Toujours basé sur l'architecture Conroe, le Penryn sera toutefois plus qu'un simple die-shrink puisqu'il proposera diverses nouveautés avec notamment l'arrivée des instructions SSE4. Nécessitant des programmes sachant en tirer profit, les instructions SSE4 devraient offrir des gains de performance sensibles lors d'opérations intensives comme l'encodage vidéo. Intel revendique d'ailleurs des gains de performance de 40% à fréquence égale grâce aux dites instructions. Le moteur d'exécution dynamique des processeurs Core 2 est également amélioré au niveau de ses capacités arithmétiques avec la possibilité d'effectuer des divisions avec quatre bits par cycle d'horloge contre deux auparavant. En clair la vitesse d'exécution des opérations de division est doublée. Intel améliore également sa technologie VT pour accélérer le passage d'une application à l'autre dans les environnements virtualisés. Parallèlement aux instructions SSE4, Intel introduit le Super Shuffle Engine, une unité qui mélange les données en une seule passe et sur 128 bits afin d'accélérer les performances de certaines opérations SSE. Autre nouveauté avec le Penryn : l'arrivée de l'Enhanced Intel Dynamic Acceleration Technology qui consiste à overclocker automatiquement l'un des coeurs du processeur lorsqu'il est surchargé et que le second est inactif. Ceci devrait s'avérer particulièrement efficace sur les applications mono-threadées, encore nombreuses. Intel profite également du Penryn pour proposer un nouveau mode d'économie d'énergie avec le Deep Power Down qui permet d'éteindre complètement les mémoires cache de niveau L1 et L2 pour économiser encore plus d'énergie.
Concrétement, les processeurs basés sur le coeur Penryn seront dotés pour les modèles double-coeur de 6 Mo de mémoire cache de second niveau, soit 3 Mo par coeur, alors que la mouture quadri-coeurs du Penryn offrira 12 Mo de mémoire cache de second niveau. Intel parle de 420 millions de transistors pour les processeurs Penryn en 45nm. Niveau FSB, le fondeur précise que la déclinaison serveur du Penryn profitera d'une fréquence de bus de 1600 MHz alors qu'il faudra vraisemblablement faire avec un FSB1333 pour les versions de bureau du Penryn. Et en matière de fréquence de fonctionnement, le Penryn devrait dépasser les 3 GHz. A noter également que l'édition Extreme du Penryn sera quadri-coeurs exclusivement et que les processeurs Penryn sont au format Socket LGA 775. Enfin, en matière d'enveloppe thermique, Intel évoque un TDP de 95 à 130 Watts pour les modèles quadri-coeurs alors que les variante double-coeur du Penryn seront proposées avec un TDP inchangé de 65 Watts. Et dans le monde serveur, Intel proposera un Penryn avec un TDP de 40 Watts.
