在這一系列教學的第一篇就有講到，CPU需要記憶體做資料暫存，但CPU實在太快了，在記憶體裡運算資料還是嫌太慢了，所以現在CPU都直接在晶片裡內裝記憶體，也就是快取機制，由於快取記憶體根本就在CPU裡面，時脈和CPU一致，速度飛快。一般是64KB的「L1資料快取」和64KB的「L1指令快取」，還有1MB到4MB不等的「L2資料快取」。

電腦很多地方都有「快取」的設計，它的意義很簡單，就是高速裝置和慢速裝置中間的緩衝區。以CPU為例，當你執行一個軟體，比如Word，資料就先從硬碟載到記憶體，再從記憶體讀到CPU快取裡，CPU是從快取裡執行，這樣遇到需要重複使用的資料時，就能從快取裡讀，不必再繞遠路去翻記憶體。而L1和L2就是第一、第二層快取，因為.....該死的！CPU實在太快，必須要有非常非常快的快取做為它的暫存區，這就是L1，可是這種超高速的快取製作困難，成本極高，量不能太大，通常只有64KB或128KB，暫存最近執行的資料。而第二層的L2就比較大，1MB、2MB、４MB都有人做，放一些較久之前執行的資料，再更久一點的就到記憶體去，而不太常用的才回到硬碟。

而CPU找資料也是從L1、L2、記憶體、硬碟依序從最近（最快，容量最小，最貴），到最遠（最慢、容量最大，最便宜）找下去，而儲存資料時，比如存檔Word文件，也是這樣一步一步回到硬碟去。一些伺服器用的CPU還會有更大的L3快取做第三層緩衝，未來製程進步，也許一般消費端CPU也會有L3。快取是愈大愈好，因為CPU內部的運算單元執行速度超快，對一點點的延遲都很敏感，最好一切都能在快取內執行，需要載入新資料時，不得已才從記憶體裡讀。所以快取大小是評斷CPU效能的依據，通常性能愈強的CPU，也會搭配更大的快取。

CPU存取資料的順序如上圖所示，由最快最近的地方找起，如果沒抓到想要的資料再一層層往下找，因此愈上層的部分，影響效能就愈明顯。寫入資料時也是一層層往下寫，除了硬碟可以永久儲存之外，其他都是一斷電，資料就消失，所以如果你在編輯一個Word檔，在還沒有存檔之前，只有CPU的快取和記憶體裡有資料，一跳電，就完了。

快取對CPU有多重要？有圖有真相，這是一張CPU晶圓的顯微照相圖，周圍一塊是L3快取、中間是L2快取、裡面還有L1快取。事實上，現在CPU電晶體將近1/2都是快取。

CPU-Z裡有個「latency.exe」，執行就可以看讀快取的延遲，圖中顯示L1是3個時脈週期，L2是14個時脈週期。存取記憶體的話，大概需要3位數的時脈週期。