A VIA Cyrix III-at átnevezték, új neve VIA C3 lett a fejlett „Samuel 2” (C5B) magra váltva. A lapkára integrált L2 gyorsítótár némileg javította a teljesítményt.^[2] Mivel ez a mag már nem a Cyrix technológiára épült, az átnevezés csak egy logikus lépés volt. Az energiafogyasztás növelése és a gyártási költségek csökkentése érdekében a Samuel 2 150nm-es gyártási technológiával készült.

A VIA C3 processzor továbbfejlesztésekor továbbra is az energiafogyasztás minimalizálására fektették a hangsúlyt, és a következő zsugorítással egy vegyes 130/150 nm-es folyamatra váltott a gyártó. Az „Ezra” (C5C) és az „Ezra-T” (C5N) csak a „Samuel 2” mag új változatai voltak, az „Ezra-T” buszprotokolljának néhány kisebb módosításával, hogy az Intel Pentium III „Tualatin” magokkal szerelt változatával kompatibilis legyen. A VIA ekkor évek óta a legalacsonyabb energiafogyasztást tartotta az x86-os CPU-k piacán. A teljesítmény azonban elmaradt a riválisokétól, a tervezés terén elmaradt fejlesztések miatt.^[3]

Egyedülálló módon a kereskedelemben kapható C3 CPU-t dekoratív dobozban forgalmazták.^[3]

A „Nehemiah” (C5XL) egy nagyobb revízió volt a magok tervezésében. Abban az időben a VIA marketingtevékenysége nem tükrözte teljes mértékben a bekövetkezett változásokat. A vállalat a régebbi magok számos tervezési hiányosságát orvosolta, beleértve a fél-sebességű FPU-t is: a Samuel és Ezra magokban az FPU a processzor órajelének felével működött. A futószalagfokozatok számát 12-ről 16-ra növelték, ami lehetővé tette az órajelfrekvencia további növelését. Emellett megvalósították a cmov utasítást, így a processzor 686-os osztályúvá vált. A Linux kernel C3-2 néven hivatkozik erre a magra. Megszüntették továbbá a 3DNow! utasítások kezelését, és helyette bevezették az SSE kiterjesztés támogatását. A tokozás azonban továbbra is az ekkor már idejét múlt Socket 370-es foglalathoz igazodott, és az egyszeres adatátviteli sebességű front-side bus mindössze 133MHz-en futott.

Mivel a beágyazott rendszerek piaca az alacsony fogyasztású, olcsó CPU-kat részesíti előnyben, a VIA kezdte agresszívabban célozni ezt a piaci szegmenst, mivel a C3 meglehetősen jól illeszkedett ezekhez a jellemzőkhöz. A Centaur Technology a beágyazott piac számára vonzó funkciók hozzáadására koncentrált. Példa erre az első „Nehemiah” (C5XL) magba épített kettős hardveres véletlenszám-generátor. (Ezek a generátorok a VIA marketinganyagában tévesen „kvantumalapúnak” vannak feltüntetve. A generátor részletes elemzése világossá tette, hogy a véletlenszerűség forrása termikus, nem pedig kvantumos.^[4])

A „Nehemiah+” (C5P, stepping 8) revízió még néhány fejlesztést hozott, többek között egy nagy teljesítményű AES titkosító egységet, valamint egy különösen kicsi, Micro-FCBGA felületre szerelhető ball grid array kialakítású tokozást, melynek mérete körülbelül egy egycentes érmének felel meg. Ebben az időben VIA az FSB sebességét is 200MHz-re emelte és új lapkakészleteket, például a CN400-at is felkészítette ennek támogatására. Az újabb 200MHz-es FSB vezérlők csak BGA csomagolásban voltak kaphatók, mivel nem voltak kompatibilisek a meglévő Socket 370-es alaplapokkal.

Ezt az architektúrát forgalomba hozásának idején gyakran „VIA C5” néven is emlegették.

(–: nem készült, nincs)

Mivel a memóriateljesítmény a legnagyobb korlátozó tényező a benchmarkok többségében, a VIA processzorokban nagy elsődleges gyorsítótárakat, nagy TLB-ket és agresszív előzetes utasításkód-lehívást valósítottak meg, egyéb fejlesztések mellett. Míg ezek jellemzők nem csak a VIA kialakításokra érvényesek, a memóriaelérés optimalizálása az egyik olyan terület, ahol a tervezésben nem hagytak ki funkciókat a lapkaterület csökkentése érdekében.

Az órajelfrekvencia általánosságban elsőséget élvez a ciklusonkénti utasításszám növelésével szemben. Az olyan komplex jellemzők, mint a sorrenden kívüli utasításvégrehajtás (out-of-order), szándékosan nincsenek megvalósítva, mert hatással vannak az órajel növelésének lehetőségeire, sok extra helyet és energiát igényelnek, és kevéssé befolyásolják a teljesítményt a gyakoribb alkalmazási forgatókönyvekben.

A futószalag úgy van kialakítva, hogy biztosítsa a nagyon gyakran használt regiszter-memória és memória-regiszter formájú x86 utasítások egy órajelütem alatti végrehajtását. Emellett több más gyakran használt utasítás is kevesebb futószalag-ütemet igényel, mint más x86-os processzorokon.

A ritkán használt x86-os utasítások mikrokódban vannak megvalósítva és a processzor emulálja azokat. Ez helyet takarít meg a lapkán és csökkenti az energiafogyasztást. A valós alkalmazási forgatókönyvek többségére gyakorolt hatás minimális.

Ezek a tervezési irányelvek eredetileg a RISC tervek támogatóitól származnak, akik szerint egy kisebb és jobban optimalizált utasításkészlet gyorsabb általános CPU-működést eredményezne. Mivel azonban az x86-os architektúra, így a C3-as is nagymértékben használ memóriaoperandusokat, egyszerre forrásként és célként, maga a C3-as tervezet mégsem tekinthető RISC-nek.

A VIA beágyazott termékeit a hírek szerint (2005) a Nissan autósorozataiban,^[5] a Lafesta, Murano, és Presage modellekben alkalmazzák. Ezek, és más nagy volumenű ipari alkalmazások nagy profitot termeltek a VIA-nak, mivel a kis alaktényezőből és alacsony energiafogyasztásból adódó előnyök beágyazott területen jól alkalmazhatók és keresettek.^[forrás?]

Az IDT Centaur felvásárlása alapján,^[6] a VIA legalább három olyan szabadalom birtokába jutott, amelyek az Intel által használt processzortechnológia kulcsfontosságú aspektusait fedik le. A megszerzett szabadalmak által kínált tárgyalási előnyök alapján a VIA 2003-ban tízéves szabadalmi keresztlicencelési megállapodást kötött az Intellel, amely lehetővé tette a VIA számára, hogy továbbra is x86-kompatibilis CPU-kat tervezzen és gyártson. A VIA emellett hároméves türelmi időt kapott, amely alatt továbbra is használhatta az Intel processzorfoglalatokat érintő infrastruktúráját.