从工作原理来看，CPU在请求读取数据时，会先检索缓存。若命中缓存，数据将立即交付CPU处理；若未命中，系统才会以较慢速度从内存读取，并将相关数据块同时调入缓存，以便后续对该数据块的访问都能从缓存中完成，无需再访问内存。
为了协调CPU和内存速度差而增设的一级存储器是什么
CPU缓存虽然容量远小于主内存，但其在数据交换速度上却有着压倒性的优势。它专门用于解决CPU处理指令过快而内存响应过慢这一根本性矛盾。如果没有这层缓冲，CPU的大量时间将浪费在无谓的数据等待上，导致整体性能大幅下降。
缓存中存储的数据并非随机选取，而是内存中一小部分但被CPU在极短时间内频繁调用的热点数据。当CPU需要处理大量数据时，它可以优先直接从高速缓存中获取，从而跳过缓慢的内存读取过程。这种机制极大地提升了数据的读取效率。
为了缓解CPU运算速度与内存读写速度之间的巨大落差，计算机系统中特意增设了一级存储器，这种设备就是大家熟知的CPU缓存，也就是Cache。它扮演着临时存储器的角色，巧妙地安置在CPU核心与主内存之间，作为两者高速数据交互的桥梁。
得益于这种智能的预取和存储机制，CPU对缓存的命中率极高，通常可达90%左右。这意味着绝大多数下一次需要的数据都已经提前在缓存中等待，只有极少部分需要去内存查找。这种设计几乎消除了CPU读取数据时的等待时间，实现了先查缓存、后查内存的高效顺序。