Një komponent tjetër i rëndësishëm është memorja. Një memorje ideale do ishte shumë e shpejtë, tepër e madhe dhe shumë e lirë. Asnjë teknologji e kohës nuk i plotëson të treja këto kushte njëherësh.
Sistemi i memorjes konsiderohet një hierarki.
Regjistrat
Në majë të kësaj piramide qëndrojnë regjistrat e CPU-së. Ata janë të përbërë me të njëjtin material me CPU-në dhe për këtë janë të shpejtë sa memorja, pra mund të aksesohen shpejt. Kapaciteti i tyre është 32 X 32 bit për CPU me 32 bit, dhe 64 X 64 bit për një CPU me 64 bit. Në të dyja rastet kapaciteti shkon më pak se 1 KB.
Memorja Cache
Një nivel më poshtë është memorja Cache, shumica e së cilës kontrollohet nga hardware. Memorja qëndrore është e ndarë në rreshta cache zakonisht me përmbajtje 64 bytes. Rreshti i parë ka adresat 0-63, rreshti i dytë ka adresat 64-127, etj. Rreshtat që përdoren me shpesh mbahen me pranë CPU-së në mënyrë që të akseksohen më shpejt. Kur programi ka nevojë të lexojë një fjalë memorjeje, pjesa hardware që kontrollon memorjen cache verifikon nëse kjo fjalë gjendet në memorjen cache. Memorjet cache janë të kufizuar në madhësi dhe kanë kosto të lartë. Disa makina kanë dy ose dhe tre nivele të memorjes cache, secila më e ngadaltë dhe më e madhe se paraardhësja.
Memorja RAM
Në nivelin tjetër ndodhet memorja qëndrore, e cila shpesh quhet dhe RAM ( Random Access Memory). Në ditët e sotme madhësia e saj po rritet shumë shpejt, dhe normalisht është qindra megabytes.
Foto Memorja RAM e nje Laptopi. Burimi : Evan-Amos – Own work
Hard Disku
Një nivel më poshtë në hierarkinë e memorjes qëndron disku magnetik (hard disku). Këto disqe janë më të lirë se RAM, në një madhësi dy rende më pak, dhe gjithashtu dy rende më të mëdhenj.
Problemi është vetëm të aksesimi i të dhënave kryhet në dy rende më pak se memorja qëndrore. Kjo ngadalësi është nga ndërtimi i diskut.
Shiriti Magnetik
Shtresa e fundit në hierarkinë e memorjes është shiriti magnetik. Ky shirit shpesh përdoret për backup, ose për të ruajtur të dhëna që janë në sasi shumë të mëdha. Për të aksesuar në një shirit të tillë, së pari duhet vendosur shiriti në lexuesin e tij, më pas shiriti duhet të çohet në pozicionin e kërkuar. E gjitha kjo mund të kërkojë disa minuta. Avantazhi kryesor i këtyre shiritave është fakti që është shumë i lirë për bit, dhe që mund të ndahet nga kompjuteri dhe mund të vendoset në vende të mbrojtura nga zjarret dhe nga fatkeqësitë natyrore, gjë kjo shumë e rëndësishme për të ruajtur të dhëna me rëndësi.
Hierarkia e paraqitur më lart është tipike, por në disa raste ka disa shtresa që mungojnë ose disa të ndryshime të tjera. Gjithsesi, në të gjitha këto raste sa më tepër që të ulemi në hierarki koha e askesimit rritet së tepërmi, kapaciteti rritet gjithashtu dhe kostoja për bit ulet.
RAM është memorje e tillë që humbet informacionin kur fiket kompjuteri.
Ndryshe nga kjo, ROM (Read Only Memory) është programuar e tillë që nuk mund të ndryshohet pasi është shkruar. Ajo është një memorje e shpejtë dhe jo e kushtueshme. Në shumë kompjuterë proçesi i boot-imit kryhet nga ROM.
Memorja cache fsheh ngadalësinë e memorjes. Kur një program është ekzekutuar për pak kohë, memorja cache është e mbushur me rreshtat e këtij programi, duke dhënë kështu një performance të mirë. Gjithsesi, kur sistemi i shfrytëzimit kalon nga një program tek një tjetër, memorja cache vazhdon të jetë plot me rreshtat prej programit të parë. Këto rreshta updatohen një nga një nga memorja fizike.