Pentium Pro adalah mikroprosesor berarsitektur x86 buatan Intel. Prosesor ini merupakan jajaran teratas dari prosesorPentium pada tahun 1995. Kinerja untuk aplikasi 32-bit yang tinggi, cache L2 dalam tubuh yang berjalan setara dengan kecepatan prosesor hingga 1.024 KB (1 MB) adalah keunggulannya. Kata Pro dalam Intel Pentium Pro merupakan singkatan dari Precision RISC Organization, bukannya Professional seperti dugaan banyak orang.
Chip Pentium Pro sangat unik jika dibandingkan dengan prosesor lain karena konstruksinya yang sama sekali berbeda. Intel Pentium Pro menggunakan konstruksi Multi-Chip Module (MCM), berbeda dengan Pentium MMX yang hanya menggunakan konstruksi Single-Chip Module. Konstruksi MCM ini disebut oleh Intel sebagai PGA Dual-Cavity.
Pada Pentium Pro terdapat dua inti prosesor, yang pertama adalah chip Pentium Pro itu sendiri dan yang lainnya adalah cache L2 SRAM berukuran 256 KB, 512 KB, atau 1.024 KB. Inti prosesor Pentium Pro memiliki 5.500.000 transistor dan SRAM 256 KB pada cache L2-nya memiliki 15.500.000 transistor. Berarti, Pentium Pro yang memiliki cache L2 sebesar 1.024 KB memiliki kira-kira 67.500.000 transistor.
Ukuran prosesor Pentium Pro dibandingkan dengan sebuah pena.
Inti prosesor utama memiliki cache L1 sebesar 16 KB yang dibagi menjadi dua, 8 KB untuk instruksi berjenis asosiatif dua lajur dan 8 KB untuk cache data yang berjenis asosiatif empat lajur. Cache L2 merupakan salah satu keunggulannya. Dengan mengintegrasikan cache L2 pada tubuh prosesor dan memisahkannya dari papan induk, Pentium Pro memiliki kecepatan cache L2 yang setara dengan kecepatan prosesor (full core speed) ketimbang menjalankannya pada FSB 66 MHz yang justru akan memperlambat performanya, bahkan kinerjanya tidak akan jauh berbeda dengan prosesor generasi kelima Intel, yaitu Pentium. Dengan mengintegrasikan cache L2 pada prosesor, maka papan induk pun menjadi semakin murah karena tidak ada lagi SRAM yang harus dibeli secara terpisah. Konsekuensinya, harga prosesor semakin melambung. Beberapa produsen papan induk mungkin masih mengintegrasikan SRAM pada papan induk yang mereka buat, tetapi hal ini akan menjadikannya turun tingkat menjadi L3. Sudah menjadi rahasia umum apabila cache L3 yang berjalan pada kecepatan FSB yang kurang akan memberikan peningkatan kinerja pada Pentium Pro, dibandingkan dengan Pentium.
Salah satu fitur cache L2 dalam tubuh prosesor adalah peningkatan kinerja yang sangat signifikan. Ketimbang mendukung SMP seperti pada Pentium, maka Pentium Pro memiliki dukungan MPS (Multi-Processor Specification) versi 1.1. Pentium Pro dan MPS dapat menjalankan empat prosesor bersamaan. Tidak seperti konfigurasi multiprosesor lainnya, Pentium Pro dapat menghindari ketidaksamaan kecepatan cache karena setiap chip memiliki cachenya sendiri, didukung cache L1 dan L2 yang sudah termasuk dalam tubuh prosesor. Pengujian yang melibatkan lebih dari 200 prosesor Pentium Pro yang dipasang bersamaan menggunakan sistem operasiUNIX, sebuah laboratorium dapat menembus 1 triliun Floating Point Operation per detik (TFLOPS) sehingga memecahkan rekor "Superkomputer Tercepat" dari Guinness World Book of Record.
Papan induk berbasis prosesor Pentium Pro memiliki bus PCI yang sangat eksklusif serta bus ISA. Intel sendirilah yang membuat chipset untuk Pentium Pro (seri Intel 450). Intel mendesain rancang bangun ATX untuk memberikan dukungan yang lebih baik pada Pentium Pro dan prosesor masa depan, seperti Pentium II, Pentium III, dan Pentium 4 maupun AMDSempron, Athlon, dan Opteron. Pentium Pro juga bisa digunakan pada rancang bangun selain ATX, tergantung jenis papan induk yang digunakan. Banyak produsen sistem Pentium Pro malah tergoda untuk merangkai Pentium Pro pada rancang bangun Baby-AT dan mempertahankan desain tersebut. Masalah besar pun muncul, prosesor menjadi terlalu panas karena Pentium Pro mengonsumsi daya lebih dari 25 Watt.
Kekurangan Pentium Pro adalah sangat lemah apabila dihadapkan pada perangkat lunak berbasis 16-bit karena rancang bangunnya berbasis pada RISC (Reduced Instruction Set Computing), FPU (Floating Point Unit) yang cepat, dan cache L2 terintegrasi. Apalagi kala itu, sistem operasi yang digunakan pun masih berbasis DOS dan Windows 95. Hanya sistem operasi murni 32-bit sajalah yang bisa mendongkrak potensinya, seperti IBMOS/2, OS/2 Warp, keluarga UNIX, dan MicrosoftWindows NT. Perangkat lunak yang ada mau tidak mau harus didesain ulang agar prosesor ini dapat mengeluarkan semua potensi yang dimilikinya.
Prosesor ini tidak pernah sukses di kalangan pemilik komputerdesktop. Prosesor ini sangat sukses dijadikan sebagai otak sebuah server dalam suatu jaringan. Prosesor ini adalah leluhur dari prosesorIntelPentium II dan Xeon. Berarti, prosesor ini memang ditujukan untuk kalangan workstation maupun server yang menangani banyak perintah tiap detiknya. Kelemahan lain prosesor ini adalah 5 kali lebih mahal daripada Pentium MMX yang dirilis pada tahun 1997.
