Det er almindeligt at kalde cache-hukommelse for den indbyggede hukommelse i processoren, som er kendetegnet ved høj hastighed og bruges til midlertidigt at gemme de mest anvendte data.
Behovet for at bruge cachehukommelse forklares med forskellen i hastigheden af informationsudveksling mellem processoren og forskellige sektioner i computerens hukommelse. Arbejdet med enhver applikation begynder med at overføre de nødvendige data fra en relativt langsom harddisk til RAM (computer random access memory) til en dynamisk random access-sektion. Derfra kan de overføres til L2-cachen (L2-hukommelse), der er placeret i processorchippen eller på en dedikeret højhastigheds-separat SRAM-chip placeret ved siden af processoren. Endelig kan de mest anvendte oplysninger overføres til L1-cachen (første niveau hukommelse), som er en dedikeret del af processoren. Størrelsen på det første niveau cache er kun omkring 128 KB, det andet niveau er allerede 512 KB. Til sammenligning kan RAM-størrelsen være 1 GB. Udførelse af en hvilken som helst kommando finder sted i henhold til et bestemt skema: - analyse af dataregistre af oplysninger; - scanning af dataene på det første niveau cache; - kontrol af informationen om cachen af det andet niveau - analyse af dataene i hovedhukommelsen - adgang til harddiskhukommelsen. Den tid, processoren bruger på at opnå de nødvendige data, er i direkte forhold til det sted, hvor informationen er lagret. Adgang til cache i det første niveau tager således fra 1 til 3 cyklusser, det andet niveau - fra seks til tolv cykler og til hovedhukommelsen - tiere og i nogle tilfælde - hundreder af cykler. Cache-hukommelsen spiller en særlig rolle i processen med serverdrift, fordi processor-til-hukommelsestrafik kan være væsentlig i disse tilfælde. Cache-strukturen tjener også formålet med at indsnævre kløften mellem processorhastigheder, som stiger med 50 procent årligt, og RAM-datahastigheder, der kun vokser med 5 procent. Den igangværende udvikling af tredje og fjerde niveau af cachehukommelse synes at være logiske trin i denne retning. En anden mulig udviklingsretning kan være overgangen til programmatisk styring af cachehukommelse.
