在计算机系统中，各种类型的存储器承担着不同的功能，它们各自在数据处理和信息传输中扮演着关键角色。其中，有一种存储器能够直接与中央处理器（CPU）进行信息交换，这种存储器在计算机运行过程中起着至关重要的作用。

要理解这个问题，首先需要明确“直接与CPU交换信息”的含义。这里的“直接”通常指的是存储器与CPU之间不需要通过其他中间设备或控制器即可完成数据的读取和写入操作。换句话说，这种存储器与CPU之间的通信速度较快，延迟较低，能够满足CPU对数据的实时访问需求。

在常见的计算机存储体系中，内存（即主存）是最接近CPU的存储设备。它由随机存取存储器（RAM）构成，具有快速的读写能力，能够直接与CPU进行数据交互。当程序运行时，CPU会从内存中读取指令和数据，并将处理结果写回内存。因此，内存是实现CPU与外部存储器（如硬盘、SSD等）之间数据传递的关键桥梁。

相比之下，硬盘、光盘、U盘等外存虽然容量大、成本低，但它们与CPU之间的数据交换需要通过输入输出接口和控制器来完成，无法像内存那样直接与CPU通信。因此，这些存储器并不符合题目中“直接与CPU交换信息”的要求。

此外，高速缓存（Cache）也是一种与CPU密切相关的存储结构。它位于CPU内部或紧邻CPU的位置，用于临时存储CPU频繁访问的数据和指令，以提高系统性能。虽然高速缓存也属于直接与CPU通信的存储器范畴，但通常在考试题目中，“能直接与CPU交换信息的存储器”更常指代的是主存（内存）。

综上所述，在计算机系统中，内存是能够直接与CPU交换信息的主要存储设备。它不仅具备高速读写能力，还能有效支持CPU的运算需求，是计算机运行效率的重要保障。

答案：内存