Разница между процессорами Pentium разных поколений заключается в различных характеристиках и особенностях, например:

• Pentium первого поколения (ядро P5) имели тактовые частоты 60 и 66 МГц. 3 Размер кэша первого уровня L1 составлял 16 Кб (8 Кб на данные и 8 Кб на инструкции), а кэш второго уровня размещался на материнской плате и мог иметь объём до 1 Мб. 3
• Второе поколение (ядро P54) имело частоты от 75 до 200 МГц. 3 При производстве этого процессора Intel применял более совершенный техпроцесс 0,50 мкм. 3
• Pentium PRO (кодовое имя P6) отличало применение технологии динамического исполнения — изменения порядка исполнения инструкций и архитектура двойной независимой шины. 3 Впервые был применён кэш L2, работающий на частоте процессора. 3
• Pentium III по сравнению с предшественником расширил набор команд (добавлен набор инструкций SSE) и оптимизировал работу с памятью. 4 Это позволило повысить производительность как в новых приложениях, использующих расширения SSE, так и в существующих (за счёт возросшей скорости работы с памятью). 4
• Pentium 4 имел полностью изменённую микроархитектуру по сравнению с предыдущими поколениями процессоров. 4 Новая микроархитектура получила название — NetBurst. 4