Penryn è l'evoluzione del core Merom per i processori Intel Core 2 Duo destinati all'ambito mobile arrivato il 6 gennaio 2008, e costituisce un anello di congiunzione tra l'architettura Core dei Core 2 Duo Merom e i Nehalem, vera rivoluzione rispetto all'architettura standard dei processori contemporanei. Penryn non è quindi da considerarsi completamente un nuovo processore perché segue concettualmente la stessa architettura di Merom. Ai processori Penryn sono succeduti i Nehalem.
Penryn è talvolta usato, in senso estensivo, per indicare l'intera famiglia di processori che condividono l'architettura Enhanced Core, includendo anche i processori per il mercato desktop e server.
Penryn dopo Merom: dov'è finito Gilo? Inizialmente era previsto che il successore di Merom fosse Gilo ma poi, per diverso tempo non si è più sentito parlare di questo progetto da parte di Intel, e non è quindi dato sapere se il suo sviluppo continui da parte dell'azienda oppure sia stato interrotto; alcune fonti di ottobre 2006 lo identificavano come un processore in arrivo dopo il 2008, quindi è molto probabile che il nome del progetto originario, probabilmente interrotto, sia stato riutilizzato da Intel per identificarne uno nuovo.
Difatti, la famiglia Penryn rappresenta il nome della versione mobile dei chip a 45 nm.
Caratteristiche tecniche Processo produttivo Penryn appartiene alla seconda generazione di processori basati sull'architettura "Core" ed è realizzato utilizzando processo produttivo a 45 nm, ma rimanendo ancora una CPU dual core. Grazie anche al nuovo processo produttivo, che consente anche di ridurre la tensione di alimentazione, Penryn abbassa considerevolmente il consumo massimo di corrente e di conseguenza la potenza dissipata in calore.
La cache L2 è di tipo associativo a 24 vie e di dimensioni maggiori rispetto a Merom, raggiungendo i 6 MB. Il bus, inizialmente rimane quello a 800 MHz introdotto con le ultime evoluzioni di Merom, ma arriva fino a 1066 MHz, anche se rimane invariato il socket nel quale viene alloggiato, vale a dire il Socket P introdotto con le ultime evoluzioni del predecessore di Penryn. Il modello di punta arriva a 3,06 GHz, come nel Processore Intel Mobile P8400, e diventa il primo processore specificamente sviluppato per sistemi notebook a superare la barriera dei 3 GHz.
Il nuovo quantitativo di cache L2 e le altre migliorie introdotte nell'architettura Core grazie a tutta la nuova famiglia di CPU a 45 nm, hanno fatto aumentare di circa il 33% il numero di transistor di Penryn rispetto a Merom, portandolo da 291 milioni a ben 410 milioni, ma grazie al nuovo processo produttivo, la superficie totale è diminuita del 25% passando da 143 mm² a soli 107 mm², consentendo quindi di migliorare ulteriormente la resa produttiva.
Penryn anche a 4 core Già nei primi mesi del 2008 Intel aveva annunciato l'intenzione di presentare anche versioni di Penryn prodotte a 4 core, secondo l'approccio a Die Doppio già utilizzato da Intel per gli altri prodotti a 4 core, commercializzati però finora solo in altri settori del mercato. Tali versioni, indicate anche con il nome "Penryn QC" (dove QC starebbe per "quad core"), fanno parte delle famiglie Core 2 Extreme e Core 2 Quad destinati alle fasce più alte del mercato, ma si tratta comunque di un traguardo storico, in quanto saranno le prime CPU a 4 core impiegabili in ambito mobile, grazie anche al consumo massimo che non supera i 45 W. Viene proposto in due taglie, con cache L2 da 6 MiB e 3 MiB ed un Bus da 1066 MT/s.
