Čeprav je najpogostejši tip računalniškega pomnilnika pomnilnik z naključnim dostopom (RAM), obstaja veliko drugih vrst pomnilnika, ki se lahko uporabljajo v računalniku. Ti vključujejo predpomnilnik, bliskovni pomnilnik in shranjevanje datotek. Pomnilniška arhitektura se nanaša na kombinacijo različnih vrst pomnilnika za uravnoteženje zmogljivosti računalnika, ne da bi pri tem ogrozili zanesljivost shranjevanja ali naredili računalnik previsok. Na splošno različne vrste pomnilnika delujejo v hierarhiji, od hitrega in dragega do počasnejšega in manj poceni. Pomnilniška arhitektura deluje tako, da zagotavlja, da ima računalnik mešanico vseh vrst pomnilnika, pri čemer je strojna oprema računalnika čim bolj uravnotežena in stroškovno učinkovita.
Poleg tega, da se pomnilnik razlikuje glede na stroške in hitrost, se pomnilnik razlikuje tudi glede na trajnost. Standardni RAM v računalniku je dinamična oblika pomnilnika, kar pomeni, da hrani informacije le, dokler je računalnik vklopljen. To predstavlja očitno težavo, ko gre za shranjevanje informacij v računalniku po ciklu vklopa in izklopa, saj bi brez trajnejše oblike pomnilnika v primeru izpada električne energije vse informacije v računalniku izgubljene. Pomnilnik za shranjevanje datotek v računalniku – najpogostejši primer tega je trdi disk – zagotavlja razmeroma počasen, a stabilen način za shranjevanje informacij o računalniku po zaustavitvi.
Registri procesorja in predpomnilnik so na splošno najhitrejši in najdražji. Z lociranjem teh vrst pomnilnika na čipu fizičnega procesorja sta čas prenosa in latenca za te vrste pomnilnika izjemno majhna. To pomeni, da lahko informacije potujejo v in iz teh vrst pomnilnika v hipu, zaradi česar so učinkovite za shranjevanje informacij in spremenljivk, medtem ko procesor aktivno dela na določeni težavi.
RAM je na naslednji ravni, cenejši in počasnejši od procesorskih registrov in predpomnilnika. Ta je povezan s procesorjem preko sprednjega stranskega vodila, kar pomeni, da se zakasnitev poveča, medtem ko se hitrost zmanjša v primerjavi z registrskim in predpomnilnikom. Tudi stroški se znatno zmanjšajo, zaradi česar je RAM stroškovno najučinkovitejša oblika dinamičnega pomnilnika v arhitekturi pomnilnika.
Nazadnje se navidezni pomnilnik in mesta za shranjevanje datotek običajno hranijo na trdem disku. Navidezni pomnilnik je del trdega diska, ki ga operacijski sistem računalnika obravnava kot RAM. Stotine in stotine gigabajtov pomnilnika na trdem disku je mogoče kupiti za enako količino kot samo štiri do osem gigabajtov RAM-a, zaradi česar je to najboljša obstojna lokacija za masovno shranjevanje v arhitekturi pomnilnika računalnika.