Prescott'un blok şeması, kökten bir değişiklik yapılmadığı için Northwood'unkinden veya Willamette'ninkinden çok farklı değil.
Büyük Tampon bellekler ve ek yönergeler hızlı bir işlemci yaratmak için pek yeterli değildir, bu yüzden Intel'in yaptığı değişikliklere biraz daha ayrıntılı bakalım.
Her şeyden önce Pentium 4'ün içinde neler olup bittiğini bir özetleyelim: Yönergeler 64 bit genişliğinde, 200 Mhz ve 6.4 GB/s hızında veri yolu üstünden alınır. Sonra L2 tampon belleğe girerler. Bir sonraki verinin ne olacağını tahmin edebilmek için dallanma tahmini denilen bir işlem yürütülür, bunun için gelen yönergeler incelenir ve BTB (Branch Target Buffer - Dal Hedef Bellek) etkin hale getirilir. Değiştirilmiş yönergeler buradan x86 verisini küçük operasyonlara çeviren yönerge çözücüsüne gönderilir.
x86 yönergeleri genellikle karmaşık ve döngülerden oluşurlar, bu yüzden Intel ilk Pentium 4 Willamette'te klasik L1 yönerge tampon belleğini iptal etmiştir. Olay temelde küçük operasyonlarda ve yönerge çözücüsünde (Instruction Decoder), daha akıllı çözümler ve gereksiz işlemleri yok etmekte bitiyor. Uygulama İz Belleği (Execution Trace Cache) küçük operasyon dizilerini, Hızlı Uygulama Motoruna (Rapid Execution Engine) daha düzenli bir şekilde iletmek için, saklar ve yeniden düzenler.
İlk dikkat çekici değişiklik Dal Hedef Belleğinde ve yönerge çözücüsünde. Eğer BTB bir dallanma tahmini yapamazsa, yönerge çözücü performansı çok az etkileyen statik bir tahmin yaparak işlemlere devam eder. Bu küçük etki kendini daha iyi bir döngü tahmini süreciyle göstermektedir. Dinamik dallanma tahminide geliştirilerek tam sayı çarpma işlemleri artık özel birimlerde yapılmaktadır.
Dallanmayı tahmin edebilmek daha yüksek performans kazanmanın temel taşıdır. Eğer işlemci bir sonraki işlemin ne olacağını bilir veya tahmin edebilirse, iş hattını ona en uygun şekilde doldurabilecek demektir. Bu işlem eskiye nazaran daha önemli hale geldi çünkü işhattı 20 aşamadan 31 aşamaya çıkartıldı. Daha yüksek saat hızlarına erişebilmek için Intel her aşamanın karmaşıklığını minimuma indirmeye çalışmış. Bunun bedeli ise işlemcinin yanlış tahminlere karşı daha duyarlı olması.
Şimdi Intel'in tampon bellekleri neden arttırdığı biraz daha anlam kazandı, çünkü yanlış bir tahmin sonucu sistemi çalışır halde tutmak eskiye nazaran daha önemli hale geldi. İşhattını dolu tutmak için doğru verinin hazır olması gerekir. Bunu sağlamak içinse, L1 veri belleği gerekli olan verinin bellek içinde hazır olup olmadığını kontrol edebilmek için sekiz yollu ilişkisel değer ile ilişkilendirilmiş.
