在2000的时候，人们还信奉者频率至上的信念，这很大程度上要归咎于Intel的一直宣传，然而Pentium III时代突破1GHz大关的名头却不幸被AMD抢走了，这未免让Intel颇有些面目无光，随后Intel毅然转向了一个新的架构，这个极深流水线设计的架构可以让处理器轻易达到很高的频率，这个架构的名字叫作P68，Intel为这个流水线多达20级的架构起了一个非常时髦的名字——NetBurst。
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第一代Pentium 4：Willamette，采用了180nm工艺
和我们熟知的生产工厂的流水线相似，因为每一级流水线都可以更专注于某一个小的操作/步骤，因此采用极深流水线的可以在同样的工艺下获得更快的时钟频率，因此可以体现得出比较明显的性能增长，然而流水线越长，指令在分支失败的时候就会浪费掉已经耗费的已通过流水线，由于当时处理器都采用了乱序+猜测执行的设计，分支预测是经常碰到的操作。
Pentium III的流水线级数是10，第一代的Willamette Pentium 4是20，到了2004年的Prescott Pentium 4更甚，达到了31级！Intel的工程师需要最大程度地发挥他们的才干，可谓是绞尽了脑汁来提升分支预测的成功率，包括不断提升1级和2级缓存的容量（更大的容量可以支持更多数量的分支预测）。
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NetBurst架构一直发展到双核的Pentium D 9系列
更多的流水线也让设计上变得更复杂了，晶体管数量也大幅增长，同时也带来了耗电和发热量方面的问题。人们戏称Pentium 4为烤炉，耗电和发热量也让Prescott核心Pentium 4最后止步于3.8GHz的频率（当然，疯狂的超频产品不在此例）。
