שולפים את התותחים הכבדים: פנטיום 4 ו-Athlon 64
בין השנים 2000 ו-2006 שלט מעבד הפנטיום 4 ביד רמה בתחום ההמהרה. למרות בעיית פליטת חום אשר סבל ממנה ברוב דגמיו השונים, הפנטיום 4 היה אחד המעבדים האהובים ביותר על חובבי ההמהרה. למעשה, ניסיונות ההמהרה נעשו קיצוניים עד כדי כך, עד שלבסוף הצליחו להגיע לתדר חסר תקדים בכל קנה מידה העומד על 8 גיגה-הרץ. זהו היה השינוי הארכיטקטוני הגדול ביותר מאז ימי הפנטיום 2, ועד היום נחשב לשם דבר בעולם המעבדים. מעבד זה סימן גם את תחילת השימוש בטכניקות הגנה מפני חום, מה שנקרא בעגה המקצועית Thermal Throttling. בעזרת מאפיין זה המעבד ביצע מחזור סרק ללא עיבוד אחת למספר מחזורים על מנת להקטין את פליטת החום ולמנוע נזק. כמעט מיותר לציין שהקהל הממהירים מיהר לכבות אופציה זו בביוס הרבה לפני שניגשו להתעלל במעבד.
סף ה-3 גיגה-הרץ הושג במהירות על ידי הפנטיום 4, ובערך בתקופה זו החליטה אינטל לנטוש את ה-RDRAM, שאחת ההחלטות הגרועות ביותר שעשתה מעולם הייתה להשתמש בו מלכתחילה. ה-RDRAM היה יקר משמעותית מזיכרונות ה-SDRAM וה-DRR ולמעשה לא הציג לעומתם כל יתרון יחסי. בתקופה זו זרחה VIA, שהייתה הראשונה להציג ערכת שבבים לפנטיום 4 שבקר הזיכרון שלה תומך ב-DDR. אינטל קיטרגה על כך שאין לראשונה רישיון לייצר ערכות שבבים למעבדיה, אולם זה לא מנע מערכות השבבים, וכמובן לוחות האם הרבים שהתבססו עליהן, להיות פופולריים מאוד בקרב קהילת הממהירים.
המהרה לעשירים – מעבדי אקסטרים
הטכנולוגיה הבאה בתור הייתה ה-Hyper Threading, תכונה שגרמה למעבד להקצות משימות נוספות ליחידות שלא השתתפו בחישוב. במרבית המקרים, הורגש שיפור בביצועים. אולם בתרחישים מסויימים זה האט את המעבד, מה שגרם למשתמשים לא מעטים לכבות את התכונה בביוס. בשנת 2004 הגיעה ליבת ה-Northwood שהתגלתה כחביבה ביותר בקרב קהילת הממהירים. עם ליבה זו נעשה צעד חריג יחסית מצידה של אינטל והוא שחרור ה-Pentium 4 Extreme Edition, שלראשונה מאז ימי הפנטיום 2 הגיע עם מכפלה פתוחה לחלוטין. פתיחת המכפלה במעבד היוותה את התמיכה הרשמית הראשונה של אינטל בתחום ההמהרה לאחר שהסתייגה מתחום זה לחלוטין במשך שנים.
בתקופה זו עשתה אינטל צעד חכם, ובמקום להחליף תושבת כל דור (מה שעלול להבריח קונים פוטנציאליים) התקבעה למשך 3 שנים על תושבת ה-LGA 755 המפורסמת, על ה-DDR2 ועל ה-PCI-E, שיכל לרוץ בתדר של 100 מגה-הרץ מבלי להיות תלוי בתדר שאר המערכת. השלב הבא היה ליבת ה-Cedarmil, ליבה חדשה תחת אותו מותג המתבססת על אותה ארכטיקטורה, שעברה מזעור ל-65 ננומטרים, ולימים, באמצעות ערכת השבבים שהושקה יחד עם ה-Core 2 קבעה איתו שיאים רבים בעצמה. בעזרת שינויים פיזיים למערכי המתח של לוח האם וחנקן נוזלי, הגיעה המערכת לתדר הגבוה בעולם נכון להיום – 8 גיגה-הרץ.
AMD הגיבה לאיום המתגבר במה שנודעת כיום כסדרת המעבדים המוצלחת ביותר בתולדות החברה, ה-Athlon 64. מדובר בהבטחה שעד היום לא מומשה לגמרי, אשר "הושאלה" מתחום השרתים, אולם עשתה את הרושם הנכון בזמן הנכון וגרמה לאנשים לנדוד חזרה ל-AMD. בקר הזיכרון עבר מהגשר הצפוני למעבד עצמו, מה שייעל את התקשורת בין המעבד לזיכרון בצורה משמעותית, אולם לא הייתה חפה מבעיות. בכדי להביא את המעבד למהירות הגבוהה האפשרית נהוג לעיתים לשחרר את תזמוני הזכרונות, ובקר הזיכרון החדש היה רגיש לכך. חיסרון אחר, רציני הרבה יותר, היה שהמתח אותו נבחר לתת למעבד, יועבר אוטומטית לבקר הזיכרון, הרגיש בהרבה לשינויי מתח ונטה להשרף בקלות. בעיה זו נפתרה רק עם השקת תושבת ה-AM2+.
התשובה לגרסאות האקסטרים של אינטל הגיעו בדמות מעבדי ה-Athlon FX, שגם הוא עלה כמו מערכת מחשב ממוצעת למשחקים, אבל הגיע עם מכפלות פתוחות לחלוטין. גם ה-Athlon FX שבר שיאי ביצועים בעזרת אמצעי קירור קיצוניים, ובמהרה הוצגה תושבת ה-939, שנזכרת עד היום בתור התושבת המוצלחת ביותר של החברה, ולמעשה מסמנת את תור הזהב שלה.
