AMD fue construida como una compañía que desarrollaba sus propias soluciones y diseños, pero que también licenciaba y construía chips basada en la tecnología de otras compañías.

AMD obtuvo la licencia para producir hardware para las especificaciones x86, incluidos los derechos para producir hardware de 286 y derivados del 286.

El lanzamiento de Windows® 3.0 en 1990 inauguró una nueva era en las PCs de escritorio. Los sistemas operativos Windows 3.0 y 3.11 brillaron sobre un 386 y el procesador Am386DX de AMD resultó todo un éxito. Le siguieron a continuación los diseños del Am486DX, el Am486® y el microprocesador K5. En 1996, AMD adquirió NexGen y sus diseños de procesadores, incluido el procesador Nexgen NX686 CPU para soquete 7.

Lanzado en 1997, el procesador AMD-K6 ofreció un rendimiento competitivo para las aplicaciones de negocios y de PCs de escritorio, sin ahogarse en la matemática de punto flotante, un componente crítico de los juegos y de algunas tareas de multimedia. Después vino el procesador AMD-K6®-2 con soporte para instrucciones SIMD (Single Instruction Multiple Data), que se movió a una forma más avanzada del socket 7 original. Este factor de la nueva forma añadió soporte para un FSB de 100 MHz y mantuvo la vieja plataforma estándar competitiva frente a otros diseños. El procesador AMD-K6-2 400 reutilizó una disposición obsoleta del multiplicador, lo que le permitía ejecutarse a 400 MHz, incluso sobre viejas tarjetas principales. Y finalmente, el procesador AMD-K6-3 agregó al núcleo del K6-2 un caché L2 de 256 KB sobre la pastilla, lo que aumentó significativamente el rendimiento.

El procesador AMD-K7 (conocido más tarde como el procesador AMD Athlon™) era diferente de todo lo que AMD había creado antes. En lugar de la única unidad de FPU sin conductos (pipelines) del AMD-K6, AMD creó una FPU con varios conductos, capaz de ejecutar múltiples instrucciones de punto flotante en paralelo. AMD fue el primero en salir al mercado con un procesador de 1 GHz y el primer fabricante en producir procesadores para PCs de escritorio de esa velocidad en gran volumen. Las generaciones posteriores vinieron con el caché L2 incorporado con el mismo reloj del procesador. Las instrucciones SSE llegaron con el procesador AMD Athlon XP y en el tercer trimestre del 2001 AMD se convirtió en el primer fabricante de procesadores estándar en soportar la memoria DDR. El 2001 también trajo consigo la llegada de los chipsets de 760MP/760MPX y de nuevo AMD ofreció una solución altamente competitiva y a un precio sumamente atractivo para servidores con múltiples procesadores, en la forma del procesador AMD Athlon MP.

AMD64 es el nombre que AMD le dió a la extensión de 64 bits de la arquitectura x86. El valor de un procesador con un camino de datos más largo (8, 16, 32, 64 bits) radica en que este aumenta la cantidad de datos que puede ser manejada y procesada al interior de un procesador durante un único ciclo. Sin embargo, la actual tecnología de octava generación de AMD es más que una simple extensión a 64 bits. Cuando se le compara con el procesador AMD Athlon™ XP de séptima generación o con otras soluciones de la competencia, los procesadores AMD Athlon 64 y AMD Opteron™ ofrecen un rendimiento más sólido, gracias a la incorporación del soporte SSE2 y al controlador de memoria integrado. El procesador AMD Athlon 64 también utiliza la tecnología HyperTransport™, una arquitectura de bus punto a punto desarrollada por AMD y que licencia a través del HyperTransport Technology Consortium.

El lanzamiento de Windows® XP Professional x64 Edition va a impulsar la adopción de los sistemas de 64 bits. Pero puede que el potencial total del sistema de 64 bits no se reconozca sino hasta dentro de algunos años. Al mercado le tomó casi una década pasar de 16 a 32 bits. Sólo hasta ahora estamos comenzando a ver software que aprovecha la computación de 64 bits. En un futuro no muy lejano, los procesadores de 64 bits se habrán hecho tan populares que los desarrolladores de juegos y aplicaciones, así como los fabricantes de sistemas operativos no sólo utilizarán el sistema de 64 bits para mejorar sus creaciones, sino que utilizarán sus capacidades como parte fundamental del producto final. La tecnología AMD64 hace eso.