2004年2月1日英特爾提出了一個代號爲“Prescott”的新內核。 這個內核首次使用90納米的製造工藝，並且“它”是奔騰4微架構的一次重要更新——重要到足夠讓一些分析人士感到奇怪爲什麼英特爾沒有選擇將這個處理器稱爲Pentium pentium42025 5。 （參見超頻。）3.8GHz是批量生產的基於Prescott處理器的最快的處理器。
2006年第一季度推出的是Presler，它是一個Smithfield內核的65納米版本。 基於Presler的Pentium D有800MHz的FSB、發佈型號將是920、930、940、950，分別工作在2.8、3.0、3.2和3.4GHz。 基於Presler的奔騰極致版使用型號955，工作在3.46GHz，帶有1066MHz的FSB和超線程技術。 綽號爲Smithfield內核的第一款Pentium D處理器使兩個相連的Prescott內核。 英特爾開發人員通過讓每個內核工作在極低的時鐘頻率實現了降低了從Prescott的電力消耗（115瓦）的大幅度增加。
pentium4: 奔騰4設計目標
最後，溫度問題變得非常嚴重英特爾不得不全部放棄Prescott架構，並且開發4GHz部分的努力也被認爲是浪費內部資源而被放棄了。 另外的擔憂是審查發現極端狀況下需要5.2GHz的Prescott內核才能與2.6GHz的Athlon FX-55的性能相比。 2.0 GHz 是第一款真正能夠挑戰Athlon Thunderbird的P4，當時它是市場上無可爭議的最快的x86處理器。 許多觀察人士認爲雷鳥仍然是市場上總體性能最快的，但是它們之間的性能差距已經非常接近，所以任何一方的支持者宣稱超出對方都不是不合理的。 英特爾已經在x86CPU性能上保持了16年的領先位置，在AMD Athlon發佈之前只出現過兩次短暫的例外。
奔騰 4 處理器使用能夠在方波四個狀態（上升、峯值、下降和谷值）傳送數據的前端總線，而不是像以前的處理器那樣使用一個狀態，這樣控制時鐘的方波頻率是FSB頻率的四分之一。 400、533、800和1066 pentium4 MT每秒的總線使用的是100、 133、200和266MHz的方波。 在辦公室應用中，極致版總體上比Northwood慢一點兒，這是由於L3緩存增加了門檻值。 一些遊戲程序受益於增加的緩存，尤其是那些基於Quake III和Unreal引擎的遊戲。 然而，提升最大的是在多媒體編碼領域，在這裏它不僅比奔騰4要快，而且比兩款Athlon 64快。
pentium4: 奔騰4
尤其是在2002年夏天更是這樣，當時AMD轉換到130納米制造技術過程被延遲，從2.4到2.8GHz範圍的P4很顯然是當時市場上最快的芯片。 儘管英特爾宣稱極致版主要面向遊戲人員，人們認爲這是英特爾試圖減弱Athlon 64發佈的震撼一種努力，將它戲稱爲“緊急版本”。 pentium42025 令人奇怪的是，儘管很多人批評英特爾從至強系列拼湊技術，但是很少有人批評AMD，AMD在它們的Athlon 64 FX上使用了同樣的方法（它與Opteron的差別甚至少於極致版與至強 MP的區別）。 3.06GHz的處理器支持超線程（首次出現在至強處理器中），它允許多個線程同時運行，它通過複製處理器的一部分讓操作系統認爲有兩個邏輯處理器來實現。 在所有的Northwood CPU中都有超線程機制，但是隻在3.06GHz型號中允許使用。
- 根據這些專家的觀點，Willamette的發佈是因爲當時競爭產品AMD AthlonThunderbird性能已經超過了Pentium III，並且英特爾對於Pentium III的改進還不現實。
- 但是，LGA775涉及的降溫和安裝系統是一種更好的設計，所以平均溫度有輕微的降低。
- 2005年11月14日，英特爾發佈了帶有VT（虛擬技術，代號爲“Vanderpool”）的Prescott 2M處理器。
- 由於它的架構與Pentium III相比有很大的不同，Pentium 4採用NetBurst架構，它被命名爲Pentium 4，這也終結了英特爾以羅馬數字命名的規則。
- 英特爾開發人員通過讓每個內核工作在極低的時鐘頻率實現了降低了從Prescott的電力消耗（115瓦）的大幅度增加。
並且是繼1995年出品的Pentium Pro之後的第一款重新設計過的處理器，這一新的架構稱做NetBurst。 首款產品代碼爲：Willamette，擁有1.4GHz左右的內核時鐘，並使用Socket 423腳位架構，首款處理器於2000年11月發佈。 不同於Pentium II、Pentium III和各種Celeron處理器，因爲是全新設計的產品，所以與Pentium Pro的關聯很小。 值得注意的是，Pentium 4有着非常快速到400MHz的前端總線，之後更有提升到533MHz、800MHz。
pentium4: 奔騰4注意事項
Cedar pentium42025 Mill將作爲從頻率2.8GHz到3.8GHz的奔騰6×1和6×3發佈，如果市場足夠大的話，英特爾將會發布4.0GHz或者更高時鐘頻率的芯片。 當內核電壓超過1.7V時，處理器將隨時間延長逐漸變得不穩定，直至最後壞掉完全不能再用。 人們認爲這是由於電子遷移這種物理現象導致的，其中CPU的內部通路由於過度的電子能量隨着時間逐步退化。
pentium4: 奔騰4基本介紹
