Il Novembre 2004 ha visto AMD passare ai 90 nanometri, nove mesi dopo Intel. AMD ha svelato una nuova e impressionante CPU, chiamata Winchester (D0), disponibile solo per il segmento a basso costo. Così, il core è diventato parte delle offerte Athlon 64 3000+, 3200+ e 3500+. Avremmo voluto vedere le facce degli ingenieri Intel quando hanno misurato i consumi delle CPU AMD a 90 nanometri e realizzato che sotto carico massimo queste CPU dissipavano solo 31.4 W. Questo significa che AMD è stata capace di ridurre i consumi del 44%. Altre misurazioni fatte su una scheda madre modificata nei nostri laboratori di Monaco hanno mostrato consumi in idle di soli 11.1 W.
Ma il meglio doveva ancora venire. Con il Cool & Quiet attivato la frequenza passava a 800 MHz, con la CPU che richiedeva solo 3.2 W per il suo funzionamento. Il Winchester è stato seguito dallo stepping Venice, che ha portato il supporto SSE3 all'Athlon 64 e consumi ancor più ridotti.
Per quasi metà anno, sul fronte AMD, tutto è stato calmo, ma questo periodo è risultato essere come la calma dopo la tempesta. Nel Maggio 2005 l'azienda ha rivelato la sua tecnologia dual core. A differenza di Intel, AMD è stata capace di vendere velocemente dopo l'introduzione, anche se in piccole quantità, facendo risultare l'immediata disponibilità negli store. La sorpresa seguente non si allontana molto da quest'ultima. A differenza di Intel, AMD non ha dovuto raggiungere compromessi quando ha progettato i suoi chip dual core. La CPU dual core può lavorare alla stessa velocità della controparte single core.
A differenza di quanto possa sembra dall'esterno, l'X2 contiene due core.
Quando le CPU sono arrivate nei laboratori THG, CPU-Z non identificava correttamente le CPU X2.
Mentre una nuova versione di CPU-Z ha mostrato informazioni corrette.
Sotto il dissipatore, due core lavorano alla massima frequenza di 2.4 GHz. AMD ha chiamato il suo primo die dual core Toledo (E6) e ha incluso il suffisso X2 al nome del processore per identificare la tecnologia dual core. I due primi modelli sono stati l'Athlon 64 X2 4800+ e il 4400+, ognuno con 1 MB di cache L2 (per core). Per quanto concerne le prestazioni, questi processori sono superiori alle offerte Intel. Tra le altre cose, AMD ha connesso i due core mediante l'interfaccia Hyper Transport. Come risultato, si è ottenuta una perdita di prestazioni in ambiente single-threaded - in confronto alle CPU single-core con medesima frequenza - più bassa rispetto al Pentium D di Intel. Nei nostri benchmark dual-core con quattro applicazioni, l'X2 ci ha impressionato offrendo il 24% di prestazioni in più rispetto al suo rivale Intel. Nei giochi, il chip di AMD è capace di distanziare il Pentium D 840 fino al 47%.