Nehalem單獨的核心架構：
大概僅有1/3的芯片面積用來做L1和L2的高速緩存。另外1/3用來部署亂序執行單元引擎和其他零碎的部件。最後1/3的面積用來實現解碼單元的功能，分支預測邏輯判定功能，內存的排序和頁處理功能。
除了單獨的處理核心之外，Intel還未所有的處理核心設計了8MB超大L3高速緩存。它可以很顯著的改善各個核心之間的負載平衡。小熊在線www.beareyes.com.cn
在上面這張圖表中，我們可以看到完整的Nehalem四個處理核心。同時也能在下面看到超大容量的L3高速緩存，I/O控制單元，內存控制器電路和傳說中的QPI互聯總線。在桌面級別的Nehalem處理器，將會有1條QPI鏈接，即QPI 0。而在服務器和工作站級別的Nehalem處理器，將會有2條QPI鏈接，即QPI 0和QPI 1。
特性一：整合三通道內存控制器，這裏有兩個創新，一個是“三”通道，一個是“CPU內置”，在Nehalem，也就是Core i7上我們可以實現三根內存並行存取的規格，理論上而言，三通道的性能相比同頻率雙通道會提升50%的性能，當然，理論歸理論，當年雙通道替代單通道的時候也是號稱性能翻番，但實際上的性能雖有提升，但不會有那麼誇張。
這個獨特的內存控制器是一個貨真價實的3通道DDR3內存控制器。這也就意味着你要在主板上同時插上3條DDR3內存，才能實現3通道的帶寬。
特性二：三級緩存，Nehalem採用了每顆核心獨享二級緩存，四顆核心共享三個緩存的策略，這點與對手AMD的產品方案比較類似，Core i7的每個核心擁有256KB的二級緩存，四顆核心共享8MB三級緩存，
L1高速緩存具備64KB，其中32KB數據和32KB指令。每一個處理核心具備256KB的L2高速緩存，這些都是處理核心所獨佔的，處理核心之間的L2高速緩存不會共享。最後L3高速緩存的容量高達8MB，所有處理核心都可以共享L3內的數據。Nehalem中的L3高速緩存包含L1和L2中的所有數據。這樣的好處是如果處理器在L3中尋找所需的數據，並且沒有找到的話，它就知道數據不在這裏，同時也不在任何的L1和L2高速緩存中。這樣它就會從更低級的內存中尋找數據。這樣的機制不僅會加快處理的效能同時也能減少功耗。
特性三：QPI，一條用於CPU內置內存控制器與內存間的數據交換，一條用於CPU與I/O設備間的數據交換。這種新的總線結構被稱爲QuickPath Interconnect，簡稱QPI。
QPI每一個鏈接都是全雙工的，每一個鏈接支持6.4GT/s的帶寬。每一個2-byte寬度的鏈接每個方向可以得到12.8GB的帶寬，由此一個單一的QPI鏈接足以提供25.6GB/s的帶寬。
特性四：超線程，要實現超線程技術，僅僅需要加入一些寄存器，重命名返回緩衝器，更長的TLB指令載入頁。只要簡單的加入這些組件，就可以實現該功能了。當開啓超線程時，其餘的數據結構會被拆分，從新分配。或者會被資源管理器動態的決定他們要被分配到哪個處理器核心去。