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Comparado con el Core Duo, el Core 2 Duo posee una clara ventaja que se advierte fácilmente, el mayor caché L2 de 4MB que aumenta la velocidad de procesado al disminuir el tiempo de "captura" pero, desde el punto de vista estructural, las mejoras exceden con mucho esta ventaja. El tamaño del molde del Core 2 Duo es de 144,9mm^2, bastante mayor que los 90,3 mm^2 del Core Duo; esto permite aumentar el número de transistores desde 151 a 291 millones. En el Core Duo hay mas unidades de procesador flotante (FP) y SSE, el rendimiento en juegos y en multimedia se beneficia de ello. Esta es la verdadera gran ventaja del Core 2 Duo en las aplicaciones reales de entretenimiento.