Der Athlon 64 FX ist eigentlich kein Athlon 64, sondern ein Opteron-Derivat, er teilt sich in seiner ersten Version mit diesem Serverprozessor auch die Bauform des Sockels (940 Pins, "Sockel 940"). Gegenüber dem Athlon 64 bietet er einen zweiten Speicherkanal für DDR400-RAM. Dieses Merkmal hat jedoch seinen Preis: Nicht ca. der Prozessor selbst ist dadurch teuer, er benötigte noch dazu die gleichen (Server)-Hauptplatinen wie der Opteron, die in teurer 6-Layer-Technik ausgeführt sind. Um die Kosten für die Käufer zu drücken entwickelte AMD einen neuen Sockel mit 939 Pins in anderer Anordnung, der ca. noch 4-lagige Hauptplatinen erfordert. Die ersten Prozessoren dieser Bauform kamen in dem Juni 2004 in den Handel.

Für den Athlon 64 FX hat sich AMD ein neues Vermarktungskonzept ausgedacht: Da die Taktrate ohnehin ca. noch bedingt Aussagekraft über die Leistungsfähigkeit eines Prozessors besitzt, verzichtet man beim Athlon 64 FX völlig auf irgendwelche Taktangaben in dem Namen und bezeichnet alle derartigen Prozessoren einfach Athlon 64 FX. Der Kunde (vor allem aus der Spielerszene) soll sicher sein, stets den schnellsten Athlon 64 zu kaufen, wenn er einen neuen Athlon 64 FX ersteht. Im Moment, im AMD einen schnelleren Athlon 64 FX bringt, verschwindet sein Vorgänger vom Markt. Da dies ca. für Neuware gilt, und ansonsten auf dem Gebrauchtmarkt Chaos eintreten würde, gibt es trotzdem noch eine Modellbezeichnung, die jedoch nichts mehr mit irgendwelchen Taktraten zu tun hat: Der erste FX-Athlon heißt Athlon 64 FX-51 (2,2 GHz), der nächste FX-53 (2,4 GHz) usw.

Der "normale" Athlon 64 hat ca. ein einkanaliges Speicher-Interface und kommt daher mit 754 Pins ("Sockel 754") und 4-lagigen Hauptplatinen aus. Da er in dem Gegensatz zu dem FX auch für "zivile" Menschen mit weniger dickem Geldbeutel gedacht ist, besitzt er zusätzlich noch eine Energiesparfunktion mit dem Namen Cool'n'Quiet. Dabei handelt es sich um eine verbesserte Version des vom Mobile Athlon bekannten PowerNow!, das hier aber erstmals in Arbeitsplatzrechnern zur Anwendung kommt. Kerntakt und -spannung des Athlon 64 lassen sich während des Betriebs durch ein ACPI-kompatibles Betriebssystem in bis zu 32 Stufen regeln. Für Windows Me, 2 Tausend und XP (ältere Systeme sind nicht ACPI-fähig) stellt AMD dazu einen Prozessortreiber (amdk8.sys) zur Verfügung, der es diesen Betriebssystemen ermöglicht, den Prozessor als ACPI-Prozessorobjekt anzusprechen. Auch der Linux-cpufreq-Treiber beherrscht Cool'n'Quiet. Unabhängig vom benutzten Betriebssystem muss das BIOS des Rechners diesen Stromsparmodus allerdings unterstützen, was nicht grundsätzlich der Fall ist.

Bislang wurden zwei Varianten des "normalen" Athlon 64 herausgebracht, die auf die Namen Clawhammer und Newcastle hören. Der ältere Clawhammer-Kern der Revision C0 bildete die Basis für die ersten Athlon 64 mit 1 MB L2-Cache, die ab Mitte 2003 ausgeliefert wurden. Die neuere Revision CG korrigierte die Tendenz des Speichercontrollers in dem Athlon 64, bei Verwendung von drei DDR-400-Speicherriegeln aus "Sicherheitsgründen" auf 333 MHz DDR-Takt abzuregeln und hatte weniger thermische Verlustleistung. Der Name Newcastle tauchte erstmals in Verbindung mit Prozessoren auf, bei denen eine Hälfte des L2-Caches deaktiviert war und die zu dem Ausgleich mit mehr Takt liefen, um nominell die gleiche Leistung zu erbringen. Inzwischen gibt es "echte" Newcastle-Athlon 64, die physisch tatsächlich ca. über 512 kB Cache verfügen. Mit ihnen vollzog auch der normale Athlon 64 den Wechsel zu dem Sockel 939. Der Sockel 754 wird zukünftig die Heimat für AMDs 32- und 64-Bit-Prozessoren der unteren Preisklasse.

Siehe auch: Liste von Nicht-Intel-Mikroprozessoren, Mikroprozessoren von Intel

• Detaillierte Informationen und Erläuterungen zum AMD Ahtlon 64 (engl.) (http://www.chip-architect.com/news/2003_09_21_Detailed_Architecture_of_AMDs_64bit_Core.html)