过去40余年中，业界包括Intel导入65nm制程时均是采用二氧化硅作为制作闸极电介质的材料，但二氧化硅缩至原子大小时，耗电和散热亦会同时增加，从而产生了电流浪费和不可预计的热能，碍于这种弊病，Intel由Penryn处理器开始正式改用较厚的High-k材料作为闸极电介质，以取代沿用至今已超过40年的二氧化硅，这也是自从60年代以来晶体管的基本属性首次发生了变化。　　High-k，中文直译为：高电介质，可以有效减少闸极漏往基极的电流，可容纳金属门电路晶体管的容量提升约60%，且损耗状况比传统的CMOS晶体管也降低了100倍，具有着绝缘性好、转速快、功耗低的性能特点。采用全新High-k材质的45nm制程Penryn处理器与上一代技术对比，晶体管密度提升近2倍，耗电量减少近30%，开关动作速度也约加快了20%。经过测试，在同一功耗表现下，其频率下可提升约20%，或是在同一频率下功耗更低，电池续航力也明显大幅提升。可以说，“45nm High-K金属栅极技术”的引入，对于芯片产业绝对是一次革命性的创举。

Penryn处理器构架8大新特性全解析　　从架构上看，除了45nm工艺带来的电气改进之外，全新的Penryn处理器主要实现了5方面的改进，分别为：Intel Wide Dynamic Execution（Intel宽动态执行）、Intel Advanced Smart Cache（Intel先进智能缓存）、Intel Smart Memory Access（Intel智能内存存取）、Intel Advanced Digital Media Boost（Intel先进数字媒体增强）以及Intel Intelligent Power Capability（Intel智能电源特性）五大特性。
　　Intel Wide Dynamic Execution Intel宽动态执行
　　

Intel宽动态执行，主要是基于运算架构基础的改进，包括有Faster Radix-16 Divider（快速16进制除法器）、Faster OS Primitive Support（快速操作系统基础支持）和Enhanced Intel Virtualization Technology（强效Intel虚拟化技术）三个部分。　　Faster Radix-16 Divider 快速Radix-16除法器
　　

　　传统的2进制或4进制除法只能在每个时钟处理1位或者2位数据，Penryn架构搭载的全新16进制除法部件，每个时钟可处理4位数据，从而大大提升了包括整数、浮点在内的除法性能，并大大优化了平方根的运算，可以提供目前最顶级的除法性能。

　Faster OS Primitive Support 快速操作系统基础支持　　

　　通常，在多任务操作系统中，需要调用大量中断请求来分配处理器资源，而不同程序中大量的定时器/计数器又需要不停地查询时间戳计数器，需要用2倍于原来速度的CLI/STI/RDTSC指令执行速度，这无疑是对系统速度的一个重要考量。全新的Penryn处理器通过提升中断遮罩控制和时间戳计数器的性能，来达到提升操作系统同步性能的目的，从而全面且快速的支持系统的运作。

Enhanced Intel Virtualization Technology 强效Intel虚拟化技术　　

　　在虚拟化应用中，虚拟机切换的运用非常频繁，全新的Penryn处理器所采用的“强效Intel虚拟化技术”旨在解决虚拟处理器架构问题，让纯软件虚拟化的问题得以大大缓解，以完成处理器和I/O的双重虚拟化，近而优化整个平台。

Intel Advanced Smart Cache Intel先进智能缓存　　

　　对于处理器来说，L2缓存对性能的影响是很大的，“Intel先进智能缓存”强调的是更大容量的缓存以及更多路的缓存关联。全新的Penryn处理器，L2缓存容量已经得到了大幅提升，双核心版本会采用最多6MB、四核版本会采用最多12MB的L2缓存，比上一代版本增大了50%。另外，在容量上，Penryn处理器中L2 Cache的Associativity关联性也由16路升级为了24路，以进一步控制存取平均潜伏期。

Intel Smart Memory Access Intel智能内存存取　　

　　基于提升装载数据的速度出发，Penryn构架除了提供有更快的1600MT/s总线存取速度之外，还提供了Improved Store Forwarding强化存储转发特性，通过全新的64位载入指令，以强化内存之间、核心之间的储转结构。

Intel Advanced Digital Media Boost Intel先进数字媒体增强　　

　　

　　Intel先进数字媒体增强，是对数字媒体的一系列优化、增强，包括了多媒体指令集SSE系列的更新，以及全新的Super Shuffle Engine超级传送引擎。Penryn处理器搭载的47条SSE4.1特别为多媒体而优化，在相关应用方面，性能（如：DivX 6.6 Alpha编码测试）可以大幅。Super Shuffle Engine超级传送引擎，其实是加速包括打包、解压、对齐、宽进位等操作，力求可以在每个时钟周期内完成128位的操作，从而最终提升多媒体程序的运行速度。
　　Intel Intelligent Power Capability Intel智能电源特性
　　Intel智能电源特性，主要强调的是：降低总体能源的消耗，包括了深层关机技术和强效Intel动态加速技术。前者在新的深层关机状态中，核心电压会降得更低，L1、L2缓存电路会完全地关闭，以令处理器的功率降低到一个绝对理想的高度，从而降低待机能耗。后者，其实是一个“超频”的概念，该技术主要强调提升多核系统在休眠状态下的性能，以避免负载过多而导致的耗费资源的状况。