Dahili rasgele erişim belleği (RAM), bir bilgisayarın merkezi işlem birimi (CPU) gibi doğrudan bir mikroişlemcinin çipine yerleşik bir bilgisayar belleğidir. Programlayıcılar tarafından doğrudan dahili RAM'e değinip program fonksiyonlarının hızını arttırmak, kritik işlemlerin CPU tarafından daha hızlı ve daha öncelikli sıraya alınmasını ve işlenmesini sağlamak için kullanılabilir. Bu, yoğun işlemci gerektiren uygulamaları büyük ölçüde hızlandırabilir çünkü sık kullanılan talimatlar CPU'ya harici koçtan çekmekten çok daha hızlı bir şekilde iletilebilir.
CPU'larda üç önbellek düzeyi veya dahili RAM bulunur. İşlemci önbelleği, dinamik RAM (DRAM) adı verilen ve ana kartta yüklü olan tipik bellek ile aynı olmayan statik RAM'den (SRAM) oluşur. CPU veri aradığında, önce Seviye 1 (L1) önbelleğini, ardından Seviye 2 (L2), sonra Seviye 3 (L3) 'ü kontrol eder. Ancak bundan sonra DRAM'den veri çeker.
İşlemcide, L1 önbelleği işlemcinin kendisindeki her çekirdeğe atanır. Bu en hızlı dahili RAM'dir, çünkü işlem isteyen programın belirttiği şekilde her işlemci çekirdeğine verilen talimatlar için tampon görevi görür. Çok çekirdekli işlemcilerde, L1 önbellek istekleri aracılığıyla birden fazla çekirdek ayrı ayrı adreslenirse, bu işlemeyi büyük ölçüde hızlandırabilir.
L2 önbellek CPU paketindedir ve bu nedenle hala dahili RAM olarak kabul edilir. Doğrudan L1 önbellek olduğu gibi gerçek CPU yongasına yerleşik değildir. Her bir çekirdeğin kendine özel bir L2 önbelleği vardır ve böylece L2 hızlarından yararlanarak paralel olarak çalışabilir. Ancak L2 önbelleği, L1 önbelleğinden daha yavaştır.
L3 önbellek CPU paketinde bulunmadığından dahili RAM olarak kabul edilmez, bunun yerine onunla birlikte çalışır. Bir bilgisayarda mevcut en hızlı harici RAM'dir. Tüm CPU çekirdeği L3 önbelleğini paylaşır.
Tüm süreç harici DRAM'dan, dahili RAM'e ve en son işlem talimatlarına göre sıraya alınmış ve verilerin parçalanması olarak görülebilir. Herhangi bir programdaki belirli işlevler diğerlerinden daha yüksek önceliğe sahiptir ve bunlar bağımsız programın optimizasyonunun bir parçası olarak sıranın önüne taşınır. En yüksek öncelikli veri, en hızlı işlem için doğrudan L1 önbelleğine ve en düşük öncelik tüm işlem boyunca sıraya alınır. Temel fark, önbelleğin “bekleyen kuyruktan çek” yöntemiyle işlenmesidir, dahili RAM yazılımla adreslenebilirdir, bu nedenle veriler özel olarak bireysel RAM düzeylerine atanabilir.
