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AMD全系列64位处理器主要分为：Athlon 64、Athlon 64 FX和Opteron，其中Athlon 64是目前市场上比较常见的，也是三种版本中最为便宜的，主要定位于家庭用户。而Athlon 64 FX定位于高端游戏平台以及工作站，Opteron则适用于高端服务器领域。
AMD全系列64位处理器一览：
Athlon 64 家用 New Castle核心 512KB二级缓存 754Pin
Athlon 64 FX 工作站 Claw Hummer核心 1024KB二级缓存 939Pin
Opteron 服务器 Sledge Hammer核心 1024KB二级缓存 940Pin
新一代处理器的核心集成了 1亿500万晶体管，核心面积达到193平方毫米，但超过一半的核心面积是被1MB容量的二级缓存所占据。新核心构架与Athlon XP的构架极为相似，制作工艺仍为0.13微米。为了确保能够达到更高的时钟频率，相比于Athlon XP，Athlon 64内部管线则更长。处理器内部整数管线达到12级，浮点运算管线为17级。
AMD64技术能够全面兼容32/64位双平台。x86-64的实际内存地址为40位，虚拟内存地址则为48位。为了兼用32位应用程序，AMD64保留了EAX、EBX、ECX、EDX、EBP、ESI、EDI、以及ESP，8个32位指令，并新增了8个64整数寄存器。为了增强浮点运算，同时增加了8个128位的SSE/SSE2寄存器，使得Athlon 64能够支持SSE2指令集。另外还有一点不得不提出的是，AMD64 核心能够配合Windows® XP SP2的“增强病毒防护机制”(Enhanced Virus Protection)系统工作，该系统能够有效的抵御某种被称作"缓冲区超限" 或 "缓冲区溢出"的恶意攻击。
新一代处理器内部整合了DDR SDRAM控制器，使得内存能够和系统总线直接沟通，大大降低了数据请求时的延迟时间。该技术支持PC3200,PC2700,PC2100或PC1600 DDR SDRAM，能够提供6.4GB/s内存带宽，并且支持ECC功能。可以说该技术缔造了没有缓冲的DIMMs。
HyperTransport™ 技术实现了高速I/O通信。HyperTransport接口使用的是浮动式位传输，数据传输率为每秒3.2 GB，同时双向运作，总带宽则高达每秒6.4 GB。
随着处理器的发展，缓存的容量变得越来越重要。Athlon 64处理器拥有64KB的L1指令缓存?4KB的L1数据缓存，L2缓存的容量则高到1MB/512KB。Athlon 64具有分支预测算法和更大的TLB（Translate Look side Buffers，翻译旁视缓冲器），使得处理器的运行效率大大提升。
面向家用领域的Athlon 64处理器多为New Castle核心，采用Sobket 754插槽，通常配备512KB的二级缓存（3700+拥有1024KB L2缓存；其它Athlon 64处理器有512KB L2缓存），并且核心内建的内存控制器不支持双通道功能。为了让大家对他能有一个更加直观的了解，下面我们来了解一下处理器的编号。以上图的Athon 64 3000+的编号“ADA3000AEP4AX”为例：“A”代表产品品牌为Athon 64；“D”代表为桌面处理器（O为Opteron，M为Mobile）；“A”代表功耗限制；“3000”代表型号数字；“A”代表封装形式为754 Pin；E代表工作电压为1.5V；“P”代表核心极限温度为70度；“4”代表L2缓存容量为512KB（5为1024KB）；最后“AX”为部件号。
另外Athlon 64系列处理器采用了全新的PR值标称标准，具体换算公式如下：
实际频率 =（ PR标称值÷ 3）× 2 －266
PR标称值 =（实际频率×3） ÷2 ＋ 400
如果按照这样的公式计算，那么Athlon 64 3000+的实际频率约等于1.8GHz。
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