P6, Pentium II
Nel 1997 fu la volta del Pentium II, un processore che nasceva per porre rimedio a quasi tutti gli aspetti negativi del Pentium Pro. L'architettura di base era simile al Pentium Pro, e continuava a usare una pipeline a 14 stadi con diversi miglioramenti per aumentare l'IPC. La cache L1 era formata da 16 KB dati e da 16 KB istruzioni.
Intel passò a chip più convenienti per la cache, collegati a un package più ampio per ridurre i costi produttivi. Era un modo efficace di abbattere il prezzo, ma questi moduli di memoria non erano in grado di operare alla massima velocità della CPU. La cache L2 operava a una frequenza dimezzata, ma bastò ad aumentare le prestazioni. Intel aggiunse anche il supporto al set di istruzioni MMX.
Il Pentium II - nome in codice "Klamath" e "Deschutes" a seconda del core - trovò spazio anche nel settore server come Xeon e Pentium II Overdrive. I modelli migliori integravano 512 KB di cache L2 e funzionavano a 450 MHz.
P6, Pentium III
Intel aveva già in sviluppo l'architettura Netburst, ma non era ancora pronta. Così presentò il Pentium III. I primi processori, nome in codice Katman, erano piuttosto simili ai Pentium II in quanto usavano una cartuccia con una cache L2 di minore qualità che operava a metà della frequenza della CPU. L'architettura offriva altri grandi cambiamenti, dato che diverse parti della pipeline a 14 stadi vennero fuse insieme - riducendola a 10 stadi. Grazie alla pipeline aggiornata e la frequenza maggiore, i primi Pentium III superavano le controparti Pentium II di un margine risicato.
Katmai fu prodotto con transistor a 250 nanometri. Passando a 180 nanometri Intel riuscì ad aumentare di molto le prestazioni del Pentium. La nuova versione, nome in codice Coppermine, spostò la cache L2 all'interno del processore e ridusse la sua capacità della metà (a 256 KB). Dato che operava alla frequenza del processore, le prestazioni aumentarono.
Coppermine gareggiava con l'Athlon di AMD nella corsa al gigahertz. Intel tentò di produrre un modello a 1,13 GHz, ma fu costretta a richiamarlo perché il fondatore di Tom's Hardware, il dottor Thomas Pabst, ne riscontrò l'instabilità. L'ultimo core Pentium III venne chiamato Tualatin. Passando ai 130 nanometri la frequenza salì fino a 1,4 GHz. Crebbe anche la cache L2 (512 KB).
P5 e P6, Celeron e Xeon
Gli anni dei Pentium videro l'arrivo anche di altre linee di prodotto chiamate Celeron e Xeon. Queste soluzioni usavano lo stesso core di Pentium II o Pentium III, ma avevano quantità di cache variabili. I primi Celeron erano basati sul Pentium II e non avevano cache L2, il che minava le loro prestazioni. I modelli successivi basati su Pentium III avevano metà cache L2 disattivata rispetto alle controparti Pentium III.
Questo portò ad avere processori Celeron con core Coppermine e solo 128 KB di cache L2; i modelli successivi basati su core Tualatin ne avevano 256 KB.
Questi derivati con metà cache erano noti anche come Coppermine-128 e Tualatin-256. Avevano frequenze simili ai Pentium III per competere con i Duron di AMD. Microsoft usò un Celeron Coppermine-128 a 733 MHz nella prima Xbox.
I primi Xeon offrivano più cache L2. I chip Xeon basati sul Pentium II ne contenevano fino a 2 MB.