CPU 执行指令，而存储器系统为CPU存放指令和数据。在简单模型中，存储器系统是一个线性的字节数组，而CPU能够在一个常数时间内访问每个存储器位置。虽然迄今为止这都是一个有效的模型，但是它没有反映现代系统实际工作的方式。
实际上，存储器系统(memory system)是一个具有不同容量、成本和访问时间的存储设备的层次结构。CPU 寄存器保存着最常用的数据。靠近CPU的小的、快速的高速缓存存储器(cache memory)作为一部分存储在相对慢速的主存储器(main memory)中数据和指令的缓冲区域。主存缓存存储在容量较大的、慢速磁盘上的数据，而这些磁盘常常又作为存储在通过网络连接的其他机器的磁盘或磁带上的数据的缓冲区域。
如果你的程序需要的数据是存储在CPU寄存器中的，那么在指令的执行期间，在0个周期内就能访问到它们。如果存储在高速缓存中，需要4~75个周期。如果存储在主存中，需要上百个周期。而如果存储在磁盘上，需要大约几千万个周期！
这个思想围绕着计算机程序的一个称为局部(locality)的基本属性。具有良好局部性的程序倾向于一次又一次地访问相同的数据项集合，或是倾向于访问邻近的数据项集合。具有良好局部性的程序比局部性差的程序更多地倾向于从存储器层次结构中较高层次处访问数据项，因此运行得更快。例如，在Core i7系统，不同的矩阵乘法核心程序执行相同数量的算术操作，但是有不同程度的局部性，它们的运行时间可以相差40倍！
我们会看看基本的存储技术—SRAM存储器、DRAM 存储器、ROM存储器以及旋转的和固态的硬盘—并描述它们是如何被组织成层次结构。
存储技术
计算机技术的成功很大程度上源自于存储技术的巨大进步。早期的计算机只有几千字节的随机访问存储器。最早的IBM PC甚至没有硬盘。1982年引入的IBM POXT 有10M字节的磁盘。到2015年，典型的计算机已有300000倍于POXT的磁盘存储，而且磁盘的容量以每两年加倍的速度增长。
随机访问寄存器
随机访问存储器(Random- Access Memory, RAM)分为两类：静态的和动态的。静态RAM(SRAM)比动态RAM(DRAM)更快，但也贵得多。SRAM用来作为高速缓存存储器，既可以在CPU芯片上，也可以在片下。DRAM用来作为主存以及图形系统的帧缓冲区。典型地，一个桌面系统的SRAM不会超过几兆字节，但是DRAM却有几百或几千兆字节。
1 . 静态RAM
2. 动态RAM