Jabarkan Alpha EV5 dari Alpha AXP

Prosesor Alpha 21164 diperkenalkan pertama kali pada tahun 1994 yang menggunakan teknologi EV5. Prosesor ini menawarkan peningkatan kinerja dibandingkan dengan prosesor Alpha 21064 hampir sebesar dua kali lipat. Jumlah transistor yang digunakannya adalah 9300000 transistor. Prosesor ini berjalan pada kecepatan 300 MHz dan menggunakan maksimum daya sebesar 50 Watt. Chip ini dilengkapi dengan set instruksi yang baru yang khusus untuk melakukan pengolahan multimedia, yang disebut dengan Motion Video Instruction (MVI), yang setara dengan set instruksi MMX buatan Intel untuk x86.

Cache level-1 masih tidak berubah (sama seperti Alpha 21064), tetapi prosesor ini telah mengintegrasikan cache level-2 ke dalam inti prosesor sebesar 96 Kbyte, yang bersifat 3-way set associative dan memiliki ukuran block 64 byte. Selain dua level cache tersebut, cache prosesor ini juga dapat dikonfigurasikan menjadi tiga level, dengan cache level-3 berasal dari tambahan SRAM yang berkapasitas mulai dari 1024 Kbyte hingga 65536 Kbyte.

Prosesor ini mampu melakukan empat instruksi setiap siklus detaknya (ini berarti dua kali kecepatan Alpha 21064). Selain unit-unit yang tersedia di dalam 21064 (jumlah dan pipeline-nya pun sama), prosesor ini juga menambahkan satu unit lagi yang digunakan untuk mengatur cache Level-2 dan Level-3. Perbedaan lainnya adalah unit manajemen memori yang disertakan di dalam 21164 memiliki Translation lookaside buffer 48 entri untuk mengakses instruksi, sementara untuk mengakses data memiliki 64 entri.

Chip ini selanjutnya diteruskan oleh prosesor 21164PC yang dirilis pada bulan Juli 1996 dengan kecepatan yang lebih tinggi (500 MHz), dan bahkan hingga kecepatan 666 MHz (dirilis pada bulan Maret 1998).