其它的特點包括SpeedStep技術（在3.0GHz及以上版本）、xD bit和EM64T。 這個設計絕大部分與Pentium 4相同（以至於它們能工作在同一個主板）,但是它增加了一個2MB的3級緩存。 它與至強MP使用同一個Gallatin內核，儘管它使用Socket 478形式（不同於至強MP的603插座）和是至強 MP速度兩倍的800MHz總線。 Pentium 4的設計目標是適應更快的時鐘速度，因爲消費者開始依據更高的時鐘購買計算機。 英特爾使用一個深度的指令流水線來實現這個目標，同其它如Pentium III和Athlon那樣的CPU相比Pentium 4降低了每個時鐘週期能夠處理的實際工作數目，但是它能夠以更高的時鐘速度工作。 AMD則採用所謂的PR值來標示與Pentium 4相對應的Athlon XP處理器。
pentium4: 奔騰4發展歷史
然而，增加緩存帶來的優勢大部分被更高的緩存門檻、EM64T模式下的雙字大小所抵消。 雙倍的緩存與其說是爲了加快速度，不如說是爲了提供同樣的空間以保證64位模式下的性能。 英特爾也發佈了一系列支持EM64T的Prescott產品，它們是AMD64對於x86體系的64位擴充的 英特爾實現方法。 這些產品最初作爲F系列並且僅對OEM銷售，但是後來重命名爲5×1系列並且面向大衆銷售。 兩款低端的基於5×5/5×9系列的支持EM64T的Prescott也使用506和516的型號已經發布。
pentium4: 命名空間
最初有兩種Prescott產品線上市：帶有800MHz FSB和支持超線程的E系列以及533MHz FSB和不支持超線程的A系列。 英特爾在發表Pentium 4時向大衆宣佈說，NetBurst架構能夠運行在10GHz。 這迫使英特爾在2005年年中放棄了Pentium 4，並轉向升溫更少的Pentium M，祭出“MoDT ”的旗幟；由此，Pentium M也被重新定位爲桌面和小型服務器市場。 LGA775 Prescott使用一個評價系統將它們標記爲5xx系列（Celeron D是3xx系列，Pentium M是7xx系列）。
pentium4: 命名空間
2003年4月，英特爾發佈了一系列頻率範圍從2.4到3.0GHz的新款800MHz FSB芯片。 這些新版本的與以往芯片的主要不同就是全部都支持超線程機制，並且系統總線頻率是800MHz。 然而，AMD只發布了Opteron一款，並且最初拒絕提供AGP控制器，這樣就阻止了Opteron侵蝕Pentium 4的領地。 3.2GHz的Pentium 4在6月上市，最後一個3.4GHz的版本在2004年早期上市。 2001年10月Athlon XP又一次爲AMD贏得了明顯的領先，但是在2002年1月英特爾發佈了使用Northwood內核的2.0和2.2GHz的Pentium 4。
pentium4: 奔騰4設計目標
Northwood將二級緩存的大小從256KB增加到了512KB（晶體管數量從4200萬增加到5500萬）並且使用了130納米制造工藝。 使用更小晶體管制造的芯片能夠在同樣的速度產生更少的熱量，或者工作在更高的時鐘頻率。 不幸的是，對於許多用戶來說，這個新的芯片不能用來升級舊的系統，因爲它需要一個新的插座（Socket 478），雖然後來又製造了能夠讓Socket 423使用Northwood處理器的轉換器。 英特爾將在2006年第一季度發佈代號爲’Cedar Mill’的最後一個奔騰4版本。 有86W TDP的Cedar Mill有望解決Prescott的過熱問題。 Cedar pentium42025 Mill有一個65nm工藝的內核，帶有31級的流水線（同Prescott一樣）、800MHz的FSB、EM64T、超線程和虛擬技術。
許多業界專家認爲，最初的1.4和1.5GHz P4的發佈只是在產品真正完善之前的一個權宜之計。 根據這些專家的觀點，Willamette的發佈是因爲當時競爭產品AMD AthlonThunderbird性能已經超過了Pentium III，並且英特爾對於Pentium III的改進還不現實。 這個新的內核使用0.18微米〔180納米〕工藝生產，最初在主板上使用Socket 423，後來的版本更改到Socket 478。 第一款Pentium 4 Willamette設計過程經過了很長時間的延遲。 它最初在1998年的一個產品發展路線中提出，像英特爾把Pentium III作爲他們的主流產品一樣看待。
當時，人們僅僅希望Willamette在面世時能夠突破1GHz的屏障。 然而，當Pentium III發佈以後，很明顯英特爾不能將Willamette稱爲Pentium III。 由於它的架構與Pentium III相比有很大的不同，Pentium 4採用NetBurst架構，它被命名爲Pentium 4，這也終結了英特爾以羅馬數字命名的規則。 令業界觀察人士感到意外的是，Pentium 4沒有在“整數處理速度”和“浮點性能”這兩個標準重要性能之一上比之前的P6架構設計有任何提升。
pentium4: 奔騰4注意事項
在性能測試中，Willamette的表現有點兒讓分析人士失望，因爲它不僅在所有的測試環境中不能超過Athlon和最高頻率的Pentium III，而且很明顯它並不優於低端的AMD Duron。 儘管售價爲819美元（1000顆的批發價），它的銷售表現一般但是增長勢頭可觀，這在一定程度上是由於需要相對較昂貴的Rambus動態隨機存儲器（RDRAM）所致。 Pentium III仍然保持英特爾最賣座的芯片，Athlon的銷售也稍稍領先於Pentium 4。