Ngày 3 tháng 3 năm 1992, Intel giới thiệu bộ xử lý gấp đôi tốc độ (DX2), ngày 26 tháng 5 năm 1992 phiên bản khác của DX2 là OVERDRIVE ra đời với 169 chân và ngày 14 tháng 9 năm 1992 phiên bản khác của OVERDRIVE ra đời với 198 chân. Các bộ xử lý này chạy với tốc độ gấp 2 tốc độ hệ thống chủ (nếu bo mạch chủ thiết kế 25 MHz thì 486DX2/OVERDRIVE chạy với tốc độ 50MHz.
486DX2/OVERDRIVE sản xuất dựa trên công nghệ mạch 0.8 micro với 1.1 triệu tranzito và nó có ba phiên bản với 3 tốc độ khác nhau:
40 MHz cho hệ thống 16 hoặc 20 MHz
50 MHz cho hệ thống 25 MHz
66 MHz cho hệ thống 33 MHz
Tiếp sau 486DX2/OVERDRIVE, Intel cho ra đời bộ xử lý 486DX4 với hệ số nhân ở 2X, 2.5X và 3X tuỳ theo cách cắm Jump trên bo mạch chủ. Sau đó bộ xử lý 486DX4/OVERDRIVE được giới thiệu và chỉ chạy ở hệ số 3X với điện áp làm việc điều chỉnh được 3V hoặc 5V.
Ngày 19 tháng 10 năm 1992, Intel công bố thế hệ thứ năm của bộ xử lý (tên mã là P5) được đặt tên là Pentium chứ không phải là 586 như chúng ta thường gọi. Gọi 586 thường người sử dụng quen hơn nhưng Intel đã phát hiện ra cách đặt tên theo số này không được coi là một thương hiệu của và công ty muốn ngăn chặn các nhà sản xuất khác dùng cùng một tên gọi đó cho các loại chip nhái. Chip Pentium được bán ra thị trường ngày 22 tháng 3 năm 1993. Cũng như các loại chip ra đời trước, Pentium có tính tương thích với mọi sản phẩm cho các bộ xử lý ra dời trước. Trong bộ xử lý này được tích hợp 3,1triệu trasistor, sử dụng một đường dữ liệu 64 bit, một đường địa chỉ 32 bit, và bộ nhớ cache L1 là 16KB; và nó có tốc độ từ 60MHz đến 200MHz. Điểm đặc biệt là cùng với việc giới thiệu chip Pentium có 2 đường dữ liệu, công nghệ xử lý lệnh theo ống kép (dual pipelining), còn được gọi là kiến trúc siêu hướng (superscalar architecture) được sử dụng cho phép chip có thể xử lý được 2 lệnh đồng thời tại một thời điểm nên Pentium ngay khi ra đời đã được đón nhận nồng nhiệt.
Đây là CPU thế hệ thứ 5 của Intel đã được đưa ra sử dụng. Nó có chi tiết kỹ thuật của Socket 7 với điện áp chuẩn là 3.3V (một số sử dụng 5V). Nó cũng có một bộ nhớ Cache L1 cài sẵn là 16K.Chip Pentium giống như chứa hai chip 486 ở bên trong. Nó có độ rộng bus địa chỉ 32 bit, nhưng bus dữ liệu đạt tới 64 bit, có khả năng ghi địa chỉ bộ nhớ tới 4 GB. Chip Pentium có thể chuyển lượng dữ liệu ra vào CPU gấp 2 lần chip 486. Chip Pentium có hai Cache trong riêng biệt mỗi Cache đơn 8KB. Mạch điều khiển và bộ nhớ Cache được tích hợp trong chip.
Bộ xử lý Pentium được sản xuất trên công nghệ BiCMOS (Bipolar-CMOS), làm tăng độ phức tạp của thiết kế lên 10% nhưng bù lại hiệu năng tăng thêm từ 30-35% mà kích thước và điện năng tiêu thụ không tăng. Tất cả các chip Pentium đều được cải tiến SL, nghĩa là chúng có chế độ quản lý điện năng. Điện áp tiêu chuẩn sử dụng là 3.3V STD (standard- chế độ chuẩn), có loại Pentium 100MHz đặc biệt sử dụng điện áp 3.465V được gọi là VRE (Voltage reduced Extended). Bên cạnh đó còn có loại với chế độ 3.3V đặc biệt gọi là VR (Voltage reduced) khoảng điện áp từ 3.3V đến 3.465V với danh nghĩa là 3.38V.
