Pentium M
130 nm プロセスで製造された。Pentium 4 同様、SSE2 に対応している。途中からプロセッサー・ナンバーが採用され、700番台が与えられている。 省電力技術として拡張版 Intel SpeedStep テクノロジ(EIST)をサポートする。これはかつてモバイル Pentium III-M に搭載されていたものをさらに拡張させたもので、多段階の動作電圧や周波数で動作することを可能としている。
Pentium Mのマイクロアーキテクチャにおける最大の改良点はMicro-OPs Fusionのサポートである。これは例えばメモリアクセスと演算を同時に行う命令等において、従来はデコーダで2つのμOP (この場合はメモリアクセスμOPと演算μOP) を生成していたものを、デコードの時点では1つのμOPとして処理する技術である。これによって、従来はコンプレックスデコーダのみで処理できた命令がシンプルデコーダでも処理できるようになり命令デコードの帯域が向上する、リネーミングやリタイアの3μOPs/clkの帯域が節約できる、またリオーダバッファのエントリの消費が抑えられるといった様々な利点がある。
これは、AMDがK7マイクロアーキテクチャで実装したMacro-Opの概念と基本的には同等のものである。ただし、Pentium Mのマイクロアーキテクチャにおいては、メモリアクセスと演算を同時に行うx86命令以外でもMicro-OPs Fusionが機能する機会が存在する。例えば、ストア命令はアドレスを計算するμOPとストアデータをレジスタから読み出すμOPに分けて実行ユニットに送られる実装になっているため、Micro-OPs Fusionが有効である。