Rejestry ogólnego przeznaczenia rozszerzono o dodatkowe 32 bity, dostępne jedynie w 64-bitowym trybie pracy. Dodano również 8 dodatkowych, 64-bitowych rejestrów ogólnego przeznaczenia oraz 8 dodatkowych 128-bitowych rejestrów SSE (również dostępnych jedynie w trybie 64-bitowym). Rozszerzenie rejestrów dokładniej wyjaśnia schemat. Dwukrotnie większa liczba rejestrów pozwala procesorowi rzadziej odwoływać się do pamięci podręcznej (gdyż więcej danych można przechowywać w rejestrach), co znacznie przyspiesza wykonanie programów (nawet samo przekompilowanie kodu nie używającego 64-bitowych danych tak, aby wykorzystywał dodatkowe rejestry, powoduje znaczny wzrost szybkości wykonywania).
Technologia NX-bit
Wbudowany kontroler pamięci W celu skrócenia czasu dostępu do pamięci, a tym samym skrócenia czasu gdy procesor nie wykonuje żadnych rozkazów czekając na dane z pamięci, w rdzeniach procesorów rodziny K8 zintegrowano kontroler pamięci. Eliminuje to pośrednictwo mostka północnego płyty głównej (chipsetu) i przyspiesza czas odczytu i zapisu z i do pamięci.