Nehalem-EX的内部使用了环状总线来连接8个核心和8个L3缓存块。
和普通的Nehalem不同，Nehalem-EX的L3缓存容量达到了24MB，每个核心可以分到3MB，比Nehalem-EP/Westmere-EP的2MB要更大。大容量缓存在大型系统下是相当有必要的。此外，Nehalem-EX的L3缓存真的是分成了8个3MB的Slice（块），每一个L3块在每一个时钟周期可以同时进行4个存取操作，这样Nehalem-EX在同一个时钟周期就可以同时进行32个L3缓存操作，并且经过哈希计算，可以将操作分散到多个L3 Slice上，避免了热区效应（hot-spot）。通常的处理器中，共享的LLC缓存只会有一个端口，同时只能进行数个操作。
Nehalem-EX提供了两个SMI可扩展内存接口，SMI接口是一个串行界面，因此它需要连接到一个叫做Scalable Memory Buffer（SMB）的芯片才能联接到并行的DIMM上（久远的Pentium 4使用的RIMM则是串行的），这个芯片就和以前FBD内存上的AMB芯片一样，用来将串行界面转换为并行界面，只是在Nehalem-EX上，这个SMB可以集成在主板上而不是集成在内存条上，兼容性远非FBD架构可比。每个SMI接口支持两个SMB芯片。
每个SMB芯片支持两个DDR3内存通道，每个内存通道最多支持2个DIMM，这样一个Nehalem-EX处理器就能提供最多8个内存通道、16个DIMM、256GB的内存容量支持。目前Nehalem-EX只支持DDR3 1066，Intel表示其未来可以支持到DDR3 1333规格。Nehalem-EX支持8个内存通道，这确实和通常想象的不太一样。很多人曾以为它支持的是4个内存通道。
内存访问延迟约是108ns，距离一跳的远程内存访问延迟约是161ns，比使用DDR3 1333的Nehalem-EP/Westmere-EP要高，即使是Nehalem-EX以后达到DDR3 1333的规格下也应该是如此，这是使用了SMB的代价，作为交换，Nehalem-EX获得了增强的内存RAS特性，以及更高的带宽和更大的容量支持。
