相應的，奔騰4的競爭對手AMD Athlon處理器采用雙倍數據速率(DDR)的前端總線，數據傳輸速率為266MHz或333MHz (2×133MHz，2×166MHz)。
性能讓行業觀察家驚訝的是，在“整數處理速度”和“浮點性能”方面，奔騰4並沒有比以前的P6體系結構設計有任何改進。相反，它通過犧牲每個周期的性能來實現非常高的時鐘速度和SSE性能。與英特爾的傳統壹致，奔騰4也有低端的賽揚[俗稱賽揚4]和賽揚版本以及高端的至強版本用於SMP配置。
奔騰4的設計目標是適應更快的時鐘速度，因為消費者開始按照更高的時鐘來購買電腦。在這方面，奔騰4是市場驅動技術的經典範例。這迅速推動了AMD時鐘頻率的神話運動。英特爾使用深度指令管道來實現這壹目標。與奔騰III和Athlon等其他CPU相比，奔騰4減少了每個時鐘周期可以處理的實際任務數量，但它可以以更高的時鐘速度工作。AMD用所謂的PR值來標註奔騰4對應的速龍XP處理器。
英特爾在發布奔騰4的時候，向公眾宣布NetBurst架構可以運行在10GHz。然而，NetBurst架構在4GHz時遇到了無法解決的高功耗問題。這迫使英特爾在2005年年中放棄了奔騰4，轉而轉向溫升更小的奔騰M，祭出了“MoDT(桌面移動)”的大旗。因此，奔騰M也被重新定位為臺式機和小型服務器市場。
威拉米特核心的奔騰4處理器威拉米特第壹款奔騰4威拉米特的設計進程已經拖了很久。最初是在壹個1998的產品開發路線中提出來的，就像英特爾把奔騰III當成他們的主流產品壹樣。當時人們只希望威拉米特壹出來就突破1GHz的關口。但是，奔騰III發布的時候，很明顯英特爾不能叫威拉米特奔騰III。由於其架構與奔騰III有很大不同，奔騰4采用了NetBurst架構，被命名為奔騰4，這也終結了英特爾以羅馬數字命名的規則。
許多業內專家認為，最初發布的1.4和1.5GHz P4只是產品真正完善之前的權宜之計。按照這些專家的說法，威拉米特的發布是因為當時的競爭產品AMD AthlonThunderbird的性能已經超過了奔騰III，英特爾對奔騰III的改進並不現實。這種新內核采用0.18微米[180納米]工藝制造。壹開始主板上用的是423插座，後來的版本改成了478插座。
在性能測試中，威拉米特的表現有點讓分析師失望，因為它不僅無法超越所有測試環境中頻率最高的Athlon和Pentium III，而且在低端也明顯不優於AMD Duron。雖然售價865，438+09美元(批發價65，438+0，000塊)，銷售表現壹般，但增長勢頭可觀，部分原因在於相對昂貴的Rambus動態隨機存儲器(RDRAM)。奔騰III依然保持英特爾銷量第壹的芯片，速龍的銷量也略微領先奔騰4。
2001 1月，壹個更低頻率的1.3GHz芯片也加入了這個系列，但在隨後的12月，英特爾慢慢趕上了AMD的領先地位。2001年4月，英特爾推出了1.7GHz的P4，這是第壹款性能明顯優於奔騰III的芯片。2006年7月5438+0，英特爾推出1.6和1.8GHz機型，8月推出1.9和2.0GHz的奔騰4，本月又發布了可支持廉價PC133 SDRAM的新芯片組。雖然使用SDRAM會比RDRAM慢很多，但是PC133價格相對較低的事實，帶來了奔騰4銷量的大幅增長，幾乎在壹夜之間將奔騰III趕下了市場第壹的位置。
2.0 GHz是第壹個能真正挑戰速龍雷鳥的P4。當時，它是市場上毫無爭議的最快的x86處理器。許多觀察家認為，雷鳥仍然是市場上整體性能最快的，但它們之間的性能差距非常接近，因此任何壹方的支持者都聲稱要超越對方，這不是沒有道理的。對於英特爾來說，這是壹個了不起的成就。Intel在x86CPU性能上保持了16年的領先地位，在AMD Athlon發布之前只有兩次短暫的例外。
