80486
L'80486 fu, per molti, la porta di ingresso al mondo dei computer. La chiave del suo successo fu la grande integrazione dei componenti. L'80486 fu la prima CPU x86 a offrire cache L1. I primi modelli di 80486 ne avevano 8 KB, ed erano realizzati con processo a 1000 nanometri. Si passò poi a 600 nanometri e la cache L1 raddoppiò a 16 KB.
Intel integrò anche una FPU nella CPU, che fino a quel punto era un'unità di calcolo separata. Spostando questo componente nel processore, la latenza si ridusse notevolmente. L'80486 usava anche un'interfaccia FSB più veloce per aumentare il bandwidth, e il core venne migliorato per aumentare l'IPC. Questi cambiamenti permisero al chip di sfoderare prestazioni elevate: i modelli di fascia alta erano diverse volte più veloci del vecchio 80386.
I primi 80486 operavano a 50 MHz, ma i successivi modelli prodotti a 600 nanometri arrivarono a 100 MHz. Intel presentò anche una variante a basso costo dell'80486 chiamata 80486SX, che aveva una FPU disabilitata.
P5 (Pentium)
Il primo Pentium arrivò nel 1993. Non seguiva la nomenclatura precedente. Internamente il Pentium usava un'architettura nota come P5, il primo progetto x86 superscalare di Intel. Anche se il Pentium era generalmente più veloce dell'80486 sotto ogni aspetto, la caratteristica più importante era l'FPU nettamente migliorata.
L'FPU del Pentium era oltre 10 volte più veloce di quella dell'80486. Si trattò di un grande passo avanti, in quanto questa caratteristica acquistò rilevanza negli anni successivi con l'arrivo del Pentium MMX. Questo processore aveva un'architettura identica al primo Pentium, ma supportava il nuovo set di istruzioni SIMD MMX che aumentava drasticamente le prestazioni.
Rispetto all'80486 Intel aumentò la dimensione della cache L1. I primi Pentium contenevano 16 KB, mentre il Pentium MMX passò a 32 KB. Naturalmente questi processori operavano a frequenze più alte. I primi Pentium avevano transistor a 800 nanometri e potevano raggiungere 60 MHz, ma le successive revisioni passarono a 250 nanometri e arrivarono fino a 300 MHz.
P6, Pentium Pro
Al Pentium seguì il Pentium Pro con architettura P6. Il nuovo processore era considerevolmente più veloce del Pentium nelle operazioni a 32 bit grazie al design Out-of-Order (OoO).
L'architettura interna venne profondamente rivista per decodificare istruzioni in micro operazioni, le quali venivano poi eseguite su unità di esecuzione general purpose. Usava anche una pipeline estesa a 14 stadi con ulteriore hardware per la decodifica.
Dato che i primi processori Pentium Pro erano rivolti al mercato server, Intel estese l'address bus a 36 bit e aggiunse la tecnologia PAE che permetteva di supportare fino a 64 GB di RAM. Era molto più di quanto necessitasse l'utente medio, ma poter supportare una quantità di RAM maggiore era importante per il mondo server.
Anche la cache venne rivista. La cache L1 venne limitata a due cache da 8 KB segmentate, una istruzioni e una dati. Per far fronte al deficit di 16 KB rispetto al Pentium MMX, Intel piazzò tra 256 KB e 1 MB di cache L2 su un chip separato, collegato al package della CPU. Era connesso alla CPU tramite un back side bus (BSB).
Inizialmente Intel voleva spingere il Pentium Pro anche nel settore consumer, ma poi decise di limitarsi al mondo server. Aveva diverse caratteristiche rivoluzionarie, ma in termini prestazionali faticava rispetto a Pentium e Pentium MMX. I vecchi Pentium erano decisamente più veloci con operazioni a 16 bit e il software a 16 bit andava ancora per la maggiore. Il processore inoltre non supportava MMX, cosa che portò il Pentium MMX a superare il Pentium Pro nei software ottimizzati per quel set di istruzioni.
Il Pentium Pro avrebbe potuto avere una chance nel mercato consumer, ma oltre ai problemi citati era decisamente costoso a causa del chip separato dedicato alla cache L2. Il Pentium Pro più veloce aveva un clock di 200 MHz ed era realizzato con processi tra 500 e 350 nanometri.