Les premiers processeurs Athlon 64, nom de code NewCastle, était en finesse de gravure de 130nm. La seconde génération de ces Athlon 64, nom de code Winchester, est en 90nm, et sont réputé pour leur très bonne stabilité en overclock.
La dernière génération qui vient de sortir, la Venice, ajoute les SSE3 et un contrôlleur mémoire amélioré. Une version avec 1Mo de cache L2 du Venice, je ne me rappelle plus du nom, est également apparu.