諾斯伍德2001 10 Athlon XP再次為AMD贏得了明顯的領先優勢，但在2002年6月10，英特爾發布了采用諾斯伍德核心的2.0和2.2GHz的奔騰4。諾斯伍德將L2高速緩存的大小從256KB增加到512KB(晶體管數量從4200萬增加到5500萬)，並使用了130納米的制造工藝。由更小的晶體管制成的芯片可以在相同的速度下產生更少的熱量，或者以更高的時鐘頻率工作。不幸的是，對於許多用戶來說，這種新的芯片不能用來升級舊系統，因為它需要壹個新的插座(插座478)，盡管後來做了壹個轉換器，使插座423能夠使用諾斯伍德處理器。
諾斯伍德帶來了奔騰4時代。雖然性能領先的戰鬥仍然很激烈(因為AMD發布了更快的Athlon XP版本)，但許多觀察家都認為最快的諾斯伍德P4略微領先於其競爭對手。尤其是2002年夏天，AMD向130 nm制造工藝的轉換遲遲未能實現，2.4到2.8GHz區間的P4顯然是當時市面上最快的芯片。
2.4GHz奔騰4發布於2002年4月，5月發布的2.53GHz，8月發布的2.6 GHz和2.8GHz P4，3.06GHz奔騰4在165438+，總線速度從400 MHz(4倍100 MHz)提高到533 MHz(4倍133 MHz)。
3.06GHz處理器支持超線程(首先出現在至強處理器中)，允許多個線程同時運行。它是通過復制處理器的壹部分，使操作系統認為有兩個邏輯處理器來實現的。所有Northwood CPU中都有超線程機制，但只允許在3.06GHz型號中使用。
2003年4月，Intel發布了壹系列新的800MHz FSB芯片，頻率範圍從2.4到3.0GHz，這些新版本與之前的芯片的主要區別在於，它們都支持超線程機制，系統總線頻率為800MHz。人們壹度懷疑這些是為了和AMD處理器的錘子系列競爭。但AMD只發布了驍龍，最初拒絕提供AGP控制器，從而阻止了驍龍對奔騰4領地的蠶食。AMD確實將Athlon XP的總線速度從333MHz提高到了400MHz，但這並沒有阻止新的3.0GHz P4，FSB不是問題所在。從333MHz到400MHz的轉換只帶來很少或沒有性能改進。6月份推出了3.2GHz的奔騰4，2004年初推出了最後壹個3.4GHz的版本。
評價早期諾斯伍德芯片的超頻會很震撼。當核心電壓超過1.7V時，處理器會隨著時間逐漸變得不穩定，直到最後崩潰，根本無法使用。人們認為這是由於電子遷移的物理現象，其中CPU的內部通道由於過多的電子能量而隨著時間逐漸退化。這在諾斯伍德也叫猝死。移動奔騰4移動英特爾奔騰4處理器英特爾移動奔騰4處理器不同於移動奔騰4-M，外觀上的很大區別是移動奔騰4在晶圓上有和臺式機奔騰4處理器壹樣的鐵蓋。英特爾將其定位為用筆記本電腦取代臺式機的用戶。和臺式機奔騰4壹樣，Intel用的是Socket 478的插座，而且還提供了超線程超線程和EIST的功能。FSB也高於移動P4-M的400，達到FSB533。全新移動P4采用90 nm工藝，最高時鐘高達3.4GHz，1MB L2高速緩存。
奔騰也是基於諾斯伍德核心。移動式英特爾奔騰4處理器-M於2002年4月23日發布。它包括英特爾的EIST技術來降低功耗，但不包括超線程技術。最大L2 512K，最大時鐘3.06GHz，同時廉價版賽揚也推出了類似移動奔騰4-M的處理器，FSB和P4-M壹樣，但是L2只有256K，後期產品最高時鐘可以達到2.8GHz
極速版2003年9月，在英特爾開發者論壇上，出現了奔騰4極速版，P4EE)，這比AMD的Athlon 64和Athlon 64 FX(AMD64 FX)的發布只早了壹周。這種設計與奔騰4基本相同(以便它們可以在同壹塊主板上工作)，但它增加了2MB三級高速緩存。它使用與至強MP相同的Gallatin內核，盡管它使用478插槽(不同於至強MP的603插槽)和速度是至強MP兩倍的800MHz總線。還提供LGA775版本。
雖然英特爾聲稱極速版主要面向遊戲玩家，但人們認為這是英特爾為減少Athlon 64發布帶來的沖擊而做出的努力，並稱之為“緊急版”。奇怪的是，雖然很多人批評英特爾拼湊了至強系列的技術，但很少有人批評AMD，AMD在他們的Athlon 64 FX上使用了同樣的方法(它與Opteron的區別甚至小於Extreme Edition和Xeon MP)。
