K6-3 bygger på den sidste kerne fra K6-2 CPU'en. Her ud over er der tilføjet en on-die L2 cache på 256 KB hvilket eliminere en flaskehals i systemet. På denne måde har man fuld CPU clock frekvens til sin L2 cache hvor man med en ekstern L2 cahce, må nøjes med den eksterne Front Side Bus speed, som er på 66 MHz eller 100 MHz. K6-3 CPU'en benytter så den cache der sidder på motherboardet til L3 cache. K6-3 passer i samme socket 7 som forgængeren, hvis motherboardet understøtter spændingen på 2.3 - 2.5 volt.