英特爾這款代號Northwood的處理器是第一款採用0.13微米製程的Pentium 4晶片，因此處理器體積從原本的217平方釐米縮小至146平方釐米，但依然比Athlon XP的128平方釐米來得大。此一轉變讓該款處理器速度得以更快，耗電量更低，散熱更少，同時也可有效降低製造成本。英特爾也將第二層(L2)記憶體快取的容量從原本的256KB擴增至512KB，換言之，更多經常性存取資料可直接儲存在處理器上，因此效能可望更加提升。
相較之下，Athlon XP 2000+只有128KB的L1快取記憶體與256KB的L2快取記憶體，且仍採0.18微米製程(超微計畫在未來幾週內將Athlon改採0.13微米製程)。有些業界人士因此猜測Northwood在性能上必定大幅超前Athlon，超微可能又得開始苦苦在後追趕。
不過根據ZDNet德國的實際測試結果顯示實情並非如此。新款Pentium 4的確在某些領域擊敗Athlon XP(如多媒體創造)，但在多數項目上，Athlon還是超前價格多了200美元以上的頂級P4晶片。
Athlon XP 2000+目前售價339美元，2.2GHz Northwood Pentium 4則為562美元；2GHz Northwood P4為364美元。時脈2GHz的舊款Willamette P4則為278美元。
另一項影響系統價格因素是Northwood晶片可搭配Rambus RDRAM記憶體或DDR DRAM記憶體。前者價格更高，但效能更佳；後者則較具價格優勢。但在同樣搭配DDR記憶體的情況下，Pentium4性能普遍落後於Athlon XP。
Athlon在ZD Business Winstone性能測試上也遠勝於頂級Pentium 4晶片，此一測試主要是衡量電腦在執行常用應用程式(如生產力套裝軟體)的性能。Athlon XP 2000+在此類別得到70.2分；搭配RDRAM記憶體的2.2GHZ P4得到65.6分；採用DDR記憶體的P4則為62.6分。
不過在測試高階繪圖應用軟體的ZD Content Creation Winstone效能測試上，搭配RDRAM的2.2GHz P4則以36.5分稍具上風，Athlon XP 2000+則以35.4分居次，而採用DDR的2.2GHz P4只拿到34.1。
在其他類別上Athlon普遍領先頂級P4晶片，即使是P4搭載RDRAM記憶體亦同。例如Athlon XP 2000+在執行MusicMatch Jukebox 6.1版MP3壓縮上便以5.2秒的速度領先2.2GHz P4搭載RDRAM的5.9秒。在3D Studio Max 4.2版圖形顯示測試中，Athlon以20秒速度領先P4的22秒。
遊戲與網路應用軟體則屬例外，因為許多這類軟體皆已針對Pentium多媒體延伸指令做過最佳化。在Adobe Acrobat測試上，2.2GHz RDRAM P4以2.72秒領先Athlon XP 2000+的4.02秒；在Flash動畫測試上，2.2GHz RDRAM P4也以82.5分領先Athlon XP 2000+的81.7分。不過P4搭配DDR記憶體則比Athlon XP 1800+效能得來差，只獲得77.7分。
在遊戲軟體如Quake III的測試上，2.2GHz P4搭配RDRAM的性能比Athlon XP 2000+來得好，但2.2GHz P4搭配DDR則比Athlon XP 2000+來得差，有時甚至連Athlon XP 1800+也不如。
英特爾與超微對此性能測試結果都各有說法。「無論如何，Pentium 4還是當今世界上速度最快的晶片。」英特爾桌上型產品集團副總兼總經理Louis Burns在提及最新款P4時表示。
「這證明我們的產品的確是性能最佳的領導者。」AMD行銷經理Mark Bode則如是說