在不同的環境中，增加緩存的效果會有所不同。在office應用中，至尊版壹般比諾斯伍德慢壹點，因為L3緩存提高了門檻。壹些遊戲程序受益於增加的緩存，尤其是那些基於雷神之錘3和虛幻引擎的遊戲。不過提升最大的還是在多媒體編碼領域，不僅比奔騰4快，還比兩個Athlon 64機型快。
在2004年末，通過將總線速度從800MHz提高到1066MHz，實現了壹個小的性能改進。在至尊版遷移到普雷斯科特核之前，只發布了壹款基於Gallatin核的3.46GHz晶圓。新的3.73GHz至尊版與6x0普雷斯科特2M具有相同的功能，只是它使用1066MHz總線。然而事實上，3.73GHz至尊版幾乎總是比3.46GHz版本慢。
不要把奔騰4至尊版和基於雙核奔騰D的同名奔騰至尊版搞混了。
Prescott 2004年2月1日，英特爾提出了壹種代號為“Prescott”的新內核。這個核心首次使用了90納米的制造工藝，“它”是奔騰4微架構的重要更新——重要到讓壹些分析師想知道為什麽英特爾沒有選擇將這款處理器稱為奔騰5。雖然普雷斯科特的工作時鐘速度與諾斯伍德相同，性能測試表明諾斯伍德在遊戲應用方面略快於普雷斯科特，但普雷斯科特的額外緩存使其在視頻編輯和其他多媒體應用方面比諾斯伍德具有明顯的速度優勢。普雷斯科特的架構允許它輕松地使用更高的時鐘速度。(參見超頻。)3.8GHz是基於Prescott處理器量產最快的處理器。
產品發布後立即發現，普雷斯科特每時鐘周期產生的熱量比諾斯伍德多60%左右，幾乎所有評論都是負面的。插座型的開關(從插座478到LGA775)本來是希望把發熱降到可以接受的程度，但實際上產生了相反的效果，功耗也增加了10%左右。但LGA775涉及的散熱和安裝系統是更好的設計，所以平均溫度略有降低。英特爾工程師隨後對處理器的修改有望降低平均溫度，但除了降低速度水平，這種做法從未實現過。
最後溫度問題變得非常嚴重，英特爾不得不徹底放棄Prescott架構，開發4GHz部分的努力也被認為是浪費內部資源而放棄。另壹個擔憂是，該評論發現，在極端情況下，需要5.2GHz的Prescott核心才能與2.6GHz的Athlon FX-55的性能相比較。回顧壹下，當英特爾發布奔騰4時，它吹噓奔騰4是為65，438+00 GHz的處理速度而設計的，這將被視為英特爾歷史上最重要的，也許是最知名的工程缺陷。
據悉，奔騰M Intel design成員的內部參考設計奔騰4的開發已經基本被放棄。
普雷斯科特之所以落得如此災難性的結局，是因為英特爾的內部策略。營銷部門不斷要求更高的時鐘速度，以區別於AMD的產品。處理器的設計是由市場需求而不是架構本身來控制的。職業發展也是基於更高時鐘速度的想法。當P4項目最終到來時，它對許多資金充足的桌面分支機構的經理產生了嚴重的影響。
起初，市場上有兩種Prescott產品線:支持800MHz FSB和超線程的E系列，以及不支持超線程的533MHz FSB和A系列。
LGA775 Prescott用評估系統把它們標為5xx系列(賽揚D是3xx系列，奔騰M是7xx系列)。E系列的LGA775版本使用型號5x0(520-560)，A系列的LGA775版本使用型號5x5和5x9(505-519)。最快的570J和571工作在3.8GHz。
5x0J系列(以及相應的低端版本5x5J系列和5x9J系列)為英特爾處理器產品線引入了XD位(執行禁用)或執行禁用位。這項技術最初由AMD使用，名為NX bit，可以幫助防止某些類型的有害代碼被緩存溢出非法執行。
Intel還發布了壹系列支持EM64T的Prescott產品，是AMD64對x86系統64位擴展的Intel實現方法。這些產品最初是作為F系列出售的，只賣給OEM廠商，但後來改名為5x1系列，面向大眾出售。基於5x5/5x9系列的兩款支持EM64T的低端Prescott型號也已發布，使用型號為506和516。
5x0，5x0J和5x1 Prescott，為了加速壹些使用多線程軟件的處理器，比如視頻編輯，都集成了多線程技術。
