Deriva dall'Athlon 64 ed è stata prodotta per Socket 939 e AM2; riprende quindi l'architettura (K8), anche se in fase di sviluppo venne denominata K9. Dal punto di vista tecnico si realizzò l'unione di due core Athlon 64 all'interno di un unico die con l'integrazione di unità di controllo addizionali. Essi condividono un controller di memoria (memory controller) dual channel di tipo DDR o DDR2 rispettivamente per le cpu Socket 939 e Socket AM2. Per entrambi i core la cache L1 consta sempre di 128 KiB (64 per i dati e 64 per le istruzioni) mentre la L2 può avere 512 KiB oppure 1024 KiB, così come avviene per gli Athlon 64 single core.
L'architettura prevede inoltre che le comunicazioni tra i due core avvengano utilizzando il System Request Interface (SRI), il cui compito è quello di inviare al core disponibile in un preciso momento una particolare richiesta di elaborazione. Tutto il processo avviene all'interno del die del processore, senza dover in nessun modo accedere al bus esterno al processore, l'HyperTransport. Questo schema è nettamente più prestante ed efficiente rispetto ad una comunicazione esterna mediante BUS; quest'ultimo infatti può causare un collo di bottiglia a causa della maggior latenza e della minor banda passante. Un'implementazione di quest'ultimo schema la si trova ad esempio nell'architettura del Pentium D.
Il numero '64' è stato tolto a partire dalla serie BE-2XX0 (sempre basata sul core Brisbane); dopo qualche mese è avvenuto lo stesso anche per la serie precedente con numerazione XX00+ ed anche la più recente 4X50e (2008) ne è ovviamente priva. La ragione è che la campagna marketing improntata sul supporto delle istruzioni x86 a 64 bit voluta inizialmente da AMD ha perso via via significato dopo l'avvento delle CPU dual core.
I processori delle serie BE-2XX0, 4X50e e 5X50e grazie al loro basso TDP sono particolarmente indicati per sistemi a bassissimo consumo nonché per sistemi dedicati all'Home theater (HTPC).
Lo stepping G2 ha apportato un nuovo affinamento del processo produttivo con un ulteriore incremento della già ottima efficienza energetica e termica del core G1.
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