CPU直接控制內存峰值帶寬32GB/s
講到QPI總線就不得不談談Nehalem處理器的內存控制器。內存控制器（integrated memory controller）簡稱IMC，由于Core i7通過QPI直接與內存交換數據，因此CPU內部就必須集成一個控制內存的部門。首批上市的Core i7內存控制器支持3通道DDR3內存規格，徹底拋棄DDR2。其三通道內存默認運行在DDR3-1066，也可以很容易地運行在DDR3-1333，以達到32GB/s的峰值帶寬。通過內存控制器設計，Nehalem處理器達到了酷睿2處理器的4倍內存帶寬，使得每個核心可以支持最大10個未解決的數據緩存命中失敗和總共16個命中失敗，比酷睿2的單核心8個總共14個提高了不少。

內存控制器和QPI總線的結合工作，令數據延遲大大降低，直接的表現就是我們在運行大型軟件或大型3D游戲時的數據加載時間大大減少，這對無法忍耐長時間數據加載的玩家確實是一個利好消息。
另外，值得一提的是，雖然Core i7處理器是集成3通道DDR3內存控制器，但并不表示我們必須搭配3條內存或6條內存來組建3通道系統才可以發揮其威力，采用2條內存測試，結果表明在裝載2條內存的情況下Core i7可以開啟雙通道模式，雖然與3通道相比在內存帶寬上存在一定差距。
值得一提的是目前的32bit操作系統對4GB內存的支持并不到位，而在2GB內存配備已經成為主流的情況下，Intel將3通道的規格引入也確實符合了現實。采用3條1GB內存組成的3通道內存系統將恰到好處地為整套平臺帶來內存效能上的提升。

8MB L3 Cache引入Core i7緩存架構面目全非
Nehalem處理器的緩存架構相對于之前的奔騰4、酷睿2產品，也有了較大的變化。隨著45納米制程的引入，酷睿2處理器的最大L2緩存已經達到12MB，類似于FSB，繼續無休止地提升L2緩存并不一定能帶來明顯的效能改善，因此在Core i7上，我們看到了一個全新的緩存架構。

從Core i7的緩存架構示意圖可以看出，它選用了共享L3緩存的方式來暫存數據。桌面級四核心處理器的產品動用了8MB L3緩存。4個核心除了共享8MB L3緩存外，每顆核心內部還單獨具備256KB的L2緩存，另外還為每顆核心配備了與Core架構極為類似的64KB L1緩存。
這里必須說一下緩存延遲問題。45納米酷睿2處理器的L2緩存延遲周期為15，而Intel工程師表示Nehalem架構的L3緩存可以達到30-40周期，不過每顆核心獨立擁有的通用L2緩存周期只有12，因此L3帶來的高延遲問題一定程度上由L2進行了彌補。另一方面，4顆核心共享L3緩存，在數據命中失敗后可直接重新從內存尋找數據，而不是在緩存中重新進行偵測。Intel稱Nehalem上的L3緩存為Smart Cache，想必也是因為這些原因。

SSE4.2指令集加入辦公性能大幅提升
45納米加入了SSE4.1指令集，令處理器的多媒體處理能力得到最大70%的提升。在Nehalem架構的Core i7處理器中，SSE4.2指令集被引入，加入了STTNI（字符串文本新指令）和ATA（面向應用的加速器）兩大優化指令。

STTNI主要針對XML進行文檔和數據處理進行優化，使這一方面的應用性能達到上一代產品的3.8倍。ATA則主要增加CRC32計算校驗碼，另一方面讓POPCNT用來計算一個16/32/64位整數里面中多少個為1的位。
目前Intel C++ Compiler 10.x和Microsoft Visual Studio 2008 VC++均已經實現了對于SSE4.2的支持。具備SSE4.2指令集的Nehalem Core i7處理器在辦公應用中的性能將得到大幅度提升。

重新啟用超線程恐怖8線程設計
Nehalem架構還重新啟用了曾經在NetBurst上應用過的超線程技術，不過已經更名為同步多線程技術（Simultaneous Multi-Threading，SMT）。我們知道，NetBurst架構上的超線程技術局限于FSB和內存傳輸數據帶寬，實際帶來的性能提升可能并不明顯，因此后來的酷睿2處理器直接拋棄了超線程技術。但這次Nehalem架構將QPI和集成內存控制器引入后直接帶來驚人的帶寬，重新啟動同步多線程技術毫無疑問不用再擔心傳輸帶寬所產生的瓶頸。
Nehalem架構所采用的同步多線程技術基于2路設計，即每顆核心可以同時執行2個線程。在多任務情況下可以有效提升性能，采用這種模擬的邏輯運算核心絕對比直接增加一顆物理運算核心成本低。Intel表示SMT技術可以在能耗增加不明顯的情況下提升20-30%性能。