Nuove tecniche per produrre CPU a 45 nm L'approccio produttivo per produrre le CPU Penryn è ovviamente quello a Die Monolitico, utilizzato anche nel predecessore Merom, ma viene impiegata una nuova tecnica di produzione che prevede l'adozione di "high-k dielectrics" (strati dielettrici, quindi isolanti, ad alta costante k, ovvero "maggiormente isolanti") e "metal gate transistors" (transistor con terminale di "gate" metallizzato) a base di afnio. Stando a quanto dichiarato da Intel, questo permette di ridurre di circa il 30% la potenza richiesta per la commutazione on/off dei transistor, aumentando l'efficienza con un incremento del 20% della corrente, che si rispecchia direttamente in un aumento del 20% delle prestazioni.
Sfruttamento della cache L2 Nei processori dual core e multi core si pone il problema di come sfruttare la grande dotazione di cache L2 e come gestirne l'accesso da parte dei vari core. I diversi approcci di costruzione cui si è accennato poco sopra, comportano pro e contro relativamente ai metodi di fruizione di questa preziosa memoria aggiuntiva.
Tecnologie implementate Come ormai abitudine per i chip Intel, anche Penryn eredita dal proprio predecessore tutte le tecnologie sviluppate nel corso degli anni. Quindi vi si trova il completo supporto a MMX, SSE, SSE2, SSE3, EM64T, XD-bit, SpeedStep e Vanderpool. Per la prima volta vengono implementate anche le nuove istruzioni SSE4 che dovrebbero migliorare le prestazioni velocistiche con varie applicazioni multimediali e di grafica 3D. Esse erano previste già con la prima generazione Merom, ma furono poi rimandate ai progetti a 45 nm in favore di una più semplice ottimizzazione delle SSE3 già incluse. Più precisamente, nei processori appartenenti a questa seconda generazione dell'architettura "Core", sono state implementate solo 47 delle 54 istruzioni previste dal set SSE4 vero e proprio e per questo motivo Intel indica le nuove istruzioni inserite nelle evoluzioni a 45 nm dell'architettura Core, come SSE4.1 (dove.1 indica la prima versione); l'intero set delle istruzioni, indicato come SSE4.2 viene incorporato solo nella successiva architettura Nehalem, successiva alla Core.
Al pari di quanto fatto nelle versioni di Merom introdotte con le piattaforme Centrino Pro e Centrino Duo Santa Rosa, è stata implementata anche la tecnologia Intel Dynamic Acceleration, che permette di portare un core a operare a frequenza superiore a quella di default quando vengono utilizzate applicazioni che non beneficiano dell'elevato parallelismo che un processore multi core può fornire. In questo modo, se un'applicazione tende ad utilizzare un solo core lasciando gli altri inattivi, si ha un aumento dinamico della frequenza del core impegnato in modo da poter garantire il massimo di prestazioni anche con questo tipo di applicazioni; l'inattività degli altri core consente quindi di compensare i maggiori consumi che derivano dall'aumento della frequenza, mantenendo i parametri di dissipazione termica dentro i limiti prestabiliti.
Primi test A novembre 2006 Intel aveva dichiarato che il tape-out (ovvero la produzione del primo esemplare "fisico" funzionante di una CPU) di Penryn era già stato completato, mentre a gennaio 2007, il processore è stato poi testato preliminarmente, completando senza problemi il boot di 4 differenti sistemi operativi: Windows Vista, Windows XP, Linux e macOS.
Ad aprile 2007 Intel ha messo a confronto un processore quad core Core 2 Extreme QX6800 (basato su core Kentsfield e funzionante a 2,93 GHz, con BUS a 1066 MHz e 8 MB di cache L2) con 2 versioni di processore Penryn a 3,33 GHz e BUS a 1333 MHz. Le differenze tra le 2 versioni consistevano nel fatto che una era una CPU dual core con 6 MB di cache L2, mentre l'altra era una versione quad core con 12 MB di cache L2: la versione top di gamma di Penryn è risultata più veloce del 15% nell'elaborazione delle immagini, il 25% più veloce nelle applicazioni di rendering 3D, più del 40% nell'esecuzione di videogiochi e oltre il 40% nella codifica video ottimizzata con il nuovo insieme di istruzioni SSE4.
