첫 번째 펜티엄4는 2000년 11월에 발표된 윌라멧(Willamette)이였다. 이 cpu는 0.18미크론의 공정으로 만들어졌으며 256KB의 L2 캐시를 가지고 있었다 이때 처음 등장한SSE2는 144개의 단축 명령어로 이루어져 있으며, 이를 사용할 경우 큰 성능 향상을 얻을 수 있었다. 하지만 초기의 펜티엄4는 일반적으로는 낮은 효율과 비교적 낮은 클럭으로 인해 펜티엄3 보다 크게 빠른 것은 아니었다.

윌라멧은 소켓 432에 장착되었는데 이때 sdram이 아닌 RDRAM이 함께 장착되던 시대였다. 속도는 빠르지만 RDRAM의 가격이 워낙비싸 많은 호응을 얻은것은 아니었다. 그래서 일반적으로 구형SDR과 이때 서서히 등장하기 시작한DDR SDRAM과 조합되었는데, 이 경우엔 메모리 대역폭이 프로세서가 필요로 하는 대역폭에 턱없이 모자라서 제 성능이 나오지 않았다. 또 후기 버전에서는 소켓 478로 이동하면서 혼선을 불러왔다. 이때 나도 시대의 흐름에 따라 펜티엄4을 구입하였으나 가격으로 인해 DDR SDRAM과 함께 사용한 기억이난다. 높은 RDRAM의 가격 때문에 1대정도 다른분 pc을 조립하면서 사용한적이 있다.

이때부터 프로세서의 출력을 위한 12v 단자를 별도로꽂게되는 시대가 시작된것이다. 초기는 메인보드에 연결되는 파워커넥터는 하나였지만 추가의 4핀 규격으로된 별도의 파워를 함께 연결해 사용하게 된것이다.(요즘은 다 그렇다)

다음번에 나온펜티엄4는 노스우드(Northwood) 코어였다. 좀더 세밀한 0.13 미크론 공정으로 제조되었고 좀더 높은 클럭으로 발전되었다. 이때 드디어 등장하게 된것이 두 개의 스레드를 비어 있는 파이프라인에 순차적으로 집어넣을 수 있게 한 하이퍼스레딩(Hyper-Threading) 기술이 등장했다. 요즘 멀티코어(듀얼,쿼드)가 주는 멀티 쓰레드를 논리적으로 구현한 셈이다. 즉 하드웨어적이 아닌 논리적(소프트웨어)적인 쓰레드를 만든것이다.

하나의 물리적 프로세서가 논리적으로 두 개의 프로세서처럼 동작하며, 멀티스레드 구조의 프로그램에서는 다소의 성능 향상을 얻을 수 있었지만(이론상 약30프로) 당시의 프로그램 환경에서는 큰 이득을 얻기 힘들었다. 왜냐하면 이런 기술을 사용하게 하는 프로그램이 개발되지 못했기 때문이다. 요즘에서야 등장하기 시작했기 때문이다.

참고: 스레드(thread)는 어떠한 프로그램 내에서, 특히 프로세스내에서 실행되는 흐름의 단위를 말한다. 일반적으로 한 프로그램은 하나의 스레드를 가지고 있지만, 프로그램에따라  둘 이상의 스레드를 동시에 실행할 수 있다. 이러한 실행 방식을 멀티스레드(multithread)라고 한다(다음호에서 계속)