在计算机系统中，CPU（中央处理器）是整个系统的核心部件，负责执行指令和处理数据。然而，CPU并不能直接访问所有的存储设备，它只能与特定类型的存储器进行交互。那么，CPU能够直接访问的存储器到底是什么？这个问题对于理解计算机的工作原理至关重要。

首先，我们需要明确“直接访问”的含义。在计算机体系结构中，“直接访问”通常指的是CPU通过内存地址直接读取或写入数据，而不需要经过额外的转换或中间步骤。这种访问方式速度快、效率高，是CPU处理数据的主要方式。

CPU能够直接访问的存储器主要包括以下几种类型：

1. 主存储器（RAM）

主存储器，也称为随机存取存储器（Random Access Memory），是CPU可以直接访问的存储器之一。RAM是一种易失性存储器，意味着当计算机断电后，存储在其中的数据会丢失。由于RAM的访问速度非常快，CPU可以快速地从RAM中读取指令和数据，从而提高整体系统的运行效率。

2. 高速缓存（Cache）

高速缓存是位于CPU内部或紧邻CPU的一种小型但非常快速的存储器。它的作用是存储CPU最近使用过的数据和指令，以减少CPU访问主存储器的时间。高速缓存通常分为多个层级，如L1、L2和L3缓存，其中L1缓存速度最快，容量最小，而L3缓存速度稍慢，但容量更大。CPU可以直接访问这些高速缓存，从而显著提升性能。

3. 寄存器（Registers）

寄存器是CPU内部最接近运算单元的小型存储单元，用于临时存储指令、数据和地址。它们的速度比高速缓存还要快，是CPU执行操作时最常用的存储资源。由于寄存器的数量有限，它们主要用于存储当前正在处理的关键信息。

相比之下，其他类型的存储器，如硬盘驱动器（HDD）、固态硬盘（SSD）、光盘等，虽然容量大、成本低，但它们不能被CPU直接访问。这些存储设备通常需要通过操作系统和文件系统进行管理，并且需要借助DMA（直接内存访问）技术或其他方式与主存储器交换数据。

总结来说，CPU能够直接访问的存储器主要是主存储器（RAM）、高速缓存（Cache）和寄存器（Registers）。这些存储器的特点是速度快、访问延迟低，能够满足CPU对数据和指令的高效需求。而其他外部存储设备则需要通过一定的机制才能与CPU进行数据交互。

了解CPU与存储器之间的关系，有助于我们更好地理解计算机系统的运行机制，也为优化程序性能和硬件设计提供了理论基础。