Der Intel Nehalem hat bis zu 8 Kerne und die erste dynamisch skalierbare Mikroarchitektur: er ist so konzipiert, dass man spezialisierte Chips, z. B. für Notebooks oder  Server-Varianten ohne grossen Aufwand nach Bedarf kombinieren kann. Die Kerne haben direkte Verbindungen untereinander, so dass sie nicht umständlich über ein Bussystem Daten austauschen.

Kein FSB, QuickPath Interconnect 
Er verfügt nicht mehr über einen Front-Side-Bus. Um den Prozessorkern mit dem Chipsatz zu verbinden wird eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (QuickPath Interconnect, QPI) eingesetzt. Der Nehalem wird mit einer Strukturbreite von 45 Nanometer gefertigt.  Der Arbeitsspeicher wird über einen integrierten Speichercontroller angebunden. Dadurch verringern sich die Latenzzeiten. Der  Datendurchsatz wird durch das neue Punkt-zu-Punkt-Konzept verbessert, da es keinen FSB als Engpass mehr gibt. Es werden jedoch neue Sockel erforderlich.  Erster Vertreter ist der Bloomfield (Desktop-Prozessor) als Core i7 für Sockel 1366. Der Lynnfield für Sockel 1156 wird der neue Standard in der Mittelklasse sein (Intel Core i5-750, i7-860. i7-870).

3-stufiges Cache-Prinzip, Vermeidung von  Cache Inkoheränzen
Der Nehalem verfügt über ein 3-stufiges Cache Prinzip: L1-Cache und 256 KB L2 Cache für alle Prozessorkerne und einen bis zu 8 MB L3 Cache, den sich alle Kerne teilen.  Um Cache Inkohärenzen zu vermeiden und den Snooping Traffic zu minimieren verfügt der L3-Cache auch über alle Daten des L1- und L2-Cache.  Der Intel Nehalem verfügt über eine Power Control Unit welche eine Art Co-Prozessor für die Energieverwaltung darstellt.  Wie beim Core-2-Duo wurde auch auf Macro-Op-Fusion und Prefetching gesetzt. Alle 4 Prozessorkerne sind auf einem Die untergebracht (nativer 4-Kern Prozessor). SSE 4.2 (Streaming SIMD Extensions) wird mit dem Nehalem Einzug halten.  Der Intel Nehalem beherrscht Simultaneous Multihreading (Intels Hyper-Threading), so dass er mit 4 Kernen gleichzeitig an 8 Threads arbeiten kann.

Prozessorgeneration Westmere 
2009 erscheint eine neue Prozessorgeneration mit dem Codename 'Westmere' aus der Intel Core-i-Series, ein auf 32 Nanometer Strukturbreite (Die Shrink) gefertigter Dual-Core Prozessor auf Nehalem Architektur bzw. einer verbesserten Nehalem Architektur.  Einer der ersten Vertreter wird der Clarkdale sein (Sockel 1156, Chipsätze der x5x-Serie). Die Reduzierung der Kerne soll eine bessere Energieeffizienz bewirken.  Der erste native 6-Kern-Prozessor (Hexa-Core-Prozessor) von Intel wird der auf ebenfalls 32 nm Basis gefertigte Gulftown sein (Sockel 1366).  Die verringerte Strukturbreite (Die-Shrink) soll die Verlustleistung der Prozessoren verringern bei erhöhter Taktzahl.  Der Gulftown (Intel i7-980x) läuft auf Sockel 1366 für X58-Chipsatz-Plattformen. Er verfügt über 1,17 Milliarden Transistoren bei 240 Quadratmillimeter Grösse. Eine weiterer QPI-Link (QuickPath Interconnect) mit 6,4 GT/s ist mit an Bord.  QPI wurde ursprünglich als Common System Interface (CSI) entwickelt und gilt als Nachfolger des Front Side Bus bei Intel Nehalem Prozessoren.  Der Gulftown kann auch mit 2 CPUs betrieben werden. Mit Hilfe des zusätzlichen QPI-Links sind Workstations oder Server mit 12 Kernen möglich; ob diese Funktion auch bei Desktop-CPUs freigeschaltet wird ist noch offen.  Um Strom zu sparen kann sich jeder Kern einzeln selber abschalten (Power Gate), so dass der Gulftown noch in das 130 Watt Schema passt. Der betriebsinterne Inhalt des jeweiligen Kerns kann im L3-Cache zwischen gespeichert werden.