Le plus ancien de nos processeurs testés, à savoir un Pentium II 350, présente une architecture maintenant plutôt ancienne puisque celle-ci date du Pentium Pro. Elle date donc de 1995 et correspond à la sixième génération des processeurs Intel. Contrairement à ce qu'aurait pu laisser penser son appellation, le Pentium III est lui aussi doté de cette architecture P6, tout comme les Celeron correspondant aux versions "bridées" des Pentium II et III. Ayant connu différents types de supports (PGA, PPGA, FCPGA, Slot 1), on peut saluer l'extrême longévité de cette architecture qui a subi différentes évolutions, notamment en termes de finesse de gravure. En effet, de 0.6 microns puis 0.35 microns avec les premiers Pentium Pro, celle-ci a atteint 0.13 microns avec les derniers Pentium III et Celeron. Parallèlement les quantités de mémoire cache embarquée ainsi que la fréquence des processeurs a progressivement augmenté. Le fleuron de cette architecture a été pour le grand public les Pentium III 1.33 GHz équipés de 256 Ko de cache L2, tandis que pour les serveurs Intel a distribué une version (coûteuse) fonctionnant à 1.4 GHz et doté de 512 Ko de cache L2, le tout sous l'appellation Pentium III-S.

Que ce soit les Pentium Pro, Pentium II, Pentium III et Celeron, les processeurs basés sur l'architecture présentent 2 ALU et 1 FPU et une profondeur de pipeline de 10 niveaux, et à partir du Pentium II les instructions MMX ont été de la partie. Cette architecture a néanmoins atteint ses limites en termes de fréquences avec des Pentium III à 1.33 GHz n'ayant rien à envier à leurs homologues AMD en termes de dissipation thermique. C'est ainsi qu'Intel a développé une architecture totalement nouvelle pour remplacer la P6 après ses 6 ans de bons et loyaux services.

L'architecture Netburst a donc été inaugurée avec la sortie des Pentium 4, ce qui n'a pas déclenché un enthousiasme flagrant sur la scène hardware, et pour cause : les performances étaient bien en deçà de ce que pouvaient laisser espérer les fréquences de fonctionnement. Deux raisons à cela : premièrement, Intel n'avait pas jugé bon de développer une plateforme DDR pour son Pentium 4, et celui-ci devait jongler entre les plateformes SDRAM certes peu coûteuses, mais aux performances à la traîne, et les plateformes Rambus inabordables financièrement mais qui convenait à la grande demande en bande passante de ces processeurs. La deuxième raison, liée directement à l'architecture Netburst, est que cette architecture a été développée dans le but de monter en fréquence et que le nombre de niveaux de pipeline a été prévu en conséquence. En effet, avec 20 niveaux, la profondeur de pipeline a doublé par rapport à l'architecture P6. L'impact positif est que cela freine moins la montée en fréquence, mais le problème est que l'impact de toute remise à zéro d'un pipeline (en cas d'erreur de prédiction par exemple) est extrêmement pénalisante pour les performances, a fortiori quand la fréquence de fonctionnement du processeur n'est pas très élevée.

Question unité de calcul, cette architecture dispose comme de l'architecture P6 de deux ALU et une FPU. Le cache L1 se limite pour sa part à 8 Ko. Autre particularité du Pentium 4, son bus de type Quad Pumped capable d'envoyer quatre mots de 64 bits par cycle d'horloge (contre deux pour un Athlon XP par exemple). Notons enfin l'ajout des instructions SSE2. Le constat performance s'est très nettement amélioré avec les évolutions des core. Le core Willamette a été la première déclinaison. Gravé en 0.18 microns, il a connu un changement de socket (du 423 au 478 pins, ce dernier étant toujours le standard pour Pentium 4). L'arrivée du core Northwood a correspondu avec celle de la finesse de gravure en 0.13 microns. Ce core Northwood a ensuite connu trois déclinaisons de FSB : FSB 400 (100 MHz Quad Pumped) notés A, 533 (133*4) notés B et 800 (200*4) notés C. Ces derniers sont notamment la preuve de la bonne tenue en fréquence des Pentium 4, puisque la version la plus performante testée dans cet article est cadencée à 3.2 GHz, soit quasiment un GHz de plus que chez le concurrent AMD. Notons pour finir que le core Northwood a également fait l'objet de l'intégration de la technologie Hyperthreading permettant de disposer virtuellement de deux processeurs au lieu d'un.

Le Prescott se présente comme une évolution de l'architecture Netburst. Gravé en 0.09 microns, il dispose quasiment du double de transistors par rapport à son prédécesseur le Northwood, en partie en raison d'une quantité de mémoire cache revue à la hausse. On retrouve donc un cache de premier et de second niveau tous deux doublés (respectivement 16 Ko au lieu de 8 et 1024 Ko au lieu de 512), ce qui permet théoriquement d'augmenter les performances, en particulier pour l'hyperthreading. Celui-ci a également été revu par Intel afin de l'optimiser. A ceci s'ajoute l'implémentation d'instructions SSE3 qui complètent les instructions SSE et SSE2 déjà existantes. Il faudra néanmoins attendre que des programmes soient développés pour tirer parti de ces instructions supplémentaires. Si tout ceci est de bonne augure en ce qui concerne les performances même du processeur, celui-ci a néanmoins un handicap de taille face au Northwood : la profondeur de ses pipelines. On retrouve ainsi sur le Prescott des pipelines de 31 étages, contre 20 pour son prédécesseur. Bien évidemment, Intel a effectué ce changement sciemment, le but avoué étant de pouvoir plus aisément monter en fréquence. Malheureusement pour le Prescott, cette augmentation de profondeur lui coûte cher puisque dans l'immédiat ses fréquences sont équivalentes à celles du Northwood et que dans ses conditions une erreur dans une prédiction de résultat lui sera beaucoup plus préjudiciable en termes de performances. Pour compenser cela, Intel a néanmoins fait en sorte d'améliorer la prédiction de branchement afin de limiter les dégâts. Malgré cela, il semble qu'actuellement l'adversaire le plus coriace du Prescott reste bel et bien le Northwood, d'autant que ce dernier chauffe moins : preuves à la page suivante...