Deux ans après le lancement du Core 2, alors qu'il continue de monopoliser le marché des processeurs desktop, Intel enfonce le clou et dévoile sa nouvelle gamme de processeur haut de gamme, nommée Core i7 (nom de code Bloomfield), qui exploite une architecture inédite nommée Nehalem.
Contrairement aux Core 2 Quad qui sont constitués de 2 processeurs dual core, l'architecture Nehalem exploite une vrai structure quad core (à l'instar du Phenom X4 d'AMD), avec en outre une cinquième partie indépendante du processeur dite "uncore", autrement dit qui n'intègre pas le moteur des traitements des instructions. En outre, contrairement au Core 2 qui fonctionne avec une fréquence d'horloge unique, le Nehalem permet des fréquences différentes pour chaque core et pour la partie uncore. Chaque core bénéficie de la technologie SMT (Simultaneous Multi-Threading), afin de faciliter la prise en charge de plusieurs threads en simultané. Au final, l'architecture Nehalem permet de gérer 8 threads en parallèle, et le processeur optimise le fonctionnement SMP grâce à son moteur d'exécution out-of-order. Autre nouveauté, le Core i7 intègre un contrôleur mémoire (IMC ou Integrated Memory Controller) capable de gérer jusqu'à 3 canaux de DDR3-1066/1333/1600, pour une bande passante totale de 32 Go/s (contre 21 Go/s pour les Core 2). Intel a également optimisé la structure des buffers (TLB - Translation Lookaside Buffers) capable de contenir les adresses de 2 threads (2 buffers de premier niveau à 192 entrées et un buffer unifié de 512 entrées), avec en plus la gestion d'un identifiant de processeur virtuel, permettant l'améliorer les transferts entre machine locale et machines virtuelles.
Côté cache, chaque core conserve 32 Ko + 32 Ko en L1 (mais le taux d'échecs de cache est amélioré) et 256 Ko de cache 2, et le processeur dispose de 8 Mo de mémoire cache L3 partagé, fonctionnant en mode inclusif (il contient donc une copie des caches L1 et L2).
Un des plus importants changements entre le Core 2 et le Core i7 est l'abandon du classique bus FSB et l'adoption du bus QPI (Quick Path Interconnect), de type point à point bidirectionnel, qui se rapproche en partie de l'HyperTransport d'AMD. Il facilitera la création de machines multi processeur. Disposant d'un débit compris entre 4,8 et 6,4 Giga-transferts par seconde. Les premiers Core i7 bénéficient d'un débit de 25,6 Go/s (2 fois plus rapide que le FSB du Core 2).
Parmi les autres améliorations, on peut noter une prédiction de branchement plus précise, un décodage des instructions optimisé grâce à l'introduction de macro-fusion (groupe de micro-opérations élémentaires), un détecteur de boucles, un buffer de réordonnancement des instructions plus grand, un mode Turbo (auparavant connu sous le nom Intel Dynamic Acceleration, qui est un overclocking automatique de cores si une application n'est pas optimisée pour le multi core), et enfin un nouveau jeu d'instructions SSE4.2 (fonctions STTNI pour la manipulation de chaines et ATA pour le calcul des sommes de contrôle).

Trois processeurs exploitant le nouveau Socket LGA1366 sont donc commercialisés par Intel :
Intel Core i7-965 Extreme Edition : 3,2 GHz, 999 $ (QPI 2,66 GHz, 6,4 GT/s, coefficient multiplicateur libre)
Intel Core i7-940 : 2,93 GHz, 562 $ (QPI 2,13 GHz, 4,8 GT/s, coefficient multiplicateur bloqué)
Intel Core i7-920 : 2,66 GHz, 284 $ (QPI 2,13 GHz, 4,8 GT/s, coefficient multiplicateur bloqué)
Pour le moment, ces processeurs ne fonctionnent qu'avec le nouveau chipset Intel X58, qui est malheureusement fort cher. Il faut au passage noter que le X58 est compatible CrossFire (Intel ayant acheté une licence à AMD) mais pas SLI. Néanmoins, la plupart des fabricants (à l'exception d'Intel) ont payé une licence à nVidia pour pouvoir supporter le SLI avec leurs cartes mères X58.

 

Enfin, côté performances, il faut avouer que c'est assez exceptionnel. Dès qu'un logiciel nécessite de lourds calculs (modélisation 3D Studio Max 2009, encodage vidéo avec VirtualDub), tous les Core i7 battent à plate-couture tous les autres processeurs d'Intel et d'AMD (+20% à +40 % à fréquence équivalente). Ainsi, le Core i7-920 (284 $) se permet de battre le Core 2 QX9770 (1000 $). Le Core i7 est donc le processeur de choix pour les stations de travail. Pour les jeux, les Core i7 sont aussi performants voire un petit peu moins performants que les Core 2 à fréquence équivalente, mais c'est surtout à cause d'un manque d'optimisation multi-core. Mais au vu du prix de la carte mère et de l'utilisation de DDR3, les Core 2 conservent encore leur leadership pour un petit moment.