта на четири нива
1) регистри на микропроцесорна памет, както и кеш памет на първо и второ ниво;
2) вградена памет ROM, RAM;
3) външна памет;
4) масова или архивна памет. [3]
Тази система за съхранение работи като едно устройство с памет с голям капацитет (поради външна памет) и висока скорост (поради вътрешна памет).
Микропроцесорната памет е високоскоростна памет с малък капацитет, включена в MP и използвана от ALU за съхраняване на операнди и междинни резултати от изчисленията. CACHE паметта е буферна памет, която не е достъпна за потребителя и се използва автоматично от компютър за ускоряване на операциите с информация, съхранявана в бавнодействащи устройства с памет. За да се ускорят операциите с основната памет, кеш паметта на регистъра е организирана вътре в микропроцесора (кеш памет на първо ниво) или извън микропроцесора на дънната платка (кеш памет на второ ниво); за да се ускорят операциите с дискова памет, кеш паметта е организирана върху клетки от електронна памет.
Вътрешната памет се състои от ROM (памет само за четене) и RAM (RAM - памет с произволен достъп). ROM се състои от микросхеми, инсталирани на дънната платка и се използва за съхраняване на непроменена информация: програми за стартиране на операционната система (OS), програми за тестване на компютърни устройства и някои драйвери на основната система за вход-изход (BIOS - Base Input-Output System) и др. само за четене информация, капацитет на ROM - стотици KB. Това е енергонезависима памет - когато компютърът е изключен, информацията се запазва.