Dieser Zwischenspeicher (Cache ) ist entweder im CPU-Kern integriert (z.B. 256 KB beim Pentium III Coppermine und beim K6-III, 128 KB beim Celeron und beim K6-2+) und läuft mit vollem CPU-Takt, oder er sitzt auf der Prozessorplatine und läuft mit halbem internen Takt (z.B. 512 KB bei Pentium II, Pentium III Katmai und bei AMDs Athlon). Dritte Möglichkeit: Er sitzt auf der Hauptplatine (Sockel 7 und Sockel Super 7). Ausnahme: Der L2-Cache von AMDs K6-III und K6-2+ ist im Prozessorkern integriert. Diese CPUs nutzen den Platinen-Cache dann als L3-Cache.
Die Kapazität liegt in der Regel zwischen 64 und 1024 KByte. Der Zwischenspeicher puffert den Transfer von Daten und Befehlen zwischen dem Arbeitsspeicher (RAM), dem in der CPU integrierten First-Level-Cache (L1-Cache) sowie dem Prozessor . Damit erhöht sich die Geschwindigkeit der Datenübertragung, denn der schnelle Prozessor muß nicht mehr auf den langsamen Hauptspeicher warten, er kann seine Daten einfach an den Cache abgeben. Erst sein eigenständiger Controller befördert die Daten in den Hauptspeicher. siehe auch First-Level-Cache , TAG-RAM