普雷斯科特2M 2005年第壹季度，英特爾發布了壹款新的普雷斯科特內核，代號為“普雷斯科特2M”，編號為6x0。它包括全新的64位技術(AMD64實現，英特爾稱為EM64T)、XD、EIST(英特爾增強型SpeedStep技術)和2MB L2緩存。但增加緩存帶來的優勢，大多被EM64T模式下更高的緩存閾值和雙字長抵消了。雙緩存與其說是為了加快速度，不如說是為了提供相同的空間來保證64位模式下的性能。
為了加速多線程軟件(如視頻編輯)中使用的處理器，6xx系列普雷斯科特2M處理器全部包含超線程技術。
2005年6月165438+10月65438+4月，英特爾發布了帶有VT(虛擬技術，代號“Vanderpool”)的普雷斯科特2M處理器。英特爾只發布了兩款分別運行在3.6GHz和3.8GHz的普雷斯科特2M處理器:662和672。
英特爾將在2006年第壹季度發布代號為“雪松”的最後壹個奔騰4版本。86W TDP的雪松磨有望解決普雷斯科特的過熱問題。Cedar Mill擁有壹個65nm工藝的核心，31流水線(像Prescott)，800MHz FSB，EM64T，超線程和虛擬技術。雪松木廠將有壹個2MB的L2緩存。Cedar Mill將作為奔騰6x1和6x3發布，頻率從2.8GHz到3.8GHz，如果市場足夠大，英特爾將發布時鐘頻率為4.0GHz或更高的芯片。
雙核英特爾發布了三款主流雙核奔騰4版本，營銷logo為Pentium D8xx。人們稱贊這些芯片每時鐘速度提高了60-80%的性能。還有壹款〔至尊版〕，擁有超線程技術，允許四個線程並行處理。其他功能包括SpeedStep技術(3.0GHz及以上)、xD bit和EM64T。這些芯片於2005年5月投放市場。
當奔騰D首次推出時，第壹個昵稱為史密斯菲爾德核心的奔騰D處理器制造了兩個相連的普雷斯科特核心。功耗約為155瓦。英特爾開發人員通過使每個內核以非常低的時鐘頻率工作，降低了Prescott (115W)的功耗。極速版工作在3.2GHz，主流機型的頻率分別為3.2、3.0和2.8GHz。除了805使用533MHz FSB，其他所有基於Smithfield的處理器都使用800MHz FSB。
2006年第壹季度推出了Presler，這是65 nm版本的Smithfield core。基於普雷斯勒的奔騰D，FSB為800MHz，發布型號將為920、930、940、950，分別工作在2.8、3.0、3.2、3.4GHz。基於Presler的奔騰至尊版采用955型號，工作在3.46GHz，FSB為1066MHz，超線程技術。
英特爾奔騰4不同版本的技術特性列表及其不同特性。
公開姓名
核心
CPU頻率
(電源)插座
FSB/理論
寬度
高速緩存
其他特征
初始發布版本
威拉米特
1.3 GHz -
2.0千兆赫
423, 478
400兆赫/
3.2 GB/秒
8 KB L1數據+12 KB L1
指令/256 KB L2
20級流水線，MMX/SSE/SSE2指令
P4A
諾斯伍德
1.6 GHz - 2.8 GHz
478
400兆赫/ 3.2千兆字節/秒
8 KB L1數據+12 KB指令/512 KB L2
改進的分支預測和其他偽碼調整
P4B
諾斯伍德
2.0千兆赫至3.06千兆赫
478
533兆赫/ 4.2千兆字節/秒
8 KB L1數據+12 KB指令/512 KB L2
更高的前端總線
P4C
諾斯伍德
2.4千兆赫至3.4千兆赫
478
800兆赫/ 6.4千兆字節/秒
8 KB L1數據+12 KB指令/512 KB L2
更高的前端總線、超線程、21流水線、MMX/SSE/SSE2指令。
P4E/5x0系列
普萊斯考特(男子名?姓氏)
2.8千兆赫至3.6千兆赫
478，LGA775
800兆赫/ 6.4千兆字節/秒
16 KB L1數據+12 KB L1指令/1024 KB L2
超線程，31流水線，MMX/SSE/SSE2/SSE3指令。
P4A* /5x5/5x9系列
普萊斯考特(男子名?姓氏)
2.4千兆赫至3.06千兆赫
478，LGA775
533兆赫/ 4.2千兆字節/秒