Để giảm điện năng tiêu thụ, Intel còn giới thiệu bộ xử lý Pentium đặc biệt với công nghệ giảm điện áp (Voltage Reduction Techlogy) cho họ chip từ 75 đến 266 MHz dành cho máy tính sách tay. Các loại chip này khong đóng gói như cách thông thường và nó rất m ỏng, được hàn đặc biệt lên bo mạch chủ.
Sử dụng dạng chân PGA 273 chân (sử dụng đế cắm loại 4 – Socket 4) chạy với điện áp +5V (không thông dụng). Chúng hoạt động ở tần số 60MHz hoặc 66MHz.
- Pentium thế hệ thứ hai (Without MMX-P54C)
Có 296 chân, kiểu đóng gói lfa PGA (Socket 5 hoặc Socket 7), với điện áp chuẩn STD trong và điện áp bên ngoài là 3.3V (một số sử dụng 5V). Chúng hoạt động ở tần số từ 75MHz đến 200MHz. Nó cũng có một bộ nhớ Cache L1 cài sẵn là 16K.
- Pentium thế hệ thứ ba (With MMX- P55C)
Thế hệ Pentium thứ ba (còn gọi là thế hệ MMX) được đưa ra thị trường vào năm 1997, có tích hợp phần mở rộng về multimedia để hỗ trợ bộ vi xử lý làm việc với các trò chơi đòi hỏi phần đồ họa mạnh. Chúng sử dụng Socket 7, điện thế +2,8V, và chạy với tốc độ từ 166MHz đến 233MHz. Mặc dù điện thế khác nhau giữa loại Pentium MMX với những bộ vi xử lý dùng Socket 7 khác, nhưng CPU MMX không cần bản mạch chính phải được thiết kế dành riêng cho CPU này hoặc không cần thiết bị VRM, mà nó có thể tự hạ điện thế xuống mức nó hoạt động.
CPU này có các phiên bản 66/166, 66/200 và 66/233 MHz và một phiên bản riêng cho máy tính sách tay 66/266 MHz. Pentium MMX với đế cắm Socket 7 được thiết kế với điện áp bên trong CPU là 2.80V, điện áp bên ngoài là 3.3V và bộ nhớ Cache L2 bên trong là 32K. Nó còn hỗ trợ MMX Instruction Set đặc biệt dùng để xử lý dữ liệu đa phương tiện truyền thông. Đây là loại CPU được xử dụng rộng dãi trong sau những năm 1997.
Bộ xử lý Pentium MMX
07/3/1994 thế hệ thứ hai
Tốc độ tối đa 60,66,75,90,100,133,150,166,200 Hệ số nhân đồng hồ 1x (thế hệ thứ nhất)
1.5x và 3x thế hệ thứ hai Kích thước thanh ghi 32 bit
Bus dữ liệu ngoài 64 bit Bus địa chỉ bộ nhớ64 bit
Kích thước Cache 8KB mã lệnh, 8KB dữ liệu
Kiểu Cache Tập hai chiều kết hợp, dữ liệu đệm ghi được Chế độ truyền khốiCó
Số lượng tranzito 3.1 triệu
Kích thước mạch 0.8 micro (60/66MHz), 0.6 micro (75-100MHz) và 0.35 micro
Dạng đóng gói 273 chân PGA, 269 chân SPGA dạng hộp Bộ đồng xử lý toán học Cài sẵn FPU
Quản lý điện năng SMM (chế độ quản lý hệ thống), cải tiến ở thế hệ thứ hai
Điện áp làm việc 5V (thế hệ thứ nhất), 3.465V, 3.3V, 3.1V, 2.9V (thế hệ
thứ hai)
4.6BXL 32 bit: Các bộ xử lý thế hệ thứ 6 / Vi kiến trúc Pentium M
Các bộ xử lý P6 đại diện cho một thế hệ bộ xử lý mới với các tính năng chưa từng có trong các thế hệ trước đó. Bộ xử lý đầu tiên trong họ P6 là bộ xử lý pentium Pro được bán ra vào tháng 11 năm 1995, khoảng thời gian chuyển tiếp thế hệ Pentium thế hệ thứ hai sang thế hệ MMX. Về mặt vật lý, Pentium Pro được đóng gói theo dạng PGA, chip hình chữ nhật với 387 chân, sử dụng đế cắm Socket 8, điện thế +3V. Nó được thiết kế chủ yếu cho dòng máy chủ (server) và tối ưu với hệ điều hành 32 bit. Do trong môi trường hệ điều hành 16 bit như Windows 3.1, bộ vi xử lý này hoạt động chậm hơn so với thế hệ Pentium, nên nó không được nhiều người sử dụng. Bộ xử lý Pentium Pro tích hợp công nghệ quad pipelining, cho phép nó thực hiện