随着科技的进度，CPU、内存、IO设备都在不断的迭代，不断朝着更快的方向努力。但是在快速发展的过程中，有一个核心矛盾一直存在，就是这三者的速度差异。
CPU和内存的速度差异可以形象描述为：CPU是天上一天，内存是地上一年（假设CPU执行一条普通指令需要一天，那么CPU读写内存就得等待一年时间）。
内存和I/O设备的速度差异可以形象描述为：内存是天上一天，I/O设备是地上10年。
程序里大部分语句都要访问内存，有些还要访问I/O，根据木桶理论（一只木桶能装多少水取决于它最短的那块木板），程序整体的性能取决于最慢的操作——读写I/O设备，也就是单方面提高CPU性能是无效的。
那么如何均衡这三者的速度差异，才能合理利用CPU的高性能？
计算机体系、操作系统、编译程序作出了以下贡献：
1.CPU增加了缓存，以均衡与内存的速度差异；
2. 操作系统增加了进程、线程，以分时复用CPU，进而均衡CPU/IO设备的速度差异；
3. 编译程序优化指令执行次序，使得缓存能够得到更加合理的利用。