Athlon

Desain L1 cache yang dimiliki Athlon juga mirip dengan prosesor DEC Alpha, yang juga sama-sama memiliki 128 KB. Hal ini mengakibatkan prosesor Athlon mendapatkan rekor baru: prosesor x86 pertama yang memiliki L1 cache paling besar. Seperti halnya prosesor modern, L1 cache dibagi dua sama rata: 64 KB untuk data cache dan 64 KB untuk instruction cache. Walaupun begitu, untuk cache L2 yang dimilikinya tidak terlalu istimewa karena terletak dalam cartridge, bukan dalam chip sehingga mengakibatkan kecepatannya akan semakin tinggi-ini sama dengan desain Pentium II dan Pentium III Katmai. Desain "cartridge" memang memiliki kelemahan pada divider L2 cache, sehingga kecepatan L2 cache tidaklah sama dengan kecepatan prosesor. Dengan menggunakan divider 1/3, 1/2, dan 2/5 dari clock speed, cache L2 prosesor akan mengalami cache-miss ratio yang semakin besar. Walaupun begitu, lebar bandwidth bus cache L2 ditingkatkan menjadi 64-bit. Sebagaimana prosesor DEC Alpha, yang mengeksklusifkan L1 cache, maka hal ini juga berlaku pada Athlon. Cache L1 yang bersifat eksklusif akan mengakibatkan pada informasi yang ada dalam L1 tidak akan disalin pada cache L2 seperti halnya pada Pentium Pro dan turunannya (Pentium III dan Pentium 4) dan untuk memfasilitasi transfer di antara keduanya, AMD mengimplementasikan satu buffer "korban".