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IBM PC 和 x86 架构主条目：Am286、Am386、Am486和Am5x86

1982年2月，AMD与Intel签订合同，成为8086和8088处理器的授权第二来源制造商。IBM希望在其IBM PC中使用 Intel 8088 ，但其当时的政策是其芯片至少需要两个来源。AMD后来在同样的安排下生产了Am286 。1984年，Intel内部决定不再与AMD合作提供产品信息，以巩固其市场优势，并推迟并最终拒绝透露Intel 80386的技术细节。[97] 1987年，AMD就该问题提起仲裁，英特尔的反应是完全取消1982年的技术交换协议。[98][99]经过三年的证词，AMD最终在1992年的仲裁中获胜，但英特尔对这一裁决提出了异议。随后又发生了一场长期的法律纠纷，最终于 1994 年加利福尼亚州最高法院站在了仲裁员和 AMD 一边。[100][101]

1990年，英特尔反诉AMD，重新谈判AMD在其克隆处理器中使用英特尔微代码衍生品的权利。[102]面对法律纠纷期间的不确定性，AMD 被迫为其 x386 和 x486 处理器开发洁净室设计的英特尔代码版本，前者是在英特尔于 1985 年发布自己的 x386 很久之后。 [103] 3 月1991 年，AMD 发布了Am386，它是 Intel 386 处理器的克隆版。[48]到同年 10 月，它已售出 100 万台。[48]

1993年，AMD推出了第一款Am486系列处理器[16]，事实证明该处理器受到大量原始设备制造商的欢迎，其中包括康柏公司，该公司签署了使用Am486的独家协议。[8][104][105] Am5x86是另一款基于 Am486 的处理器，于 1995 年 11 月发布，延续了 AMD 作为快速、经济高效处理器的成功。[106][107]

最后，在 1996 年生效的协议中，AMD 获得了英特尔 x386 和 x486 处理器系列中微代码的权利，但没有获得后续几代处理器中微代码的权利。[108][109]

K5、K6、Athlon、Duron 和 Sempron 主要文章：AMD K5、AMD K6、Athlon、Duron和Sempron

AMD 的第一款内部 x86 处理器是1996 年推出的K5 。[110]其名称中的“K”指的是氪石，这是唯一已知会伤害漫画人物超人的物质。这本身就是对英特尔在市场上的霸权的提及，即将它们拟人化为超人。[111]数字“5”指的是第五代 x86 处理器；其竞争对手英特尔此前曾将其第五代 x86 处理器系列命名为Pentium，因为美国商标和专利局裁定仅数字不能注册商标。[112]

1996 年，AMD 收购了NexGen，专门获得其 Nx 系列 x86 兼容处理器的权利。AMD 给了 NexGen 设计团队自己的大楼，不打扰他们，并给他们时间和金钱来重新设计 Nx686。结果就是1997 年推出的K6处理器。虽然它基于Socket 7 ，但K6-III /450等变体的速度比英特尔的Pentium II（第六代处理器） 更快。

K7 是 AMD 的第七代 x86 处理器，于 1999 年 6 月 23 日以Athlon品牌首次亮相。与以前的 AMD 处理器不同，由于围绕英特尔Slot 1连接器的许可问题，它无法与英特尔的主板上使用，而是使用插槽 A连接器，参考Alpha处理器总线。Duron是 Athlon 的低成本有限版本（64KB，而不是 256KB L2 缓存），采用 462 针插座PGA （插座A）或直接焊接到主板上。Sempron作为成本较低的 Athlon XP 发布，取代了A 插槽PGA 时代的 Duron。此后，它已向上迁移到所有新套接字，最高可达AM3。

2001年10月9日，Athlon XP发布。2003年2月10日，配备512KB二级缓存的Athlon XP发布。[113]

Athlon 64、Opteron 和 Phenom 主条目：Athlon 64、Opteron和Phenom

K8 是 K7 架构的重大修订版，最显着的功能是x86 指令集（称为x86-64 、AMD64 或 x64）添加了64 位扩展、并入了片上内存控制器，以及称为HyperTransport的极高性能点对点互连的实现，作为Direct Connect 架构的一部分。该技术最初于 2003 年 4 月 22 日作为面向服务器的Opteron处理器推出。[114]此后不久，它被纳入桌面 PC 产品中，品牌为Athlon 64。[115]

