Mientras que el Pentium 4 tiene una mayor velocidad de reloj (3.0 GHz frente a 2.0 GHz), el Athlon 64 X2 utiliza una arquitectura mucho más moderna y eficiente. La arquitectura del Pentium 4 (NetBurst) era conocida por su alto consumo de energía y su rendimiento relativamente pobre por ciclo de reloj en comparación con la arquitectura de Athlon 64. El Athlon 64 también se beneficia de ser un procesador de doble núcleo, que ofrece verdaderas capacidades de procesamiento paralelo que carece el Pentium 4 de un solo núcleo. Hyper-Threading ayuda, pero no es un sustituto de un segundo núcleo físico.
En resumen, a pesar de la menor velocidad del reloj, el AMD Athlon 64 x2 ofrecerá un rendimiento muy superior En casi todas las tareas.