L'Intel Core i3-3120M est un processeur dual-core mobile basée sur l'architecture Ivy Bridge. Avec la technologie Hyperthreading, les deux cœurs peuvent s'occuper de 4 tâches en parallèle ce qui mène à une meilleure utilisation du CPU. Chaque cœur offre une fréquence de base de 2.5 GHz sans support du Turbo Boost. A l'image de ses prédécesseurs Sandy Bridge, le i3-3120M offre un cache de niveau 3 L3 de 3 Mo.
Ivy Bridge est un die shrink, comprenez par là une réduction de la finesse de gravure de l'architecture Sandy Bridge. Cela s'accompagne d'améliorations au niveau du GPU et des performances du CPU. Les CPUs sont gravés en 22nm (contre 32nm pour les CPU Sandy Bridge) et sont les premiers à introduire sur le marché les transistors 3D pour une efficience énergétique améliorée par rapport à un processeur Sandy Bridge à la même fréquence. Les autres fonctionnalités sont le support du PCI Express 3.0 et de la DDR3(L)-1600.
Les performances du Core i3-3120M devraient être légèrement supérieures à un processeur Sandy Bridge à fréquences similaires grâce aux légères améliorations architecturales. Les performances devraient donc être de 10 à 15% supérieures à celles du i3-2370M. Grâce au Turbo Boost, les modèles Core i5 comme le i5-3210M sont bien plus rapides (entre 10 et 25% de plus).
Le circuit graphique intégré, l'Intel HD Graphics 4000, possède 16 Unités d'Exécution (EUs) cadencées de 650 MHz à 1100 MHz avec Turbo Boost, ce qui fait que les performances sont de l'ordre d'une AMD Radeon HD 6620G.
Comme la plupart des modèles dual-core Ivy Bridge, le Core i3-3120M est annoncé avec un TDP de 35 Watts en comprenant la carte graphique et le contrôleur mémoire. Le processeur est par conséquent adapté aux ordinateurs portables les plus petits.
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