Memory cache kali pertama digunakan pada PC 386DX. Walaupun CPU sendiri tidak mempunyai memory cache di dalamna, sirkuit pendukungnya yaitu chipset memiliki memory cache contriller. Jadi memory cache saat itu berada eksternal menuju CPU dan bersifat optional, artinya produsen motherboard dapat menambahkan memory cache atau tidak. Bila anda memiliki motherboard tanpa memory cache, PC akan lebih lambat daripada PC dengan sirkuit atau rangkain ini. Jumlah memory cache bervariasi, bergantung model dan tipe motherboard yang saat itu barulah 64 KB dan 128 KB. Saat ini memory cache controller diterapkan pada arsitektur yang dikenal sebagai “write-through”, tempat operasional penulisan yakni ketika CPU hendak menyimpan data di memory, memory cache controller mengupdate RAM memory segera.

Pada prosesor 486DX, intel menambahkan sejumlah kecil (8 Kb) memory cache ke dalam CPU. Memory cache internal ini dinamakan L1 (level 1) atau “internal”, sedangkan memory cache eksternal disebut L2 (level 2) atau “eksternal”. Jumlah dan keberadaan memory cache eksternal bergantung model motherboard. Saat itu jumlahnya 128 KB dan 256 KB. Lalu pada model 486 ditambahkanlah arsitektur cache “write back”, yang masih dipakai sampai sekarang, tempat operasi penulisan RAM memory tidak diupdate segera CPU menyimpan data di cache memory dan memory controller mengupdate RAM memory hanya ketika diperlukan. Lantas pada prosesor pertama Pentium, Intel menciptakan 2 memory cache internal terpisah, 1 untuk instruksi dan lainnya buat data (waktu itu tiap cache hanya 8 Kb). Arsitektur ini masih digunakan hingga sekarang, dan itulah mengapa terkadang L1 memory cache bernilai 64 KB + 64 KB, misalnya ini dikarenakan hanya ada satu 64 KB instrution L1 cache dan satu lagi 64 KB data L1 cache.

Kita akan menyoal perbedaan antara keduanya di bagian lain. Saat itu L2 memory cache ditempatkan di motjerboard, sehingga jumlah dan keberadaannya bergantung model motherboard, sehingga jumlah dan keberadaannya bergantung model motherboard. Sudah tentu, memiliki sistem komputer tanpa memory cache adalah tindakan bodoh. Waktu itu jumlahnya 256 Kb dan 512 Kb. Prosesor AMD K5, K6 dan K6-2 memakai arsitektur serupa, tetapi K6-III menggunakan memory cache ketiga (L3, level 3). Masalah utama L2 memory cache eksternal adala ia diakses pada clock rate lebih rendah, karena sejak 486DX2, CPU internal clock rate berbeda dengan CPU external clock rate. Sementara Pentium-200 bekerja 200 Mhz, Ia mengakses L2 memory cache pada 66 Mhz, misalnya. Selanjutnya di arsitektur P6, Intel memindahkan memory cache dari motherboard ke dalam CPU- ini menjadikan CPU dapat mengakses memory cache dengan internal clock rate- kecuali Pentium II, di mana memory cache tidak ditempatkan dalam CPU namun di PCB (printed circuit board) yang sama tempat CPU disolder (PCB) ditempatkan dalam sebuah cartridge), berjalan dengan kecepatan separuh dari CPU internal clock rate, dan pada Celeron-266 dan Celeron-300, yang tanpa memory cache sama sekali (dan karenanya kedua prosesor tadi merupakan CPU berpeforma terparah dalam sejarah PC).

Arsitektur serupa dipakai hingga sekarang, baik L1 dan L2 memory cache ditempatkan dalam CPU yang berjalan pada CPU internal clock rate. Sehingga jumlah memory cache pada komputer anda sangat bergantung model CPU. Tidak ada cara lain untuk mendongkrak jumlah memory cache tanpa menggusur CPU.