Test di overclock Già dai primi test il core Penryn ha manifestato capacità da record nell'ambito dell'overclock. Il modello utilizzato era caratterizzato da un moltiplicatore sbloccato, apparteneva quindi alla famiglia dei Core 2 Extreme, ed era quindi possibile aumentare la velocità di clock senza interagire sul BUS. Il primo test è stato quello di portare il moltiplicatore da 9x a 10x. In questo modo la velocità di clock era aumentata da 3 GHz di base a 3,335 GHz senza aumentare la tensione del core. Per il secondo test è stato necessario un minimo incremento della tensione del core portandola da 1,25 a 1,29375 V. Questo test ha permesso di portare la frequenza fino a 3,66 GHz con un minimo innalzamento di tensione. Il terzo test ha permesso di raggiungere la frequenza di clock fino a 3,88 GHz. Tuttavia è stato necessario intervenire sul BUS. Inoltre è stato dovuto incrementare ulteriormente la tensione del core, stavolta di 0,0975 V, arrivando quindi a 1,3375 V. Per raggiungere la frequenza di 4 GHz si è reso necessario un ulteriore aumento della tensione del core facendolo arrivare a 1,4375 V. A questa tensione però le CPU a 45 nm, come questa, si possono danneggiare irrimediabilmente se si decide di mantenere a lungo termine frequenza così alte soprattutto a causa del fenomeno dell'elettromigrazione. Tutti questi test erano eseguiti con un sistema di dissipazione ad aria. È stato provato anche il più efficiente sistema ad azoto liquido raggiungendo così la frequenza di 5,6 GHz; per questo test è stato necessario aumentare la frequenza del BUS. Sempre con l'azoto liquido è stata raggiunta la frequenza di 6,2 GHz, battendo ogni record di overclock tra le CPU del settore dei Personal Computer.
Evoluzione della piattaforma Centrino: nasce Centrino 2 Il predecessore di Penryn, Merom, era alla base della quarta generazione della piattaforma Centrino, e in particolare delle sue varianti Centrino Pro e Centrino Duo, conosciute con il nome in codice di Santa Rosa. Con Penryn, Intel ha deciso di rivoluzionare lo storico marchio, creando il nuovo Centrino 2, nell'intento di evidenziare maggiormente il rinnovo generazionale della piattaforma e le novità introdotte. La quinta generazione della piattaforma Centrino, quindi la prima della nuova Centrino 2, è identificata con il nome in codice di Montevina ed è arrivata sul mercato il 14 luglio 2008 (con un ritardo di poco più di un mese rispetto alla data originariamente prevista, a causa di alcuni problemi tecnici relativi al chipset). Alla base di Montevina si trovano il processore Penryn, il chipset Cantiga, e la scheda wi-fi Shiloh (disponibile in 2 versioni, chiamate Echo Peak e Shirley Peak). La piattaforma Santa Rosa è stata presentata da Intel agli inizi del 2007, ma già a metà 2006 era stato presentato il suo processore Merom, come CPU di transizione sui portatili basati sulla piattaforma precedente, Napa. Penryn svolge un'azione analoga, fungendo prima da transizione sulle piattaforme Santa Rosa, per poi trovare la propria collocazione definitiva, con la piattaforma Montevina.
Progetti derivati inizialmente previsti Oltre a Penryn, per un certo tempo si è parlato anche di un suo contemporaneo, Perryville, identificato come una sorta di "fratello minore" in quanto dovrebbe essere una versione single core di Penryn, in maniera analoga a quanto fatto da Intel nel corso del 2006 con i processori Core Duo e Core Solo Yonah. Successivamente però, non si è più saputo nulla su Perryville e non è quindi chiaro se il progetto continui o sia stato nel frattempo abbandonato.
Prezzi dei primi modelli al lancio I primi modelli arrivati sul mercato come aggiornamento delle piattaforme Centrino Pro e Centrino Duo Santa Rosa al momento del lancio avevano i seguenti prezzi: Core 2 Extreme X9000 - 851 $ Core 2 Duo T9500 - 530 $ Core 2 Duo T9300 - 316 $ Core 2 Duo T8300 - 241 $ Core 2 Duo T8100 - 209 $ Il clock e il BUS della versione "Extreme" sono gli stessi del modello Core 2 Extreme X7900 (basato però su core Merom a 65 nm).
Nuove serie di processori mobile con Montevina