AMDの開発した、RISCアーキテクチャベースIntel互換64ビットマイクロプロセッサのブランド名。サーバ/ワークステーション向けプロセッサで、Athlon MPの後継CPUである。同等の製品で、コンシューマ向けCPUにAthlon 64がある。
AMD64技術を用い、従来の16ビット・32ビットバイナリとの互換性を維持したまま64ビット化を実現させた。2003(平成15)年4月23日発売開始。開発コードネームはSledgeHammer(スレッジハマー)。またSledgeHammerの後継としてAthens(アテネ)も開発中である。
ClawHammerコアのAthlon 64が1本のHyperTransportに対応し、通常の(安価な)Unbuffered DDR SDRAM対応のシングルチャンネルであるであるのに対して、このSledgeHammerコアのOpteronはデュアルチャンネルのRegisteredタイプに対応する。
読み込まれた命令はx86デコーダで解読され、独自のAMD64 ISA命令に変換する。変換後の命令は最大3個をVLIWにパックし、AMD64 ISAデコーダでマイクロコードに変換、これが整数スケジューラ(8エントリ)または浮動小数点スケジューラ(36エントリ)に渡され実行される。つまり、x86命令→AMD64 ISA命令→マイクロコードと途中2段階のデコードをすることでx86アーキテクチャとの互換性を実現している。
Hammerファミリー中の高性能タイプで、高速バスHyperTransportでプロセッサ間を接続することで4〜8プロセッサ構成のマルチプロセッサを構築でき、ハイエンド・サーバへの利用が想定されている。コンシューマ向けのAthlon 64との大きな違いは使用できるメモリの種類とマルチプロセッサ対応である。
WindowsはWindows Server 2003以降で64ビット動作に対応している。