Intel Pentium

Hyödyt i486-mikroarkkitehtuuriin verrattuna

Suurin ero i486:een verrattuna on se, että Pentiumissa on kaksi liukuhihnaa ("U" ja "V"), joten se voi suorittaa enemmän kuin yhden käskyn kellojaksoa kohti. U-liukuhihna voi suorittaa minkä tahansa käskyn, kun taas V pystyy suorittamaan vain jonkin yksinkertaisen käskyn. Tämä ominaisuus on tyypillinen RISC-suorittimille. Tämä olikin ensimmäinen kerta, kun RISC-suorittimien ominaisuus lisättiin x86-arkkitehtuurin suorittimeen. Vaikka Pentium onkin teknisesti 32-bittinen prosessori, siinä on 64-bittinen tietoväylä, eli se saa muistista kaksinkertaisesti dataa kellojaksoa kohti.
Pentiumin matematiikkasuoritin oli myös huomattavasti parempi kuin 486DXssa; Pentiumin liukulukuyksikkö oli liukuhihnoitettu eli se pystyi aloittamaan seuraavan käskyn suorittamisen jo ennen kuin edellinen oli valmistunut ja siten pystyi efektiivisesti usein suorittamaan liukulukuoperaation jokaisella kellojaksolla. Aiemmilla x86-suorittimilla (sekä muiden valmistajien Pentiumin kanssa kilpailevilla suorittimilla) liukulukuyksikkö ei ollut liukuhihnoitettu jolloin jouduttiin ensin odottamaan useampi kellojakso edellisen käskyn valmistumista ennen kuin seuraava käsky voitiin suorittaa. 
Näiden uudistuksien ansioista Pentiumin nopeus oli kokonaislukukoodilla lähes kaksi kertaa i486:n verran kellojaksoa kohti, ja liukulukukoodilla jopa 3−5-kertainen i486:een nähden.

Mallit

Alkuperäisen Pentium-suorittimen koodinimi oli P5 ja ne valmistettiin 0,8 mikrometrin prosessilla. Tällä prosessilla valmistettujen suorittimien ydin kuitenkin toimi epävarmasti ja kuumeni huomattavasti käytön aikana. P5-malleja seurasi 0,6 mikrometrin prosessilla valmistettu P54. Sen sisäinen kellotaajuus oli eri kuin ulkoinen väylä. Lisäksi se toimi tuplaprosessorikokoonpanoissa. P54:n seuraaja oli P54C, joka valmistettiin 0,35 mikrometrin puhtaalla CMOS-prosessilla. Seuraava malli, P55C, julkaistiin nimellä Pentium with MMX Technology (yleisesti käytettiin nimeä Pentium MMX). Se sisälsi 57 uutta MMX-käskyä, jotka auttoivat multimedian käsittelyssä. P55C:ssä suorittimen sisäinen välimuisti oli myös nostettu 32 kilotavuun. MMX-mallista julkaistiin 166, 200 ja 233 megahertsin versiot.
Ensimmäiset Pentiumit toimivat 60 ja 66 megahertsin kellotaajuudella. Keväällä 1994 Intel julkaisi 75, 90 ja 100 megahertsin versiot, jotka oli valmistettu 0,6 mikrometrin valmistustekniikalla ja joiden käyttöjännite oli aiempaa alempi 3,3 volttia. 0,35 mikrometrin tekniikalla valmistettu 120 megahertsin versio julkaistiin 27.3.1995. Kesällä 1995 julkaistiin 133 megahertsin versio, tammikuussa 1996 150 ja 166 megahertsin versiot sekä 10.6.1996 200 megahertsin versio. Vuoden 1997 tammikuussa Pentium-prosessoreihin lisättiin MMX-käskyt ja niiden välimuistin koko kaksinkertaistettiin 32 kilotavuun. i486-koneiden päivitykseen tarjottiin 63 ja 83 megahertsin taajuudella toimineita Pentium OverDrive -suorittimia.
Ensimmäinen Pentiumille tarkoitettu suoritinkanta oli Socket 4, joka käytti 5 voltin käyttöjännitettä. Sitä seurasi 3,3 voltin Socket 5 75–133 MHz malleille ja siitä parannettu Socket 7, johon voi laittaa myös Socket 5 -suorittimen. Pentiumin väylänopeus Socket 7:lla oli 66–83 MHz. Kanta jäi pitkäksi aikaa käyttöön AMD:n K5 ja K6 -suoritinten kanssa. 100 MHz:n väylänopeuteen pystyvistä kannoista käytetään nimeä Super Socket 7.

Pentium-bugi

Ensimmäiset 60–100 megahertsin Pentium-mallit kärsivät virheestä, jonka vuoksi liukulukuyksikkö tuotti jossain harvinaisissa jakolaskussa (FDIV-käskyissä) virheellisen tuloksen viidennestä desimaalista eteenpäin. Virhe tunnetaan Pentium-bugina tai tarkemmin nimellä Pentium FDIV bug. Virheestä nousi kohu, joka laantui vasta Intelin tarjouduttua vaihtamaan kaikki virheelliset Pentium-suorittimet uusiin.
Erilaisten teorioiden mukaan bugi olisi ollut tahallinen. On esitetty, että virhe esiintyisi ballistisen ohjuksen radanlaskennassa, ja siten Yhdysvaltain mahdolliset viholliset eivät voisi käyttää sitä ohjuksen ohjausyksikössä.