Erst ab AMD 64 gibt es den Überhitzungsschutz:
AMD Athlon 64 / Athlon 64 FX / Opteron
Der AMD Athlon 64 ist eine echte 64-Bit-CPU, die aber auch x86-Code ohne zusätzliche Emulation oder Konvertierung ausführen kann. Im Prozessor ist eine integrierte Northbridge mit Speicherinterface und HyperTransport als Verbindung zum Motherboard. Wie auch der Pentium 4 unterstützt der Athlon 64 die Multimedia-Erweiterung SSE2 von Intel, das u. a. zwei Gleitkommabefehle in doppelter Genauigkeit parallel ausführen kann.
Ähnlich wie beim Pentium 4 hat der Athlon 64 einen IHS (integrated head spreader), der als Metalldeckel das Die schützt und die Fläche zwischen Kühler und Die vergrößert. Das nicht sichtbare Die hat eine Größe von 193 mm². Als Schutz vor dem Hitzetod hat der Prozessor einen Überhitzungsschutz, der ab einer Temperatur von 125°C die internen Taktsignale abschaltet. Die Montage eines Kühlkörpers gestaltet sich einfacher und sicherer durch Schrauben, die in einer Metallplatte auf der Rückseite des Motherboards geschraubt werden.