Couchbase Serverのアーキテクチャは、組み込みのキャッシュ層を含んでいます。このキャッシュ層は、サーバーの中央部として機能し、非常に迅速な読み取りとデータの書き込みを提供します。他のデータベース・ソリューションでは、ディスクからデータを読み書きするため、非常に低速です。解消するアプローチとして、データベースとは独立したコンポーネントとして、キャッシュ層をインストールし管理する方法があります。しかしこの方法では、キャッシュ層とデータベースとのデータ転送を管理し、キャッシュ層そのものも管理する必要があり、コードのカスタマイズや管理コストが発生してしまいます。

一方、CouchbaseServerでは、自動的にキャッシュ層を管理し、パフォーマンスを維持するために必要となる十分なキャッシュ領域が確保されるようディスク領域を併用します。Couchbase Serverは自動的にアイテムをキャッシュ層や、ディスクに書き込むためのディスクキューに配置します。サーバがキャッシュされた項目があまり使用されていないと判断した場合、RAMから削除し、他の項目のためにRAMを開放します。同様に、サーバは頻繁に使用しない項目を要求されると、データをディスクから取得し、キャッシュ層にそれらを保存することができます。 つまり、キャッシュ層と永続化層との間でデータを管理するためのプロセスは、サーバー側で自動的に行われます。