Powstały wersje 32-bitowe oraz 64-bitowe należące do wszystkich serii procesorów AMD od K7 wzwyż. Istnieje również odmiana procesorów przeznaczona dla laptopów pod nazwą Mobile Sempron. Athlon 64 – rodzina procesorów tworzona od 2003 roku należąca do serii K8. Dzięki technologii AMD64 obsługiwała jednocześnie instrukcje 32-bitowe oraz 64-bitowe. Zastosowano w nich wbudowany kontroler pamięci, a rdzeń został dla bezpieczeństwa osłonięty miedzianą płytką. Do rodziny należą układy z serii Athlon Neo przeznaczone dla supercienkich komputerów. Opteron – rodzina procesorów przeznaczonych do serwerów i klastrów komputerowych należąca do serii K8. Posiadają zintegrowany kontroler pamięci DRAM, interfejs HyperTransport. Są wykonane w wieloprocesorowej architekturze NUMA. Są budowane od 2003 roku. Athlon 64 X2 – pierwsza rodzina dwurdzeniowych procesorów AMD tworzona od 2005 roku. Jako jedyne należą do rodziny K9. Obsługują instrukcje SSE3, wykonuje się je w technologii 90 nm lub 65 nm. Rozwinięciem tej rodziny są procesory Athlon X2. Athlon 64 FX – rozwinięcie rodziny Athlon 64 z układami przeznaczonymi głównie dla graczy. Posiadały najwyższe częstotliwości zegara ze wszystkich procesorów Athlon. Bezpośrednio z nich wywodzi się platforma . Turion – rodzina procesorów przeznaczona dla komputerów przenośnych istniejąca od 2005 roku.