快取記憶體(cache)

由於CPU的讀取速度比記憶體的讀取速度快，如果持續在CPU和記憶體之間一直來回不停的交換的話，那麼CPU的運轉週期就會出現了很大的浪費，所以出現了快取記憶體,提供快取的目的一般是為了讓資料訪問的速度適應CPU的處理速度，一般是使用硬體實現的指令預測與資料預取技術----儘可能的將要使用的資料預先從記憶體中取到快取中。

如今快取的概念已經擴充，不僅是CPU和主記憶體之間有Cache,而且在記憶體和磁碟之間也有Cache,乃至在硬碟與網路之間也有某種意義上的Cache--稱為Internet臨時資料夾或網路內容快取等。凡是位於速度相差較大的兩種硬體之間，用於協調兩者資料傳輸速度差異的結構，均可稱為Cache。

地址映象與變換 
主條目：CPU快取#組相聯 
由於主存容量遠大於CPU快取的容量，因此兩者之間就必須按一定的規則對應起來。地址映象就是指按某種規則把主存塊裝入快取中。地址變換是指當按某種映象方式把主存塊裝入快取後，每次訪問CPU快取時，如何把主存的實體地址（Physical address）或虛擬地址（Virtual address）變換成CPU快取的地址，從而訪問其中的資料。

快取置換策略 
主條目：CPU快取#置換策略、分頁和快取檔案置換機制 

主存容量遠大於CPU快取，磁碟容量遠大於主存，因此無論是哪一層次的快取都面臨一個同樣的問題：當容量有限的快取的空閒空間全部用完後，又有新的內容需要新增進快取時，如何挑選並捨棄原有的部分內容，從而騰出空間放入這些新的內容。解決這個問題的演算法有幾種，如最久未使用演算法（LRU）、先進先出演算法（FIFO）、最近最少使用演算法（LFU）、非最近使用演算法（NMRU）等，這些演算法在不同層次的快取上執行時擁有不同的效率和代價，需根據具體場合選擇最合適的一種。

磁碟快取

磁碟快取

16MB緩衝區的硬碟 
磁碟快取（Disk Buffer）或磁碟快取（Disk Cache）實際上是將下載到的資料先保存於系統為軟體分配的記憶體空間中（這個記憶體空間被稱之為“記憶體池”），當儲存到記憶體池中的資料達到一個程度時，便將資料儲存到硬碟中。這樣可以減少實際的磁碟操作，有效的保護磁碟免於重複的讀寫操作而導致的損壞。

磁碟快取是為了減少CPU透過I/O讀取磁碟機的次數，提升磁碟I/O的效率，用一塊記憶體來儲存存取較頻繁的磁碟內容；因為記憶體的存取是電子動作，而磁碟的存取是I/O動作，感覺上磁碟I/O變得較為快速。

相同的技巧可用在寫入動作，我們先將欲寫入的內容放入記憶體中，等到系統有其它空閒的時間，再將這塊記憶體的資料寫入磁碟中。

大小 

現在的磁碟通常有32MB或64MB快取。舊的硬碟則有8MB或16MB。