Her er der tale om en optimeret udgave af AMDs populære Athlon Thunderbird. Kernen er ikke ændret radikalt, men der er aligevel 37,5 millioner transistorer, mod de 37 millioner som vi fandt i den oprindelige Athlon Thunderbird. Athlon XP gik i den første tid under navnet Palomino, men navnet er nu fastsat til Athlon XP. XP står for eXtra Performance, og hermed går AMD væk fra at benytte frekvensen, som målestok for hvor hurtig en processor er. Istedet bruger de nu "Real Performance" eller "True Performance" som er en måde at udtrykke en processors ydelse på. AMD håber med tiden at der vil blive en standard for hvordan Real Performance måles, så forbrugeren kan skelne nemmere. Athlon XP kom i første omgang i fire versioner. Nemlig 1500+, 1600+, 1700+ og 1800+. Til forskel for hvad man skulle tro kører de ikke med 1500-1800 Mhz, men tallet skulle angive hvilken ydelse man får i forhold til en Athlon Thunderbird. En 1800+ skulle altså således yde lige så godt som en Athlon Thunderbird ved 1800 MHz, men kører dog med en frekvens på 1533 MHz. Mange mener dog at AMD også har valgt disse tal for at vise folk at en AMD Athlon XP 1800+, skal betragtes som en konkurrent til Intels Pentium 4, og de tests jeg har foretaget viser da også at en Athlon XP 1800+ er hurtigere end en Intel Pentium 4 på 1800 MHz. En anden meget spændende ting ved Athlon XP er at den implementerer Intels SSE, som giver øget ydelse under afvikling af programmer optimeret til at udnytte disse instruktioner. Det drejer sig specielt om multimediaprogrammer så som billedebehandlere og videoredigeringsprogrammer. Implementeringen betyder at en Athlon XP nu understøtter MMX, 3Dnow, 3Dnow Enhanced og SSE. Alle disse instruktioner samles nu under navnet 3Dnow professionel.