16 KB L1數據+12 KB L1指令/1024 KB L2
不支持超線程、31管道、MMX/SSE/SSE2/SSE3指令。
P4至尊版
加勒廷
3.2千兆赫至3.4千兆赫
478，LGA775
800兆赫/ 6.4千兆字節/秒
8 KB L1數據+12 KB L1指令/512 KB L2/2 MB L3
超線程，增加了三級內存，21流水線，MMX/SSE/SSE2指令。
5x0J系列
普萊斯考特(男子名?姓氏)
2.8千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公噸/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/1 MB L2
超線程，執行禁用位
5x5J/5x9J系列
普萊斯考特(男子名?姓氏)
2.67千兆赫至3.06千兆赫
LGA775
533公噸/秒/4.2 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/1 MB L2
無超線程，執行禁用位
P4F/5x1系列
普萊斯考特(男子名?姓氏)
2.8千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公噸/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/1 MB L2
支持EM64T、31指令流水線和MMX/SSE/SSE2/SSE3指令。
6x0系列
普雷斯科特·2M * *
3.0千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公噸/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/2 MB L2
超線程，2 MiB L2高速緩存，支持EM64T
6x1系列
普雷斯科特·2M * *
3.6千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公噸/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/2 MB L2
超線程，2 MiB L2高速緩存，支持EM64T
6x2系列
雪松磨坊
3.0千兆赫至3.8千兆赫
LGA775
800公噸/秒/6.4 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/2 MB L2
超線程，2 MiB L2高速緩存，支持EM64T
P4至尊版
加勒廷
3.46千兆赫
LGA775
1066公噸/秒/8.5 GB/秒
8 KB L1數據+12 KiB L1指令/512 KiB L2/2 MB L3
增加片上三級高速緩存
P4至尊版
普雷斯科特·2M * *
3.73千兆赫
LGA775
1066公噸/秒/8.5 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/2 MB L2高速緩存
超線程，更快的前端總線
5x6系列
普萊斯考特(男子名?姓氏)
2.67千兆赫至2.93千兆赫
LGA775
533公噸/秒/4.2 GB/秒
16 KB L1數據+12 KiB L1指令/1 MB L2
無超線程，支持EM64T
註:奔騰4處理器使用前端總線，可以在方波的四種狀態(上升、峰值、下降和谷值)下傳輸數據，而不是像以前的處理器那樣使用壹種狀態，因此控制時鐘的方波頻率是FSB頻率的四分之壹。每秒400、533、800和1066 MT的母線使用100、133、200和266MHz的方波。
其他*-英特爾在規劃Prescott處理器系列時重復了“P4A”這個名字，他們認為零售商會用這個名字讓用戶了解這款處理器；他們對此沒有給出任何理由。
**-600系列的正式名稱雖然有時被稱為相當於至強，但它使用Irwindale來區分它和最初的Prescott。