2005年4月21日，AMD发布了首款双核 Opteron，一种基于x86的服务器CPU。[116]一个月后，它发布了Athlon 64 X2，这是第一个基于桌面的双核处理器系列。[117] 2007年5月，AMD放弃了其双核桌面产品品牌中的“64”字符串，改名为Athlon X2，淡化了64位计算在其处理器中的重要性。进一步的更新涉及微架构的改进，以及目标市场从主流桌面系统向价值双核桌面系统的转变。2008年，AMD开始在中国独家推出双核Sempron处理器，品牌为Sempron 2000系列，具有较低的HyperTransport速度和较小的L2缓存。AMD 完成了每个细分市场的双核产品组合。

2007 年 9 月，AMD 发布了首款服务器 Opteron K10处理器，[118]随后于 11 月发布了台式机Phenom处理器。K10 处理器有双核、三核、[119]和四核版本，所有内核都位于单个芯片上。AMD发布了代号“ Spider ”的新平台，该平台采用了新的Phenom处理器，以及AMD 700芯片组系列中的R770 GPU和790 GX/FX芯片组。[120]然而，AMD 采用65 纳米工艺制造 Spider ，与英特尔更小、更节能的45 纳米工艺相比，没有竞争力。

2009 年 1 月，AMD 发布了名为Phenom II的新处理器系列，它是采用 45 nm 工艺构建的原始Phenom的更新版。[121] AMD的新平台代号为“ Dragon ”，使用了新的Phenom II处理器，以及来自R700 GPU系列的ATI R770 GPU ，以及来自AMD 700芯片组系列的790 GX/FX芯片组。[122] Phenom II 有双核、三核和四核版本，全部使用相同的芯片，但三核和双核版本禁用了内核。Phenom II 解决了原始 Phenom 存在的问题，包括时钟速度低、L3 缓存小以及降低性能的Cool'n'Quiet bug。Phenom II 成本较低，但与英特尔的中高端Core 2四核相比，在性能上没有竞争力。Phenom II 还增强了其前身的内存控制器，使其能够在新的本机插槽AM3中使用DDR3，同时保持与Phenom 使用的插槽AM2+的向后兼容性，并允许使用该平台所使用的DDR2内存。

2010年4月，AMD发布了新款Phenom II六核（6核）处理器，代号“ Thuban ”。[123]这是一个基于六核“Istanbul” Opteron处理器的全新芯片。它包括AMD的“涡轮核心”技术，该技术允许处理器在需要更纯粹的速度时自动从6个核心切换到3个更快的核心。

Magny Cours和Lisbon服务器部件于 2010 年发布。[124] Magny Cours 部件有 8 到 12 个核心，Lisbon 部件有 4 和 6 个核心。Magny Cours 专注于性能，而里斯本部分则专注于每瓦的高性能。Magny Cours 是一个 MCM（多芯片模块），具有两个六核“Istanbul” Opteron部件。这将使用用于双路和四路处理器的新插槽 G34 ，因此将作为 Opteron 61xx 系列处理器进行销售。Lisbon 使用经认证可用于双插槽或仅用于单插槽的插槽C32 ，因此将作为 Opteron 41xx 处理器进行销售。两者都将采用45 nmSOI工艺构建。

Fusion 成为 AMD APU 主条目：AMD APU和AMD 移动平台

AMD 2006 年收购加拿大图形公司ATI Technologies后，宣布了一项代号为Fusion的计划，将CPU和GPU集成到 AMD 的一些微处理器上，包括内置PCI Express链路以容纳单独的 PCI Express 外设，从而消除了北桥芯片。母板。该举措旨在将一些原本在CPU上完成的处理（例如浮点单元运算）转移到GPU上，这样可以更好地优化某些计算。Fusion 后来更名为AMD APU（加速处理单元）。[125]

Llano 是 AMD 首款专为笔记本电脑打造的 APU。Llano 是第二个发布的 APU，[126]瞄准主流市场。[125]它将CPU和GPU集成在同一芯片上，以及北桥功能，并使用带有DDR3内存的“Socket FM1 ” 。该处理器的CPU部分基于Phenom II “Deneb”处理器。由于 Llano 的生产问题，AMD 的收入意外下降。[127]更多用于运行 Windows 7 和 Windows 8 操作系统的笔记本电脑的 AMD APU 得到普遍使用。其中包括 AMD 的同价位 APU E1 和 E2，以及与英特尔Core i系列的主流竞争对手：Vision A 系列，A 代表加速。这些范围从性能较低的 A4 芯片组到 A6、A8 和 A10。这些都采用了下一代 Radeon 显卡，其中 A4 使用基础 Radeon HD 芯片，其余使用 Radeon R4 显卡，但最高型号的 A10 (A10-7300) 使用 R6 显卡。