其最大特色在于首先採用双晶粒封装与内建全速二级缓存，双晶粒自然是指将运算核心与缓冲区两颗晶片一同装入CPU中，而片上（onchip）全速二级缓存则是因为这样做可以使得二级缓存可以与内核相同的频率运作，不必在像过去使用主机板上较慢速的L2记忆体。从而为“乱序执行”所导致的大量内存查找提供了捷径，直接提升了性能。此外，Pentium Pro还具备三个能够把x86指令转换成118位定长的RISC风格微操作的译码器（其中一个能把复杂x86指令转换成4个RISC风格微操作，另外两个解码器则是各可以把一条"简单"x86