Le CPU Sempron sono processori economici della AMD destinati a diversi settori di mercato. Hanno rimpiazzato i processori Duron ed erano in competizione con i Celeron D della Intel.
Le prime varianti erano basate sui core Thoroughbred e Thorton dell'Athlon XP, con 256 KB di L2-cache e un FSB 333, ottenuto sfruttando in modalità DDR un segnale a 166 MHz. La cpu Sempron 3000+, introdotta più tardi, è basata sul core Barton, evoluzione dei precedenti in quanto possiede 512 KB di L2-cache. L'ultimo Sempron su Socket A è stato il modello 3300+, con FSB 400 sempre su core Barton. Di fatto, tutti questi modelli non sono altro che Athlon XP rimarchiati con un nuovo nome ed un nuovo PR (Performance Rating).
Le versioni successive (core Paris e Palermo) sono invece versioni depotenziate dei primi modelli di Athlon 64, hanno solo 128 o 256 KB di L2-cache ed alcuni non supportano istruzioni AMD64. A parte queste restrizioni, le nuove Sempron condividono molte funzionalità con l'Athlon 64, incluso il controllo di memoria integrato “on-die” e il supporto per l'infrastruttura HyperTransport a 800 MHz. Con la presentazione di ulteriori versioni dell'Athlon 64 con core K8 anche i processori Sempron si sono conseguentemente evoluti rispecchiandone fedelmente le caratteristiche generali, ma sempre mantenendo sia la L2-cache ridotta tipicamente alla metà che il bus HyperTransport di 800 MHz contro i 1000 MHz diventati standard sugli Athlon. Tutti i Sempron sono stati processori single-core fino all'uscita del core Brisbane, con cui si sono prodotti i primi modelli dual-core (Sempron X2 2100+, 2200+, 2300+) con L2-cache di 256 KB e frequenze non superiori ai 2,2 GHz.
Con l'avvento del core K10 (per Athlon II) sono stati prodotti nuovi modelli di Sempron single-core (Sempron 130-150) utilizzando i processori Athlon II X2 (dual-core) con un core difettoso "spento" in fabbrica oppure semplicemente disabilitato per creare un single-core, mantenendo però tutte le altre caratteristiche soprattutto per quanto riguarda la L2-cache maggiorata dei K10 ,che ora è di 1024 KB per core. Unica eccezione: il modello Sempron 130 in cui è di soli 512KB, in linea con quella dei primi modelli di Athlon II da cui deriva. Anche le frequenze sono più alte rispetto ai predecessori, attestandosi in un range compreso tra i 2,6 GHz e i 2,9 Ghz.
Molti di questi Sempron possono essere riconvertiti in dual-core tramite una caratteristica presente nel BIOS di alcuni modelli di schede madri (chiamata "Advanced Clock Calibration") ma questo vale solo per i modelli con un core disabilitato di fabbrica e non per quelli con un core difettoso. I processori così ottenuti sono riconosciuti come Athlon II X2 dal BIOS della scheda madre.
A parte queste "riconversioni" ottenute tramite BIOS, anche per il core K10 sono stati prodotti alcuni modelli di Sempron dual-core, dimezzando la L2-cache degli Athlon II X2 core Regor (che diviene così di soli 512 KB per core) e utilizzando frequenze massime di 2,5 GHz per il modello di punta Sempron X2 190.
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