* Snellere toegang: Cache is aanzienlijk sneller dan RAM. De CPU heeft veel sneller toegang tot gegevens in de cache dan tot gegevens in RAM. Dit snelheidsverschil is aanzienlijk en wordt vaak gemeten in nanoseconden versus microseconden of zelfs milliseconden.

* Gegevenslocatie: Cache maakt gebruik van het principe van referentielocatie. Dit principe stelt dat een programma waarschijnlijk in korte tijd herhaaldelijk toegang zal krijgen tot dezelfde gegevens of instructies. Wanneer de CPU toegang krijgt tot een stukje gegevens, haalt hij niet alleen die gegevens op, maar kopieert hij ook nabijgelegen gegevens naar de cache. Dit betekent dat wanneer de CPU de nabijgelegen gegevens later nodig heeft, deze deze kan openen via de veel snellere cache in plaats van via het langzamere RAM. Er zijn twee hoofdtypen locaties:

* Tijdelijke plaats: Binnen een korte periode worden dezelfde gegevens meerdere keren benaderd.

* Ruimtelijke locatie: Gegevens die zich in de buurt van recentelijk geraadpleegde gegevens bevinden, zullen waarschijnlijk binnenkort toegankelijk zijn.

* Hierarchische structuur: Moderne CPU's maken vaak gebruik van meerdere cacheniveaus (L1, L2, L3, enz.), Elk met toenemende omvang en afnemende snelheid. L1-cache is de kleinste en snelste en bevindt zich het dichtst bij de CPU-kern. L2-cache is groter en langzamer dan L1, en L3 (indien aanwezig) is nog groter en langzamer. De CPU controleert eerst L1, dan L2, dan L3 en ten slotte RAM als de gegevens niet in een van de cacheniveaus worden gevonden. Deze hiërarchische structuur optimaliseert zowel snelheid als capaciteit.

* Hitratio: De efficiëntie van de cache wordt gemeten aan de hand van de *hit-ratio*, het percentage keren dat de CPU de gegevens vindt die hij nodig heeft in de cache. Een hoge hitratio duidt op een goed gebruikte cache en aanzienlijk verbeterde prestaties. Een lage hitratio betekent dat de CPU meer tijd besteedt aan het wachten op gegevens uit het RAM, waardoor het voordeel van de cache teniet wordt gedaan.

Kortom, cachegeheugen fungeert als een zeer snelle, kleine, tijdelijke opslagruimte waarin vaak gebruikte gegevens worden opgeslagen. Door veelgebruikte gegevens dicht bij de CPU te houden, wordt de tijd die nodig is om informatie op te halen drastisch verkort, wat leidt tot een aanzienlijke verbetering van de algehele systeemprestaties.