有32纳米工艺作为保障，要想在原有基础上提升性能，还需要优秀的微架构来配合，也许是由于竞争对手过于松懈，Intel此次推出新架构比平时稍晚，正式发布时间放到了2011年1月初，不过依然能够做到全面领先。
新平台延续了处理器加PCH芯片的双芯架构，处理器部分集成度再次提高，将图形核心以及被称为系统助手的模块都集成在处理器内部，而主板上只剩下主要负责存储等外部功能的PCH芯片，没有南北桥之分。
新处理器采用环形总线，并加入了一些新特性，甚至将显示核心完全融合于处理器内部。
为保证处理器内部的数据交换速度，Intel为Sandy Bridge处理器的每个核心都配备了一个32KB的指令缓存和一个32KB的数据缓存，为每个核心配备独立的256KB二级缓存，以及所有核心共享的8MB三级缓存。
同时引入在服务器版Nehalem-EX、Westmere-EX中采用的环形总线（Ring Bus），集成在CPU内部的模块都通过这个环形总线进行数据交换。由于每个模块和每个核心都在这条环形总线上拥有单独的接入点，所以核心越多，三级缓存带宽越高，每个核心的三级缓存带宽都是96GB/s，堪比高端Westmere，而四核心系统更是能达到384GB/s。
处理器架构示意图
和以前不同的是，三级缓存的频率现在也和核心频率同步，因而速度更快，不过缺点是三级缓存也会随着核心而降频，所以如果CPU降频的时候GPU又正好需要访问三级缓存，速度就慢下来了。
