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收購ATI前的AMD，其主要產品是中央處理器，在其K7處理器中期之後，CPU特點是以較低的核心時脈頻率產生相對上較高的運算效率，也開始使用PR值來標定產品效能。但低階Duron仍以時脈標定，而且其主頻通常會比同效能的英特爾中央處理器低1GHz左右。自從Athlon XP上市以來，AMD與Intel的技術差距逐漸縮小。

2003年時AMD搶先於Intel之前發表具有64位元的Athlon 64，使得AMD的技術已經與Intel相當，或甚至在某些方面已經領先於Intel。

2005年4月22日，AMD領先於Intel率先發行擁有兩個核心的Opteron處理器（當然還是遠遠落後於國際商業機器股份有限公司（IBM）於2001年發行的POWER4雙核處理器），隨後又推出面向主流消費市場的Athlon 64 X2。而由於兩家廠商目前都已以多核心系統作為新產品的開發主軸，使得AMD的Athlon 64 FX-57 2.8GHz成為世界上效能最高的零售單核心中央處理器（時脈最快的零售處理器則是Intel的Pentium 4：580 3.8 GHz，而其他效能更高的產品都是採用多核心架構）。

2010年底，AMD推出繪圖晶片與處理晶片合二為一的AMD Fusion晶片，亦即是「加速處理器」（Accelerated Processing Unit，簡稱「APU」），獲得PC業界不少生產廠家採用，包括惠普、宏碁及Sony等等。 現在AMD也推出K10架構的Phenom II六核心處理器來與Intel Nehalem微架構的Core i7處理器競爭。