64-bitars bearbetning: Athlon 64 är den första x86-64-processorn från AMD, som stöder 64-bitars minnesadressering och 64-bitars beräkningar. Detta gör att Athlon 64 kan hantera större mängder data och bearbeta den snabbare än XP, som är begränsad till 32-bitars bearbetning.
Förbättrad minneskontroll: Athlon 64 inkluderar en förbättrad minneskontroller som stöder dubbelkanals DDR-minne. Detta gör att Athlon 64 kan komma åt data i minnet snabbare, vilket resulterar i snabbare övergripande prestanda.
HyperTransport-teknik: Athlon 64 använder HyperTransport-teknik för att ansluta till moderkortet och andra enheter. HyperTransport är en höghastighetsinterconnect som ger betydligt mer bandbredd än AGP- eller PCI-bussarna som används av XP.
Större L2-cache: Athlon 64 har en större L2-cache (512 KB) än XP (256 KB). Detta gör att Athlon 64 kan lagra data som används oftare närmare processorn, vilket minskar behovet av att komma åt det långsammare huvudminnet.
Sammantaget erbjuder Athlon 64 betydande prestandafördelar jämfört med XP på grund av dess 64-bitars arkitektur, förbättrade minneskontroller, HyperTransport-teknik och större L2-cache.