K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU，发布时间在1996年。由于K5在开发上遇到了问题，其上市时间比英特尔的Pentium晚了许多，再加上性能不好，这个不成功的产品一度使得AMD的市场份额大量丧失。K5的性能非常一般，整数运算能力不如Cyrix的6x86，但是仍比Pentium略强，浮点运算能力远远比不上Pentium，但稍强于Cyrix。综合来看，K5属于实力比较平均的那一种产品。K5低廉的价格显然比其性能更能吸引消费者，低价是这款CPU最大的卖点。 AMD 自然不甘心Pentium在CPU市场上呼风唤雨，因此它们在1997年又推出了K6。K6这款CPU的设计指标是相当高的，它拥有全新的MMX指令以及64KB L1 Cache（比奔腾MMX多了一倍），整体性能要优于奔腾MMX，接近同主频PⅡ的水平。K6与K5相比，可以平行地处理更多的指令，并运行在更高的时钟频率上。AMD在整数运算方面做得非常成功，K6稍微落后的地方是在运行需要使用到MMX或浮点运算的应用程序方面，比起同样频率的Pentium 要差许多。
K6拥有32KB数据L1 Cache,32KB指令L1 Cache,集成了880万个晶体管,采用0.35微米技术,五层CMOS,C4工艺反装晶片,内核面积168平方毫米(新产品为68平方毫米),使用Socket7架构。 Cyrix 也算是一家老资格的CPU开发商了，早在x86时代，它和英特尔，AMD就形成了三雄并立的局面。
AMD于1998年4月正式推出了K6－2微处理器。它采用0.25微米工艺制造，芯片面积减小到了68平方毫米，晶体管数目也增加到930万个。另外，K6－2具有64KB L1 Cache，二级缓存集成在主板上，容量从512KB到2MB之间，速度与系统总线频率同步，工作电压为2.2V，支持Socket 7架构。
K6－2是一个K6芯片加上100MHz总线频率和支持3D Now！浮点指令的“结合物”。3D Now！技术是对x86体系的重大突破，它大大加强了处理3D图形和多媒体所需要的密集浮点运算性能。此外，K6－2支持超标量MMX技术，支持100MHz总线频率，这意味着系统与L2缓存和内存的传输率提高近50%，从而大大提高了整个系统的表现。 作为Cyrix公司独自研发的最后一款微处理器，Cyrix MⅡ是于1998年3月开始生产的。除了具有6x86本身的特性外,该微处理器还支持MMX指令，其核心电压为2.9V，具有256字节指令;3.5X倍频;核心内集成650万个晶体管,功耗20.6瓦；64KB一级缓存。
AMD于1999年2月推出了代号为“Sharptooth”(利齿)的K6－Ⅲ，它是该公司最后一款支持Super 7架构和CPGA封装形式的CPU，采用0.25微米制造工艺、内核面积是135平方毫米，集成了2130万个晶体管，工作电压为2.2V/2.4V。
相对于K6－2而言，K6－Ⅲ最大的变化就是内部集成了256KB二级缓存（新赛扬只有128KB），并以CPU的主频速度运行。K6－Ⅲ的这一变化将能够更大限度发挥高主频的优势。此外，该微处理器还带有64KB一级缓存（32KB用于指令，另32KB用于数据），而且在主板上还集成了以系统总线频率同步运行的三级缓存，其容量大小从512KB到2MB之间。 1999年6月23日，AMD公司推出了具有重大战略意义的K7微处理器，并将其正式命名为Athlon。K7有两种规格的产品：第一种采用0.25微米工艺制造，使用K7核心，工作电压为1.6V(其缓存以主频速度的一半运行)；第二种采用0.18微米工艺制造，使用K75核心；工作电压有1.7V和1.8V两种。上述两种类型的K7微处理器内部都集成了2130万个晶体管，外频均为200MHz。
Athlon包含128KB的L1 Cache(PⅡ/PⅢ只有32KB)；512KB～1MB L2 Cache的片外缓存。同时，它还采用了全新的宏处理结构，拥有三个并行的x86指令译码器，可以动态推测时序，乱序执行；K7拥有一个强劲的浮点处理单元，在3DNOW！指令的帮助下会有更进一步的3D和多媒体处理能力，这个先进的FPU使K7拥有超越其他x86微处理器2倍的性能！另外，K7采用了一种类似于Slot 1的全新的Slot A架构，从物理结构上两者可以互换，但后者的电器性能和前者完全不兼容。在总线方面，使用的是Digital公司的Alpha系统总线协议EV6，外频达200MHz；Athlon是AMD第一个具有SMP（对称多微处理器技术）能力的桌面CPU，即使用者可以用Athlon构建双微处理器甚至4微处理器系统！ AMD公司在2000年6月份连续推出了新款的Thunderbird（雷鸟）、Duron（毒龙）微处理器，再次向英特尔Coppermine（铜矿）核心的微处理器发出了强有力的挑战。
Thunderbird是AMD面向高端的Athlon系列延续产品，采用0.18微米的制造工艺，共有Slot A和Socket A两种不同的架构，但它们在设计上大致相同：均内置128KB的一级缓存和256KB的二级缓存，其二级缓存与CPU主频速度同步运行；工作电压为1.70V～1.75V，相应的功耗也比老的Athlon要小;集成3700万个晶体管，核心面积达到120平方毫米。
另外，Thunderbird微处理器支持200MHz系统总线频率，提供巨大的带宽，且支持Alpha EV6总线协议，具有多重并行x86指令解码器。
Duron微处理器是AMD首款基于Athlon核心改进的低端微处理器，它原来的研发代号称为“Spitfire”。Duron外频也是200MHz，内置128KB的一级缓存和64KB的全速二级缓存，它的工作电压为1.5V，因而功耗要较Thunderbird小。而且它核心面积是100平方毫米，内部集成的晶体管数量为2500万个，比K7核心的Athlon多300万个。这些特点符合了AMD面对低端市场的策略，即低成本低功耗而又高性能。在浮点性能上，基于K7体系的Duron明显优于采用P6核心设计的Intel系列微处理器，它具有三个全流水乱序执行单元，一个用于加/减运算，一个用于复合指令还有一个是浮点存储单元。
